Scheda Tecnica Display LED LTP-1057AHR - Altezza Matrice 1.24 Pollici (31.5mm) - Matrice di Punti 5x7 - Colore Rosso Arancio - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il LTP-1057AHR è un modulo display alfanumerico a cifra singola, progettato per applicazioni che richiedono un output di caratteri chiaro e leggibile. La sua funzione principale è rappresentare visivamente i dati, tipicamente caratteri codificati ASCII o EBCDIC, attraverso un array di diodi emettitori di luce (LED) indirizzabili individualmente.

1.1 Caratteristiche e Vantaggi Principali

Il dispositivo offre diversi vantaggi chiave per l'integrazione in sistemi elettronici:

• Dimensione Carattere Ampia:Presenta un'altezza matrice di 1.24 pollici (31.5 mm), garantendo un'eccellente visibilità a distanza e in varie condizioni di illuminazione.
• Basso Consumo Energetico:Progettato per un funzionamento efficiente, lo rende adatto per applicazioni alimentate a batteria o attente al consumo energetico.
• Eccellente Leggibilità:Fornisce un display a singolo piano con ampio angolo di visione, con faccia rossa e punti rossi per un alto contrasto.
• Elevata Affidabilità:Essendo un dispositivo a stato solido, offre una lunga vita operativa e robustezza contro urti e vibrazioni rispetto ai display meccanici.
• Interfaccia Standard:L'array 5x7 con architettura di selezione X-Y (riga-colonna) è compatibile con le comuni interfacce di microcontrollori e circuiti integrati driver.
• Flessibilità di Progettazione:I moduli sono impilabili orizzontalmente, consentendo la creazione di display multi-cifra.
• Garanzia di Qualità:I dispositivi sono categorizzati (binning) per intensità luminosa, garantendo uniformità di luminosità tra più unità in un assemblaggio.
• Conformità Ambientale:Il package è privo di piombo, in conformità alle direttive RoHS (Restrizione delle Sostanze Pericolose).

1.2 Applicazioni Target e Mercato

Questo display è destinato all'uso in apparecchiature elettroniche ordinarie in vari settori. Le aree applicative tipiche includono, ma non sono limitate a:

• Apparecchiature per Ufficio:Quadri strumenti, indicatori di stato su stampanti, fotocopiatrici o fax.
• Apparecchiature di Comunicazione:Display di canale, indicatori di intensità del segnale o letture di stato.
• Controlli Industriali:Visualizzazione di parametri di processo, stato macchina o letture di timer.
• Strumenti di Test e Misura:Letture digitali per multimetri, frequenzimetri o alimentatori.
• Elettronica di Consumo:Display per apparecchi audio, elettrodomestici o progetti hobbistici.

È cruciale notare che questo display non è progettato per applicazioni in cui un guasto potrebbe mettere direttamente a rischio la vita o la salute (es. aviazione, supporto vitale medico, controlli di trasporto critici) senza preventiva consultazione e specifica qualifica.

2. Specifiche Tecniche e Interpretazione Oggettiva

Questa sezione fornisce un'analisi dettagliata e oggettiva dei parametri di prestazione elettrica e ottica del dispositivo.

2.1 Valori Massimi Assoluti

Questi sono limiti di stress che non devono essere superati in nessuna condizione, nemmeno momentaneamente. Un funzionamento oltre questi limiti può causare danni permanenti.

• Dissipazione di Potenza per Segmento:75 mW. Questo limita l'effetto combinato della corrente diretta (I_F) e della tensione diretta (V_F).
• Corrente Diretta di Picco per Segmento:60 mA, ma solo in condizioni pulsate (ciclo di lavoro 1/10, larghezza impulso 0.1ms). Questo è per schemi di multiplexing.
• Corrente Diretta Continua per Segmento:25 mA a 25°C. Questo valore si riduce linearmente di 0.33 mA/°C all'aumentare della temperatura ambiente (T_a) sopra i 25°C. Ad esempio, a 65°C, la corrente continua massima sarebbe approssimativamente: 25 mA - [ (65°C - 25°C) * 0.33 mA/°C ] = 25 mA - 13.2 mA = 11.8 mA.
• Intervalli di Temperatura:Le temperature di funzionamento e di stoccaggio sono specificate da -35°C a +85°C.
• Temperatura di Saldatura:Massimo 260°C per un massimo di 3 secondi, misurata 1.6mm (1/16 di pollice) sotto il piano di appoggio del dispositivo. Questo è critico per i processi di saldatura a onda o a rifusione.

