Scheda Tecnica Display LED LTC-5837JD - Altezza Cifra 0.52 Pollici - Iper Rosso 650nm - Tensione Diretta 2.6V - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il LTC-5837JD è un modulo display LED ad alte prestazioni, quadrupla cifra, a sette segmenti. La sua funzione principale è fornire informazioni numeriche e alfanumeriche limitate, chiare e luminose, in un'ampia gamma di apparecchiature elettroniche. Il dispositivo è realizzato utilizzando la tecnologia avanzata dei semiconduttori AlInGaP (Fosfuro di Alluminio Indio Gallio) per i chip LED, montati su un substrato non trasparente di GaAs. Questa costruzione produce un display con faccia grigia e segmenti bianchi, offrendo un eccellente contrasto per la leggibilità. Il display presenta una configurazione ad anodo comune, una scelta progettuale standard per semplificare i circuiti di pilotaggio multiplex nelle applicazioni multi-cifra.

1.1 Vantaggi Principali e Mercato di Riferimento

Il display è progettato per applicazioni che richiedono letture numeriche affidabili e ad alta visibilità. I suoi vantaggi principali, come elencati nella scheda tecnica, includono un design del segmento continuo e uniforme per un aspetto coerente, basso consumo energetico per l'efficienza, alta luminosità e contrasto per la visibilità in varie condizioni di illuminazione e un ampio angolo di visione. L'affidabilità allo stato solido della tecnologia LED garantisce una lunga vita operativa. Queste caratteristiche lo rendono adatto per mercati di riferimento tra cui strumentazione industriale (es. contatori da pannello, controllori di processo), apparecchiature di test e misura, dispositivi medici, cruscotti automobilistici (display secondari) ed elettrodomestici dove un'indicazione numerica chiara è fondamentale.

2. Interpretazione Approfondita dei Parametri Tecnici

2.1 Caratteristiche Fotometriche e Ottiche

Il parametro fotometrico chiave è l'Intensità Luminosa Media (Iv), specificata con un minimo di 320 µcd, tipico di 700 µcd, e nessun massimo dichiarato, in una condizione di test con una corrente diretta (IF) di 1mA. Ciò indica un'uscita luminosa adatta all'uso interno. La luce è caratterizzata come Iper Rossa, con una Lunghezza d'Onda di Picco di Emissione (λp) di 650 nm (nanometri) e una Lunghezza d'Onda Dominante (λd) di 639 nm, collocandola saldamente nella porzione di rosso profondo dello spettro visibile. La Larghezza a Mezza Altezza della Linea Spettrale (Δλ) è di 20 nm, che descrive la purezza spettrale della luce emessa. È specificato un Rapporto di Corrispondenza dell'Intensità Luminosa (IV-m) di 2:1, il che significa che l'intensità del segmento più debole non deve essere inferiore alla metà di quella del segmento più luminoso all'interno di un dispositivo, garantendo uniformità visiva.

2.2 Parametri Elettrici

Il parametro elettrico primario è la Tensione Diretta per Segmento (VF), che ha un valore tipico di 2,6V e un massimo di 2,6V a IF=1mA. Questo è un valore critico per progettare il circuito di limitazione della corrente. I Valori Massimi Assoluti definiscono i limiti operativi: una Corrente Diretta Continua per Segmento di 25 mA (con derating sopra i 25°C), una Corrente Diretta di Picco di 90 mA in condizioni pulsate (ciclo di lavoro 1/10) e una massima Tensione Inversa (VR) di 5V per prevenire danni. La Corrente Inversa (IR) è molto bassa, con un massimo di 100 µA a VR=5V. La Dissipazione di Potenza totale per segmento è limitata a 70 mW.

2.3 Specifiche Termiche e Ambientali

Il dispositivo è classificato per un Intervallo di Temperatura Operativa da -35°C a +85°C e un identico Intervallo di Temperatura di Stoccaggio. Questa ampia gamma garantisce la funzionalità in ambienti ostili. Un parametro critico di assemblaggio è la massima Temperatura di Saldatura di 260°C per un massimo di 3 secondi, misurata 1,6 mm sotto il piano di appoggio, che guida il processo di saldatura a rifusione.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

La scheda tecnica afferma che il dispositivo è \"Categorizzato per Intensità Luminosa\". Ciò implica che le unità vengono classificate (binnate) in base alla loro emissione luminosa misurata a una corrente di prova standard. Sebbene codici bin specifici non siano forniti in questo estratto, un tale sistema consente ai progettisti di selezionare display con livelli di luminosità coerenti per la loro applicazione, prevenendo variazioni evidenti tra diverse unità in un prodotto.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

