Scheda Tecnica Display a Sette Segmenti ELS-315SURWA/S530-A3 - Altezza Cifra 9.14mm - Rosso Brillante (632nm) - Tensione Diretta 2.0V - Corrente Diretta 25mA - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

L'ELS-315SURWA/S530-A3 è un display alfanumerico a sette segmenti a singola cifra, progettato per il montaggio through-hole. Presenta dimensioni industriali standard con un'altezza della cifra di 9.14mm (0.36 pollici). Il display è realizzato con chip LED AlGaInP rosso brillante, racchiusi in un package in resina diffondente bianca che conferisce un aspetto superficiale grigio. Questa combinazione è progettata per offrire alta affidabilità ed eccellente leggibilità anche in condizioni di illuminazione ambientale intensa, rendendolo adatto a una varietà di applicazioni di indicazione e visualizzazione.

1.1 Vantaggi Principali e Mercato di Riferimento

I vantaggi principali di questo display includono la conformità agli standard industriali per dimensioni e piedinatura, garantendo una facile sostituzione e integrazione nel progetto. Offre un basso consumo energetico, contribuendo a progetti di sistema ad alta efficienza. Il dispositivo è categorizzato (binning) per intensità luminosa, consentendo un'omogeneità di brillantezza nelle applicazioni multi-digit. Inoltre, è prodotto senza piombo e conforme alla direttiva RoHS, aderendo alle moderne normative ambientali. I suoi mercati di riferimento sono principalmente le applicazioni di elettronica industriale e consumer che richiedono visualizzazioni numeriche o alfanumeriche limitate, chiare e affidabili.

2. Approfondimento sui Parametri Tecnici

Questa sezione fornisce un'analisi dettagliata e oggettiva delle specifiche elettriche, ottiche e termiche del dispositivo, come definite nella scheda tecnica.

2.1 Valori Massimi Assoluti

I Valori Massimi Assoluti definiscono i limiti di stress oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Queste non sono condizioni di funzionamento normale.

• Tensione Inversa (V_R):5V. Superare questa tensione in polarizzazione inversa può causare la rottura della giunzione.
• Corrente Diretta (I_F):25mA DC. Questa è la massima corrente continua consentita attraverso un segmento.
• Corrente Diretta di Picco (I_FP):60mA. È consentita solo in condizioni pulsate (ciclo di lavoro ≤ 10%, frequenza ≤ 1kHz).
• Dissipazione di Potenza (P_d):60mW. La massima potenza che il dispositivo può dissipare, calcolata come V_F* I_F.
• Temperatura di Esercizio (T_opr):-40°C a +85°C. L'intervallo di temperatura ambiente per un funzionamento affidabile.
• Temperatura di Magazzinaggio (T_stg):-40°C a +100°C.
• Temperatura di Saldatura (T_sol):260°C per un massimo di 5 secondi, tipico per saldatura a onda o manuale.

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Questi parametri sono misurati a una temperatura di giunzione standard (T_a=25°C) e definiscono le prestazioni del dispositivo in condizioni operative normali.

• Intensità Luminosa (I_v):4.0mcd (Min), 8.0mcd (Tip) a I_F=10mA. Questa è l'emissione luminosa media per segmento. È specificata una tolleranza di ±10%.
• Lunghezza d'Onda di Picco (λ_p):632nm (Tip) a I_F=20mA. Questa è la lunghezza d'onda alla quale l'emissione spettrale è massima.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d):624nm (Tip) a I_F=20mA. Questa è la lunghezza d'onda percepita dall'occhio umano, che definisce il colore (rosso brillante).
• Larghezza di Banda Spettrale (Δλ):20nm (Tip) a I_F=20mA. Indica la ristrettezza dello spettro della luce rossa emessa.
• Tensione Diretta (V_F):2.0V (Tip), 2.4V (Max) a I_F=20mA. La caduta di tensione ai capi del LED quando conduce, con una tolleranza di ±0.1V.
• Corrente Inversa (I_R):100µA (Max) a V_R=5V. La piccola corrente di dispersione quando il dispositivo è polarizzato inversamente.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

La scheda tecnica indica che il dispositivo è "Categorizzato per intensità luminosa". Ciò significa che le unità vengono testate e classificate (binning) in base alla loro emissione luminosa misurata a una specifica corrente di prova. Questo consente ai progettisti di selezionare display dello stesso bin di intensità per garantire una luminosità uniforme su tutte le cifre in un display multi-digit, evitando variazioni visibili nella luminosità dei segmenti. I codici o gli intervalli di binning specifici non sono dettagliati nell'estratto fornito ma fanno tipicamente parte delle informazioni d'ordine.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

La scheda tecnica include curve caratteristiche tipiche, cruciali per comprendere il comportamento del dispositivo in condizioni non standard.

4.1 Distribuzione Spettrale

La curva spettrale mostra l'intensità relativa della luce emessa alle diverse lunghezze d'onda. Per questo LED rosso basato su AlGaInP, la curva sarà centrata attorno al picco di 632nm con la larghezza di banda dichiarata di 20nm, confermando un colore rosso puro e saturo senza emissioni significative in altre bande di colore.