2.2 Caratteristiche Elettriche e Ottiche

Questi sono i parametri di prestazione tipici misurati in condizioni di test specificate a una temperatura ambiente (T_a) di 25°C.

• Intensità Luminosa Media (I_V):Varia da 1780 µcd (minimo) a 4000 µcd (tipico) quando pilotato con una corrente pulsata (I_p) di 80 mA con un ciclo di lavoro di 1/16. Questa alta corrente pulsata consente una percezione luminosa brillante nelle applicazioni multiplexate.
• Caratteristiche della Lunghezza d'Onda:
  • Lunghezza d'Onda di Emissione di Picco (λ_p):630 nm (spettro rosso-arancio). Misurata a I_F=20mA.
  • Larghezza a Metà Altezza della Linea Spettrale (Δλ):40 nm. Questo indica l'ampiezza della lunghezza d'onda della luce emessa.
  • Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d):621 nm. Questa è la singola lunghezza d'onda percepita dall'occhio umano per corrispondere al colore della luce emessa.
• Tensione Diretta per Segmento (V_F):Varia da 2.0 V (minimo) a 2.6 V (tipico) a I_F=20mA. La progettazione del circuito deve tenere conto di questo intervallo per garantire una pilotaggio di corrente uniforme.
• Corrente Inversa per Segmento (I_R):Massimo 100 µA quando viene applicata una tensione inversa (V_R) di 5V. La scheda tecnica avverte esplicitamente che questa condizione di tensione inversa è solo a scopo di test e il dispositivo non deve essere operato continuativamente in polarizzazione inversa.
• Rapporto di Corrispondenza dell'Intensità Luminosa (I_V-m):Massimo 2:1 tra i segmenti quando pilotati a I_F=10mA. Questo specifica la massima variazione di luminosità ammissibile tra diversi segmenti (punti) all'interno della stessa unità display.

Nota Importante sulla Misurazione dell'Intensità Luminosa:L'intensità è misurata utilizzando una combinazione di sensore e filtro che approssima la curva di risposta fotopica dell'occhio CIE, garantendo che il valore sia correlato alla percezione umana della luminosità.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

La scheda tecnica indica che i dispositivi sono "categorizzati per intensità luminosa". Questo si riferisce a un processo di binning o selezione.

• Binning per Intensità Luminosa:Dopo la produzione, i LED vengono testati e suddivisi in diversi gruppi (bin) in base alla loro intensità luminosa misurata a una corrente di test standard. Ciò garantisce che quando un progettista seleziona componenti dallo stesso codice bin, i display avranno livelli di luminosità molto simili. Questo è fondamentale quando si assemblano più display affiancati per evitare differenze di luminosità evidenti ("punti caldi" o "punti scuri"). La scheda tecnica raccomanda di utilizzare display dello stesso bin per applicazioni multi-unità.
• Binning per Lunghezza d'Onda/Colore:Sebbene non dettagliato esplicitamente nell'estratto fornito, è pratica comune per i produttori di LED anche categorizzare i dispositivi in base alla lunghezza d'onda dominante (λ_d) o alle coordinate di cromaticità per garantire la coerenza del colore. Il λ_d specificato di 621 nm è probabilmente un valore target centrale per questo prodotto.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

La scheda tecnica fa riferimento a "Curve Tipiche delle Caratteristiche Elettriche/Ottiche". Queste rappresentazioni grafiche sono essenziali per comprendere il comportamento del dispositivo in condizioni non standard. Sebbene le curve specifiche non siano fornite nel testo, tipicamente includono:

• Corrente Diretta vs. Tensione Diretta (Curva I-V):Mostra la relazione non lineare tra corrente e tensione. La curva dimostrerà la tensione di soglia e come V_F aumenta con I_F. Questo è vitale per progettare circuiti di limitazione della corrente.
• Intensità Luminosa vs. Corrente Diretta (Curva I-L):Illustra come l'output luminoso aumenta con la corrente di pilotaggio. È generalmente lineare in un intervallo ma satura a correnti molto elevate. Questo aiuta a ottimizzare la corrente di pilotaggio per la luminosità desiderata rispetto a efficienza e durata.
• Intensità Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Mostra come l'output luminoso diminuisce all'aumentare della temperatura di giunzione del LED. Questa curva di derating è cruciale per applicazioni che operano ad alte temperature ambientali.
• Distribuzione Spettrale:Un grafico dell'intensità relativa rispetto alla lunghezza d'onda, che mostra il picco a ~630 nm e la larghezza a metà altezza di 40 nm.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

5.1 Dimensioni del Package

Il dispositivo ha un contorno fisico definito. Tutte le dimensioni sono in millimetri, con tolleranze standard di ±0.25 mm (0.01 pollici) salvo diversa specificazione. Il disegno dimensionale esatto è referenziato nella scheda tecnica.

5.2 Connessione dei Pin e Circuito Interno

Il display ha una configurazione a 14 pin, con i pin 11 e 12 che sono "No Pin" (NC). Lo schema del circuito interno mostra un'architettura a catodo comune per le righe e anodi individuali per le colonne, formando la matrice 5x7. Il pinout è il seguente:

• Pin 1: Catodo Riga 5
• Pin 2: Catodo Riga 7
• Pin 3: Anodo Colonna 2
• Pin 4: Anodo Colonna 3
• Pin 5: Catodo Riga 4
• Pin 6: Anodo Colonna 5
• Pin 7: Catodo Riga 6
• Pin 8: Catodo Riga 3
• Pin 9: Catodo Riga 1
• Pin 10: Anodo Colonna 4
• Pin 11: Nessuna Connessione
• Pin 12: Nessuna Connessione
• Pin 13: Anodo Colonna 1
• Pin 14: Catodo Riga 2

Questa disposizione dei pin deve essere seguita attentamente per il corretto funzionamento del display. Il design a catodo comune significa che per illuminare un punto specifico, il suo anodo di colonna corrispondente deve essere portato alto (con limitazione di corrente), mentre il suo catodo di riga deve essere portato basso.

6. Linee Guida per Saldatura, Assemblaggio e Stoccaggio

6.1 Processo di Saldatura

Il valore massimo assoluto specifica un profilo di temperatura di saldatura: massimo 260°C per un massimo di 3 secondi, misurato a un punto 1.6mm sotto il corpo del package. Questo è un valore standard per componenti through-hole per la saldatura a onda. Per la saldatura a rifusione delle varianti SMD (menzionate nello stoccaggio), sarebbe richiesto un profilo specifico conforme al Livello di Sensibilità all'Umidità (MSL) del package.

6.2 Condizioni di Stoccaggio

Uno stoccaggio corretto è essenziale per prevenire l'ossidazione dei pin e garantire la saldabilità.

• Per Display Through-Hole (LTP-1057AHR):Conservare nella confezione originale a 5°C - 30°C e sotto il 60% di Umidità Relativa (UR). Lo stoccaggio a lungo termine è sconsigliato.
• Per Display LED SMD (Menzionati):
  • In Sacchetto Sigillato:5°C - 30°C, sotto il 60% UR.
  • Dopo l'Apertura del Sacchetto:5°C - 30°C, sotto il 60% UR, per un massimo di 168 ore (7 giorni) se l'MSL è Livello 3. Dopo questo periodo, si raccomanda un trattamento di essiccamento a 60°C per 24 ore prima della saldatura per rimuovere l'umidità assorbita e prevenire danni da "popcorning" durante la rifusione.
• Raccomandazione Generale:Consumare le scorte rapidamente ed evitare grandi accumuli a lungo termine.

7. Raccomandazioni e Precauzioni per la Progettazione Applicativa

La scheda tecnica fornisce linee guida critiche per un design di circuito e un utilizzo affidabili.