La scheda tecnica fa riferimento a \"Curve Caratteristiche Elettriche/Ottiche Tipiche\", che sono tipicamente rappresentazioni grafiche di come i parametri cambiano in diverse condizioni. Le curve comuni per un tale dispositivo includerebbero:Corrente Diretta vs. Tensione Diretta (Curva I-V): Mostra la relazione non lineare, cruciale per il design del driver.Intensità Luminosa vs. Corrente Diretta: Mostra come l'emissione luminosa aumenti con la corrente, fino al valore massimo nominale.Intensità Luminosa vs. Temperatura Ambiente: Mostra la diminuzione dell'emissione all'aumentare della temperatura, importante per la gestione termica.Distribuzione Spettrale: Un grafico che traccia l'intensità relativa rispetto alla lunghezza d'onda, centrato attorno a 650nm.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

5.1 Dimensioni e Contorno

Il disegno del package (citato ma non dettagliato nel testo) mostrerebbe il contorno fisico del modulo display a 4 cifre. Le dimensioni chiave includono la lunghezza, larghezza e altezza complessive, l'altezza della cifra di 0,52 pollici (13,2 mm), la spaziatura tra le cifre e le dimensioni dei segmenti. Le tolleranze sono generalmente ±0,25 mm salvo diversa specificazione.

5.2 Piedinatura e Schema di Collegamento

Il dispositivo ha 40 piedini. La tabella di collegamento dei piedini dettaglia meticolosamente la funzione di ciascun pin, mappando i catodi per i segmenti A-G e il punto decimale (D.P.) per ciascuna delle quattro cifre (Cifra 1 a 4), così come l'anodo comune per ogni cifra. Ad esempio, il Pin 1 è il catodo per il segmento E della Cifra 1, mentre il Pin 38 è l'anodo comune per la Cifra 1. Questa mappatura precisa è essenziale per creare il corretto layout PCB e il software di pilotaggio. Lo schema del circuito interno mostra che tutti i segmenti all'interno di una cifra condividono una connessione ad anodo comune, che viene portata a un singolo pin per cifra.

5.3 Identificazione della Polarità

Il dispositivo è chiaramente contrassegnato come tipo ad Anodo Comune. La polarità è identificata attraverso la tabella dei piedini. Applicando una tensione positiva al pin dell'anodo comune di una cifra mentre si assorbe corrente attraverso i rispettivi pin catodo dei segmenti, si illumineranno quei segmenti.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

La linea guida principale fornita è il limite di temperatura di saldatura: 260°C massimo per 3 secondi, misurata 1,6 mm sotto il piano di appoggio. Questo è un profilo standard per la saldatura a rifusione senza piombo. I progettisti devono assicurarsi che il profilo del forno a rifusione non superi questo limite per evitare di danneggiare il package plastico o i bond interni dei fili. Durante la manipolazione devono essere osservate le precauzioni standard ESD (Scarica Elettrostatica). Le condizioni di stoccaggio sono definite dall'intervallo di temperatura di stoccaggio.

7. Confezionamento e Informazioni per l'Ordine

Il numero di parte è LTC-5837JD. Il suffisso \"JD\" potrebbe indicare un binning specifico o altre varianti. La scheda tecnica non fornisce dettagli sul confezionamento in nastro e bobina, quantità in vassoio o etichettatura. Per la produzione, queste informazioni dovrebbero essere ottenute dal produttore o dal distributore.

8. Suggerimenti Applicativi

8.1 Circuiti Applicativi Tipici

La configurazione ad anodo comune è ideale per il pilotaggio multiplexato. Un circuito tipico prevede l'uso di un microcontrollore o di un IC driver dedicato per display. Il microcontrollore abiliterebbe sequenzialmente (impostando a livello logico alto o collegando a Vcc tramite un transistor) l'anodo comune di una cifra alla volta, mentre invia il pattern per i segmenti (catodi) di quella cifra, spesso attraverso resistori di limitazione della corrente o un driver a pozzo di corrente costante. Questo multiplexing avviene più velocemente di quanto l'occhio umano possa percepire, creando l'illusione che tutte le cifre siano accese simultaneamente, riducendo significativamente il numero di pin I/O del microcontrollore richiesti.

8.2 Considerazioni di Progettazione

Limitazione della Corrente: Essenziale per prevenire il superamento della massima corrente diretta continua (25mA per segmento). I resistori o i driver a corrente costante devono essere calcolati in base alla tensione di alimentazione e alla tensione diretta del LED (VF).Frequenza di Multiplexing: Deve essere abbastanza alta da evitare sfarfallio visibile, tipicamente sopra i 60-100 Hz.Corrente di Picco: In un design multiplexato, la corrente istantanea durante il breve tempo di accensione può essere superiore alla corrente continua media. Assicurarsi che la corrente di picco non superi il valore nominale di 90mA.Angolo di Visione: L'ampio angolo di visione consente flessibilità nella posizione di montaggio rispetto all'utente.Contrasto: Il design faccia grigia/segmenti bianchi fornisce un buon contrasto; evitare il montaggio dietro finestre con tinte scure che attenuerebbero la luce rossa.