4.2 Corrente Diretta vs. Tensione Diretta (Curva I-V)

Questa curva illustra la relazione non lineare tra corrente e tensione. Mostra la tensione di soglia (dove la corrente inizia a scorrere in modo significativo, circa 1.8-2.0V per il rosso AlGaInP) e come la tensione diretta aumenti con la corrente. I progettisti la utilizzano per calcolare i valori della resistenza in serie (R = (V_{alimentazione}- V_F) / I_F) per impostare la corrente operativa desiderata, tipicamente tra 10-20mA per un equilibrio tra luminosità e longevità.

4.3 Curva di Derating della Corrente Diretta

Questo è un grafico critico per la gestione termica. Mostra la massima corrente diretta continua ammissibile in funzione della temperatura ambiente. All'aumentare della temperatura ambiente, la temperatura di giunzione del LED aumenta e la corrente massima sicura deve essere ridotta per prevenire surriscaldamento e degrado accelerato. La curva mostra tipicamente la corrente nominale (es. 25mA) ammissibile fino a una certa temperatura (es. 25°C o 40°C), dopodiché scende verso zero alla massima temperatura di giunzione. Questa curva deve essere consultata per progetti che operano in ambienti a temperatura elevata.

5. Informazioni Meccaniche e di Package

5.1 Dimensioni e Disegno del Package

Il dispositivo è in formato standard through-hole DIP (Dual In-line Package). Il disegno dimensionale fornisce misure critiche: altezza, larghezza e lunghezza complessive; dimensione e spaziatura dei segmenti; diametro, lunghezza e spaziatura (passo) dei reofori (pin). La nota specifica una tolleranza generale di ±0.25mm salvo indicazione contraria. I progettisti devono utilizzare questo disegno per creare l'impronta PCB, assicurando dimensioni, spaziatura e posizionamento corretti dei pad per i segmenti della cifra e i pin comuni.

5.2 Schema Circuitale Interno e Identificazione della Polarità

Lo schema circuitale interno mostra la connessione elettrica dei 10 pin. Un display a sette segmenti standard ha 7 pin per i segmenti (da a a g), 1 o più pin comuni (anodo o catodo, a seconda della configurazione ad anodo comune o a catodo comune), e talvolta un punto decimale (dp). Lo schema chiarisce quale pin controlla quale segmento e identifica la connessione comune, essenziale per un cablaggio corretto e la progettazione del circuito di pilotaggio (es. utilizzando un multiplexer o un IC driver dedicato).

6. Linee Guida per la Saldatura e il Montaggio

La scheda tecnica specifica una temperatura massima di saldatura di 260°C per ≤5 secondi. Questo è un valore standard per saldatura a onda o saldatura manuale con saldatore a temperatura controllata. Per la saldatura a rifusione, sarebbe necessario un profilo specifico ma non è fornito. Considerazioni chiave includono:

• Sensibilità ESD:I die LED sono sensibili alle scariche elettrostatiche. Durante il montaggio sono fortemente raccomandate precauzioni di manipolazione come postazioni di lavoro messe a terra, braccialetti antistatici e schiuma conduttiva.
• Stress Termico:Evitare un'esposizione prolungata ad alte temperature durante la saldatura per prevenire danni al package plastico o ai bonding interni.
• Pulizia:Se è necessaria la pulizia, utilizzare metodi compatibili con la resina plastica.

7. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine

Il dispositivo segue una gerarchia di imballaggio specifica: 35 pezzi sono confezionati in un tubo, 140 tubi (per un totale di 4.900 pezzi) sono confezionati in una scatola, e 4 scatole (per un totale di 19.600 pezzi) sono confezionate in un cartone master. L'etichetta sull'imballaggio include campi per il Numero di Parte del Cliente (CPN), il Numero di Parte del Produttore (P/N), la Quantità di Confezionamento (QTY), la Categoria di Intensità Luminosa (CAT) e il Numero di Lotto (LOT No.), tra altri riferimenti, garantendo tracciabilità e corretta identificazione.

8. Suggerimenti Applicativi

8.1 Scenari Applicativi Tipici

• Elettrodomestici:Timer, display di temperatura su forni/microonde, indicatori di ciclo su lavatrici.
• Quadri Strumenti:Apparecchiature di test e misura, pannelli di controllo industriali, strumenti per l'aftermarket automobilistico.
• Display Digitali:Semplici contatori, orologi, tabelloni segnapunti e qualsiasi dispositivo che richieda un indicatore numerico chiaro.

8.2 Considerazioni di Progettazione

• Limitazione di Corrente:Utilizzare sempre una resistenza in serie per ogni segmento o linea comune per impostare la corrente diretta. Calcolare in base alla tensione di alimentazione e alla V_Ftipica alla I_F.
• desiderata.Multiplexing:
• Per display multi-digit, il multiplexing è comune per ridurre il numero di pin sul microcontrollore. Assicurarsi che il circuito di pilotaggio possa gestire la corrente di picco durante il ciclo di multiplexing senza superare la corrente di picco nominale del dispositivo.Angolo di Visione:
• La resina diffondente bianca fornisce un ampio angolo di visione. Considerare l'orientamento del display rispetto all'utente.Controllo della Luminosità:

La luminosità può essere regolata variando la corrente diretta (entro i limiti) o utilizzando la PWM (Pulse Width Modulation) sul segnale di pilotaggio.