• Metodo di Pilotaggio:Si raccomanda vivamente il pilotaggio a corrente costante rispetto a quello a tensione costante per garantire un'intensità luminosa uniforme e una lunga durata, poiché la tensione diretta del LED ha una tolleranza e varia con la temperatura.
• Protezione del Circuito:Il circuito di pilotaggio deve proteggere da tensioni inverse e picchi di tensione transitori durante le sequenze di accensione/spegnimento, poiché la polarizzazione inversa può causare migrazione metallica e guasto.
• Limitazione di Corrente:La corrente operativa sicura deve essere scelta considerando la massima temperatura ambiente, applicando il fattore di derating dai Valori Massimi Assoluti.
• Gestione Termica:Evitare temperature operative superiori a quelle raccomandate, poiché ciò accelera il degrado dell'output luminoso (deprezzamento dei lumen) e può portare a guasti prematuri.
• Considerazioni Ambientali:Evitare rapidi cambiamenti di temperatura in ambienti ad alta umidità per prevenire la condensa sul display.
• Manipolazione Meccanica:Non applicare forze anomale al corpo del display durante l'assemblaggio. Se si utilizza una pellicola frontale, assicurarsi che non prema strettamente contro la superficie del display, poiché l'adesivo potrebbe causare lo spostamento della pellicola.
• Coerenza Multi-Display:Per applicazioni che utilizzano due o più display, selezionare unità dello stesso bin di intensità luminosa per evitare luminosità irregolare (disuniformità di tonalità).

8. Principio Operativo

Il LTP-1057AHR è un display LED a matrice di punti. Consiste di 35 elementi LED individuali (5 colonne x 7 righe) disposti in una griglia rettangolare. Ogni LED (punto) è una giunzione p-n semiconduttrice che emette luce rosso-arancio quando polarizzata direttamente—un fenomeno chiamato elettroluminescenza. Il colore specifico è determinato dall'energia del bandgap del materiale semiconduttore utilizzato (GaAsP/GaP o AlInGaP/GaAs come indicato). Il display è multiplexato: attivando sequenzialmente (portando a massa la corrente) un catodo di riga alla volta mentre si applica corrente diretta agli anodi di colonna appropriati per quella riga, può essere visualizzato un intero carattere. Questa scansione avviene più velocemente di quanto l'occhio umano possa percepire, creando un'immagine stabile riducendo significativamente il numero di pin driver richiesti rispetto al pilotaggio individuale di ciascuno dei 35 LED.

9. Domande e Risposte Comuni sulla Progettazione

D: Qual è lo scopo del rating del ciclo di lavoro 1/16 per l'intensità luminosa?

R: Il display è progettato per un funzionamento multiplexato. La corrente pulsata di 80mA a un basso ciclo di lavoro (es. 1/16) fornisce un'alta luminosità istantanea. Quando mediata nel tempo e combinata con la persistenza della visione, ciò crea la percezione di un display luminoso e stabile mantenendo la potenza media e la dissipazione di calore per LED entro limiti sicuri.

D: Perché la polarizzazione inversa è così pericolosa per questo display LED?

R: Applicare una tensione inversa oltre il massimo molto basso (implicito dal test I_R a 5V) può causare il breakdown della giunzione semiconduttrice. Più insidiosamente, anche tensioni inverse più basse nel tempo possono causare l'elettromigrazione di atomi metallici all'interno del chip, portando a un aumento della corrente di dispersione o a un cortocircuito diretto, danneggiando permanentemente il segmento.

D: Come calcolo la resistenza di limitazione di corrente richiesta per un segmento?

R: Utilizzare il caso peggiore della tensione diretta (V_F max = 2.6V) dalla scheda tecnica. Per un'alimentazione a tensione costante (V_alimentazione), il valore della resistenza R = (V_alimentazione - V_F) / I_F. Scegliere I_F in base alla luminosità desiderata, assicurandosi che sia al di sotto del limite di corrente continua deratata per la temperatura operativa. Ad esempio, con un'alimentazione di 5V, V_F=2.6V e I_F=15mA: R = (5 - 2.6) / 0.015 = 160 Ohm. Un circuito driver a corrente costante è una soluzione più robusta.

D: Posso utilizzare questo display all'aperto?

R: L'intervallo di temperatura operativa (-35°C a +85°C) consente molte condizioni esterne. Tuttavia, il dispositivo non è intrinsecamente impermeabile o sigillato contro polvere e umidità. Per l'uso esterno, deve essere alloggiato in un involucro adeguatamente classificato che lo protegga dagli agenti atmosferici, gestisca la condensa e possibilmente includa uno schermo solare per mantenere il contrasto alla luce solare diretta.