9. Confronto e Differenziazione Tecnica

Il principale elemento di differenziazione del LTC-5837JD è l'uso della tecnologia LED Iper Rosso AlInGaP. Rispetto a tecnologie più vecchie come i LED rossi standard GaAsP (Fosfuro di Gallio Arseniuro), l'AlInGaP offre un'efficienza luminosa significativamente più alta, risultando in una maggiore luminosità a parità di corrente di ingresso, o la stessa luminosità a potenza inferiore. Inoltre, tipicamente fornisce una migliore stabilità della lunghezza d'onda rispetto alla temperatura e alla durata di vita. L'altezza della cifra di 0,52 pollici è una dimensione standard, ma la combinazione di alta luminosità, contrasto e l'estetica specifica grigia/bianca può differenziarlo da altri display della sua classe.

10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

D: Qual è lo scopo della designazione \"Iper Rosso\"?

R: Indica che il LED emette luce a una lunghezza d'onda più lunga (~650nm) rispetto ai LED rossi standard (~630nm). Questo rosso più profondo può apparire più vibrante e può avere prestazioni migliori in certi sistemi con filtri ottici.

D: Posso pilotare questo display con un microcontrollore a 5V senza driver esterni?

R: Possibilmente, ma con cautela. La VF tipica è 2,6V. Con un'alimentazione a 5V, un resistore di limitazione della corrente è obbligatorio. Il valore del resistore R = (Vcc - VF) / IF. Per IF=10mA, R = (5 - 2,6) / 0,01 = 240 Ohm. È inoltre necessario assicurarsi che i pin I/O del microcontrollore possano assorbire la corrente cumulativa dei segmenti quando più segmenti sono accesi in una cifra durante il multiplexing.

D: Cosa significa \"Anodo Comune\" per il mio progetto di circuito?

R: Significa che tutti gli anodi (lati positivi) dei LED per una cifra sono collegati insieme. Per accendere un segmento, si applica una tensione positiva al pin dell'anodo comune di quella cifra e si collega il pin catodo del segmento desiderato a massa (attraverso un limitatore di corrente). Questo è l'opposto di un display a catodo comune.

11. Caso Pratico di Progettazione e Utilizzo

Caso: Progettazione di una Lettura Voltmetrica a 4 Cifre.Un progettista sta costruendo un alimentatore da banco e necessita di un display di tensione chiaro. Seleziona il LTC-5837JD per la sua luminosità e dimensione. Il microcontrollore (es. un ARM Cortex-M o PIC) ha I/O limitati. Utilizzando lo schema di multiplexing, necessita solo di 4 pin per gli anodi delle cifre (controllati tramite transistor NPN o MOSFET) e 8 pin per i catodi dei segmenti (7 segmenti + punto decimale). Il firmware scandisce rapidamente le cifre da 1 a 4. Il convertitore analogico-digitale legge la tensione, la converte in formato BCD e il firmware cerca i corrispondenti pattern dei segmenti da una tabella, inviandoli in sincronia con l'abilitazione dell'anodo. I resistori di limitazione della corrente sono posizionati sulle linee dei catodi. La faccia grigia conferisce un aspetto professionale contro il pannello dello strumento.

12. Introduzione al Principio

Un display a sette segmenti è un assemblaggio di diodi emettitori di luce (LED) disposti in un pattern a forma di otto. Ciascuno dei sette segmenti (etichettati da A a G) è un LED individuale. Illuminando specifiche combinazioni di questi segmenti, si possono formare tutte le cifre decimali (0-9) e alcune lettere. In un display multi-cifra come questo, ogni cifra è un set separato di segmenti, ma i segmenti corrispondenti (es. tutti i segmenti 'A') sono spesso elettricamente indipendenti per consentire il controllo multiplexato, che riduce il numero totale di pin di connessione richiesti.

13. Tendenze di Sviluppo

La tendenza nei display LED a sette segmenti continua verso una maggiore efficienza, consentendo display più luminosi a un consumo energetico inferiore, fondamentale per i dispositivi alimentati a batteria. L'integrazione è un'altra tendenza, con il circuito driver del display, a volte incluso un microcontrollore, incorporato nel modulo display stesso, semplificando la progettazione del sistema. C'è anche una tendenza verso gamme di colori più ampie e l'uso di materiali avanzati come AlInGaP e InGaN (per blu/verde) per migliorare prestazioni e affidabilità. Tuttavia, per molte applicazioni industriali e di strumentazione, il classico design a foro passante con rosso ad alta luminosità rimane popolare grazie alla sua affidabilità collaudata, eccellente contrasto e facilità di progettazione.