Scheda Tecnica LTS-2301AJD - Display LED a 7 Segmenti Hyper Red da 0.28 Pollici - Altezza Cifra 7mm - Tensione Diretta 2.6V - Potenza 70mW

1. Panoramica del Prodotto

L'LTS-2301AJD è un display a 7 segmenti, singola cifra, compatto e ad alte prestazioni, progettato per applicazioni che richiedono una chiara visualizzazione numerica. La sua funzione principale è fornire un indicatore numerico altamente visibile e affidabile. Il vantaggio principale di questo dispositivo risiede nell'utilizzo di chip LED hyper red in AlInGaP (Fosfuro di Alluminio Indio Gallio), che offrono una luminosità ed efficienza superiori rispetto ai materiali tradizionali. Il dispositivo presenta una faccia grigia con segmenti bianchi, migliorando contrasto e leggibilità. È categorizzato per intensità luminosa, garantendo uniformità di brillantezza tra i lotti di produzione. Il mercato target include pannelli di controllo industriali, apparecchiature di test e misura, elettrodomestici e qualsiasi dispositivo elettronico che richieda un display numerico piccolo, luminoso e affidabile.

2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici

2.1 Caratteristiche Ottiche

Le prestazioni ottiche sono centrali per la funzionalità di questo display. Il parametro chiave è laIntensità Luminosa Media (Iv), che varia da un minimo di 200 µcd a un tipico 600 µcd a una corrente diretta (IF) di 1mA. Questa elevata luminosità garantisce la visibilità in varie condizioni di illuminazione ambientale. La luce emessa è caratterizzata da unaLunghezza d'Onda di Picco di Emissione (λp)di 650 nm e da unaLunghezza d'Onda Dominante (λd)di 639 nm, collocandola saldamente nella regione hyper red dello spettro. LaLarghezza a Mezza Altezza della Linea Spettrale (Δλ)è di 20 nm, indicando un'emissione di colore relativamente pura. UnRapporto di Corrispondenza dell'Intensità Luminosadi 2:1 (max) garantisce che la differenza di luminosità tra i segmenti sia minima, fornendo un aspetto uniforme.

2.2 Parametri Elettrici

Le specifiche elettriche definiscono i limiti e le condizioni operative per il display. IValori Massimi Assolutisono critici per l'affidabilità del progetto: la massima dissipazione di potenza continua per segmento è di 70 mW. LaCorrente Diretta Continua per Segmentoè nominalmente di 25 mA a 25°C, con un fattore di derating di 0.33 mA/°C al di sopra di questa temperatura. UnaCorrente Diretta di Piccopiù elevata di 90 mA è consentita in condizioni pulsate (duty cycle 1/10, larghezza impulso 0.1ms). LaTensione Diretta (VF)per segmento è tipicamente di 2.6V a IF=20mA, con un massimo di 2.6V. La massimaTensione Inversa (VR)è di 5V, e laCorrente Inversa (IR)è di 100 µA max a VR=5V.

2.3 Caratteristiche Termiche

La gestione termica è implicita nelle specifiche di derating. Il dispositivo ha unIntervallo di Temperatura Operativada -35°C a +85°C e un identicoIntervallo di Temperatura di Stoccaggio. Il derating della corrente diretta a partire da 25°C (0.33 mA/°C) è un indicatore diretto delle sue prestazioni termiche; all'aumentare della temperatura ambiente, la corrente continua massima consentita diminuisce linearmente per prevenire il surriscaldamento e garantire l'affidabilità a lungo termine. La temperatura di saldatura (260°C max per 3 secondi a 1.6mm sotto il piano di appoggio) è cruciale per i processi di assemblaggio.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

La scheda tecnica indica che il dispositivo ècategorizzato per intensità luminosa. Ciò significa che i LED vengono selezionati (binning) in base alla loro emissione luminosa misurata a una corrente di prova standard (tipicamente 1mA o 20mA). Questo processo garantisce ai progettisti componenti con livelli di luminosità uniformi, aspetto vitale per applicazioni in cui più display sono utilizzati affiancati per evitare differenze percettibili nella luminanza dei segmenti. Sebbene i codici di bin specifici non siano dettagliati in questo documento, la pratica assicura che il parametro Iv per un dato ordine rientri in un intervallo predefinito più ristretto rispetto alla specifica completa da MIN a MAX.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