9. Confronto e Differenziazione Tecnica

Rispetto a tecnologie più datate o display più piccoli, l'ELS-315SURWA/S530-A3 offre un equilibrio tra dimensioni, luminosità ed efficienza. La sua altezza cifra di 9.14mm è uno standard comune, che garantisce ampia compatibilità. L'uso del materiale AlGaInP fornisce una maggiore efficienza e un rosso più vibrante e saturo rispetto ai vecchi LED rossi basati su GaAsP. Il design through-hole offre robustezza meccanica e facilità di prototipazione rispetto ai dispositivi surface-mount, sebbene richieda più spazio sulla scheda. Il suo differenziatore chiave nella sua categoria è la combinazione di piedinatura standard industriale, binning dell'intensità luminosa per la consistenza e conformità RoHS.

10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

10.1 Posso pilotare questo display direttamente da un pin di un microcontrollore a 5V?No, non direttamente._FUn tipico pin GPIO di un microcontrollore può erogare/assorbire 20-25mA, che corrisponde alla I

nominale del display. Tuttavia, la tensione diretta del LED è solo di circa 2.0V. Collegarlo direttamente a un pin a 5V senza una resistenza limitatrice tenterebbe di far scorrere una corrente molto più alta, potenzialmente danneggiando sia il LED che il pin del microcontrollore. È necessario utilizzare una resistenza in serie: R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150Ω (utilizzare un valore standard di 150Ω o 180Ω).

10.2 Qual è la differenza tra Lunghezza d'Onda di Picco e Lunghezza d'Onda Dominante?_p)La Lunghezza d'Onda di Picco (λ) è la lunghezza d'onda fisica alla quale lo spettro di emissione ha la massima intensità._d)La Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d) è la lunghezza d'onda della luce monocromatica che apparirebbe dello stesso colore all'occhio umano. Per i LED, λ_pè spesso leggermente più corta di λ

ed è il parametro più rilevante per la specifica del colore nelle applicazioni visive.

10.3 È un display a catodo comune o ad anodo comune?L'estratto della scheda tecnica fornito non lo dichiara esplicitamente. Questa informazione critica è contenuta nelloSchema Circuitale Interno. Il progettistadeve

consultare questo schema per determinare la configurazione prima di progettare il circuito di pilotaggio. Utilizzare la configurazione sbagliata impedirà al display di accendersi.

11. Caso Pratico di Progettazione e UtilizzoCaso: Progettazione di un Contatore a 4 Cifre Multiplexato.

1. Per pilotare quattro display ELS-315SURWA/S530-A3 con un microcontrollore:
2. Determinare il tipo di pin comune (anodo/catodo) dallo schema interno.
3. Collegare tutti i pin di segmento corrispondenti (a-g, dp) insieme attraverso le quattro cifre.
4. Collegare il pin comune di ciascuna cifra a un pin separato del microcontrollore tramite un transistor (per la gestione della corrente) se è di tipo ad anodo comune, o direttamente/invertito se a catodo comune e entro la capacità di assorbimento del MCU._FPCalcolare una singola resistenza limitatrice di corrente per ogni linea di segmento, basandosi sulla corrente di picco per segmento durante il multiplexing. Se ogni cifra è attiva 1/4 del tempo, per ottenere una corrente media di 10mA, la corrente di picco durante il suo slot temporale attivo dovrebbe essere 40mA. Assicurarsi che questo picco di 40mA non superi la I
5. nominale del dispositivo (60mA) e sia entro la capacità del driver.

Scrivere il firmware per ciclare rapidamente tra le cifre (es. 100Hz per cifra, refresh totale 400Hz), illuminando i segmenti corretti per la cifra attiva.

12. Introduzione al Principio di FunzionamentoUn display a sette segmenti è un assemblaggio di sette barre LED (segmenti) disposte a forma di otto. Illuminando selettivamente combinazioni specifiche di questi segmenti, si possono formare tutte le cifre decimali (0-9) e alcune lettere. Ogni segmento è un LED individuale. In un displayad anodo comune_CC, tutti gli anodi dei LED dei segmenti sono collegati insieme a un pin comune (V), e ogni catodo è controllato separatamente. Per accendere un segmento, il suo pin catodo viene portato a livello BASSO (collegato a massa attraverso una resistenza limitatrice). In un displaya catodo comune

, i catodi sono comuni (massa) e gli anodi vengono portati a livello ALTO per illuminare. L'ELS-315SURWA/S530-A3 utilizza materiale semiconduttore AlGaInP (Fosfuro di Alluminio Gallio Indio), che emette luce nello spettro dal rosso al giallo-arancio quando gli elettroni si ricombinano con le lacune attraverso il bandgap del materiale, un processo chiamato elettroluminescenza.

13. Tendenze e Sviluppi Tecnologici