La scheda tecnica fa riferimento alleCurve Caratteristiche Elettriche/Ottiche Tipiche. Sebbene i grafici specifici non siano forniti nel testo, le curve standard per tali dispositivi includono tipicamente:

• Intensità Luminosa Relativa vs. Corrente Diretta (Curva I-V):Questo grafico mostra come l'emissione luminosa aumenti con la corrente, solitamente in modo sub-lineare, evidenziando l'efficienza in diversi punti di lavoro.
• Tensione Diretta vs. Corrente Diretta:Dimostra le caratteristiche di accensione del diodo e aiuta nella progettazione del circuito limitatore di corrente.
• Intensità Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Mostra la diminuzione dell'emissione luminosa all'aumentare della temperatura di giunzione, aspetto critico per applicazioni ad alta temperatura o alta corrente.
• Distribuzione Spettrale:Un grafico dell'intensità relativa rispetto alla lunghezza d'onda, che conferma le lunghezze d'onda di picco e dominante e la forma dello spettro di emissione.

Queste curve sono essenziali per ottimizzare le condizioni di pilotaggio al fine di ottenere la luminosità desiderata mantenendo efficienza e longevità.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

Il dispositivo ha un package standard per display LED. L'altezza della cifraè di 0.28 pollici (7.0 mm). IlDisegno delle Dimensioni del Packagefornisce i contorni meccanici dettagliati, sebbene i valori esatti in millimetri non siano elencati nel testo. Le tolleranze sono tipicamente ±0.25 mm. LaTabella di Connessione dei Pinè cruciale per un corretto layout PCB. È un dispositivo a 10 pin, a catodo comune. Il pinout è: 1(E), 2(D), 3(Catodo Comune), 4(C), 5(DP), 6(B), 7(A), 8(Catodo Comune), 9(G), 10(F). I due pin di catodo comune (3 e 8) sono collegati internamente, offrendo flessibilità di progettazione. LoSchema Circuitale Internoconferma l'architettura a catodo comune, dove tutti gli anodi dei segmenti sono indipendenti e i catodi di tutti i LED sono collegati insieme.

6. Linee Guida per la Saldatura e il Montaggio

La specifica di assemblaggio chiave è latemperatura di saldatura: un massimo di 260°C per un massimo di 3 secondi, misurata a 1.6mm sotto il piano di appoggio. Questo parametro è critico per i processi di saldatura a onda o rifusione per prevenire danni termici ai chip LED o al package plastico. I progettisti devono assicurarsi che il loro profilo di assemblaggio rimanga entro questi limiti. Per lo stoccaggio, l'intervallo specificato è -35°C a +85°C. È consigliabile conservare i componenti in un ambiente asciutto e antistatico per prevenire l'assorbimento di umidità e danni da scariche elettrostatiche prima dell'uso.

7. Informazioni su Imballaggio e Ordine

Il codice d'ordine principale èLTS-2301AJD. Il prefisso "LTS" probabilmente denota la famiglia di prodotto (display LED), "2301" può indicare la dimensione da 0.28 pollici e il tipo hyper red, e "AJD" potrebbe essere una versione specifica o un codice di bin. La scheda tecnica non specifica dettagli sull'imballaggio sfuso come dimensione del nastro, quantità per tubo o configurazione del vassoio. Per la produzione in volume, è necessario contattare il fornitore per opzioni di imballaggio specifiche (nastro e bobina, tubi antistatici). L'etichetta sull'imballaggio dovrebbe indicare chiaramente il numero di parte LTS-2301AJD.

8. Raccomandazioni per l'Applicazione

8.1 Scenari Applicativi Tipici

Questo display è ideale per:

• Multimetri Digitali e Apparecchiature di Test:Dove è necessaria una singola cifra luminosa per una funzione specifica o un indicatore di portata.
• Pannelli di Controllo Industriali:Per visualizzare setpoint, codici di errore o numeri di stato sulle macchine.
• Elettrodomestici:Come forni a microonde, macchine per il caffè o apparecchi audio per mostrare tempo, temperatura o numeri di traccia.
• Dispositivi Medici:Per semplici letture numeriche su monitor o strumenti portatili.
• Kit Didattici:Per dimostrare l'elettronica digitale e la decodifica a 7 segmenti.

8.2 Considerazioni di Progettazione

• Limitazione di Corrente:Utilizzare sempre resistori limitatori di corrente in serie per ciascun anodo di segmento. Calcolare il valore del resistore in base alla tensione di alimentazione (Vcc), alla tipica tensione diretta (Vf ~2.6V) e alla corrente diretta desiderata (es. 10-20 mA per una buona luminosità). Formula: R = (Vcc - Vf) / If.
• Multiplexing:Per pilotare più cifre, questo display a catodo comune è ben adatto al multiplexing. Un microcontrollore può abilitare sequenzialmente il catodo di una cifra alla volta mentre pilota gli anodi dei segmenti per quella cifra. Ciò risparmia pin I/O e riduce il consumo energetico.
• Angolo di Visione:L'ampio angolo di visione garantisce la leggibilità da varie posizioni, ma considerare l'orientamento di montaggio rispetto all'utente.
• Protezione ESD:Sebbene non esplicitamente dichiarato, dovrebbero essere osservate le normali precauzioni ESD durante la manipolazione e l'assemblaggio.

9. Confronto e Differenziazione Tecnica

L'LTS-2301AJD si differenzia principalmente grazie al suomateriale semiconduttore AlInGaP. Rispetto ai vecchi LED GaAsP o GaP, l'AlInGaP offre un'efficienza luminosa significativamente più alta, risultando in una maggiore luminosità a parità di corrente di pilotaggio. Il colore hyper red (639-650 nm) è spesso percepito dall'occhio umano come più luminoso del rosso standard ed è altamente efficace per indicatori di allarme. L'altezza della cifra di 0.28 pollici è una dimensione comune, offrendo un buon equilibrio tra visibilità e spazio su scheda. La sua configurazione a catodo comune è standard e compatibile con la maggior parte dei circuiti integrati driver e microcontrollori. La categorizzazione per intensità luminosa è un differenziatore di qualità chiave, garantendo uniformità visiva.

10. Domande Frequenti (FAQ)

D: Qual è la differenza tra lunghezza d'onda di picco e lunghezza d'onda dominante?

R: La lunghezza d'onda di picco (λp) è la lunghezza d'onda alla quale lo spettro di emissione ha la massima intensità. La lunghezza d'onda dominante (λd) è la singola lunghezza d'onda della luce monocromatica che corrisponde al colore percepito della luce emessa. Per i LED, sono spesso vicine ma non identiche; λd è più rilevante per la specifica del colore.

D: Posso pilotare questo display senza resistori limitatori di corrente?

R: No. I LED sono dispositivi pilotati in corrente. Collegarli direttamente a una sorgente di tensione causerà un flusso di corrente eccessivo, potenzialmente distruggendo istantaneamente il segmento. Un resistore in serie è obbligatorio per un funzionamento sicuro.

D: I due pin di catodo comune sono collegati internamente. Devo collegarli entrambi al circuito?

R: No, è necessario collegarne solo uno a massa (o al tuo sink di corrente) per far funzionare il display. Tuttavia, collegarli entrambi può fornire una connessione elettrica più robusta e una migliore distribuzione della corrente, il che è una buona pratica.

D: Come posso ottenere diversi livelli di luminosità?

R: La luminosità è controllata principalmente dalla corrente diretta (If). Puoi regolare il valore del resistore limitatore di corrente. In alternativa, per un controllo dinamico, puoi utilizzare la Modulazione di Larghezza di Impulso (PWM) sui driver di catodo o anodo. Cambiare il duty cycle del segnale PWM cambia efficacemente la corrente media e quindi la luminosità percepita.

D: Cosa significa "categorizzato per intensità luminosa" per il mio progetto?

R: Significa che i LED sono stati testati e selezionati in base alla loro emissione luminosa. Quando ordini questo numero di parte, puoi aspettarti che tutte le unità abbiano un livello di luminosità simile, riducendo la necessità di calibrazione individuale o il rischio di display non uniformi nel tuo prodotto.

11. Esempi Pratici di Progettazione e Utilizzo

Esempio 1: Display a Singola Cifra Basato su Microcontrollore.Un progetto semplice utilizza un microcontrollore (es. Arduino) con 8 pin I/O. Sette pin sono configurati come uscite collegate agli anodi dei segmenti (A-G) attraverso resistori da 220Ω (per un'alimentazione a 5V: (5V-2.6V)/0.011A ≈ 220Ω). Un pin è configurato come uscita collegata al catodo comune, impostato a LOW per accendere la cifra. Il punto decimale (DP) può essere controllato da un ottavo pin se necessario. Il microcontrollore può visualizzare numeri da 0 a 9 impostando i pin dei segmenti appropriati a HIGH.

Esempio 2: Display Orologio a Quattro Cifre Multiplexato.Quattro cifre LTS-2301AJD possono essere utilizzate per visualizzare ore e minuti (es. 12:45). Ciò richiede 7 linee di segmento (A-G) più la linea del punto decimale, e 4 linee di controllo cifra (ciascuna collegata al catodo comune di un display). Un microcontrollore utilizza un interrupt timer per aggiornare il display ad alta frequenza (es. 100Hz). In ogni ciclo di interrupt, spegne tutti i catodi delle cifre, imposta il pattern dei segmenti per la cifra successiva, quindi accende il catodo di quella cifra. Ciò avviene così velocemente che l'occhio umano percepisce tutte le cifre come continuamente accese.

12. Introduzione al Principio Tecnico

L'LTS-2301AJD si basa sulla tecnologia deldiodo a emissione luminosa (LED). Un LED è un diodo a giunzione p-n semiconduttore. Quando viene applicata una tensione diretta, gli elettroni dalla regione di tipo n e le lacune dalla regione di tipo p vengono iniettati nella regione di giunzione. Quando questi portatori di carica si ricombinano, rilasciano energia sotto forma di fotoni (luce). Il materiale specifico utilizzato, l'AlInGaP, determina l'energia della banda proibita del semiconduttore, che a sua volta determina la lunghezza d'onda (colore) della luce emessa – in questo caso, hyper red. La disposizione a 7 segmenti è un pattern standardizzato di sette LED rettangolari (segmenti) che possono essere illuminati individualmente per formare le cifre 0-9 e alcune lettere. Una configurazione a catodo comune significa che i terminali negativi (catodi) di tutti i segmenti LED sono collegati internamente a uno o più pin, semplificando la progettazione del circuito in cui il microcontrollore scarica la corrente a massa.

13. Tendenze e Sviluppi Tecnologici

Sebbene display a 7 segmenti discreti come l'LTS-2301AJD rimangano rilevanti per applicazioni specifiche, sono degne di nota le tendenze più ampie nella tecnologia dei display. C'è un generale spostamento versomoduli display integrati(LCD, OLED, TFT) che offrono capacità alfanumeriche e grafiche in fattori di forma simili o più piccoli. Tuttavia, i display a segmenti LED mantengono vantaggi in ambienti estremi (ampio intervallo di temperatura, alta luminosità) e per semplici letture numeriche a basso costo. La tecnologia LED sottostante continua ad avanzare, con materiali come InGaN (per blu/verde/bianco) e AlInGaP migliorato che offrono efficienze sempre più elevate e vite più lunghe. Inoltre, la spinta verso la miniaturizzazione e il minor consumo energetico in tutta l'elettronica supporta l'uso continuo di indicatori e display LED a visione diretta efficienti laddove i loro specifici benefici sono richiesti.