Scheda Tecnica Display LED LTF-3605KR-01 - Altezza Cifra 0.3 Pollici - Super Rosso AlInGaP - Tensione Diretta 2.6V - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il LTF-3605KR-01 è un modulo display LED a sei cifre e sette segmenti progettato per applicazioni di visualizzazione numerica. Presenta un'altezza della cifra di 0.3 pollici (7.68 mm), garantendo una visualizzazione chiara e leggibile adatta a varie interfacce di apparecchiature elettroniche. Il dispositivo utilizza la tecnologia a semiconduttore AlInGaP (Fosfuro di Alluminio Indio Gallio) su substrato di GaAs per produrre un'emissione super rossa. Il display ha una facciata nera per un alto contrasto e segmenti bianchi per un'ottima diffusione della luce e un aspetto gradevole. I suoi vantaggi principali includono basso consumo energetico, eccellente uniformità dei caratteri, elevata luminosità e un ampio angolo di visione, rendendolo ideale per elettronica di consumo, strumentazione e pannelli di controllo industriali dove è richiesta un'indicazione numerica affidabile.

1.1 Caratteristiche Principali

• Altezza Cifra 0.3 Pollici (7.68 mm)
• Segmenti Uniformi e Continui per un aspetto coerente
• Basso Fabbisogno di Potenza
• Aspetto dei Caratteri Eccellente
• Elevata Luminosità e Alto Contrasto
• Ampio Angolo di Visione
• Affidabilità allo Stato Solido
• Categorizzato per Intensità Luminosa (Binning)
• Pacchetto Senza Piombo (Conforme RoHS)

1.2 Descrizione del Dispositivo

Questo è un display a catodo comune multiplexato. Ciascuna delle sei cifre condivide la connessione del catodo, mentre gli anodi per ogni segmento (A-G e DP) sono collegati tra le cifre, richiedendo uno schema di pilotaggio multiplexato. Include un punto decimale destro (DP) per cifra.

2. Parametri Tecnici: Interpretazione Oggettiva Approfondita

2.1 Valori Massimi Assoluti

Questi valori definiscono i limiti oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Sono specificati a una temperatura ambiente (Ta) di 25°C.

• Dissipazione di Potenza per Segmento:70 mW. Questa è la potenza massima che può essere dissipata in sicurezza da un singolo segmento LED.
• Corrente Diretta di Picco per Segmento:90 mA. È consentita solo in condizioni pulsate (ciclo di lavoro 1/10, larghezza impulso 0.1ms) per prevenire il surriscaldamento.
• Corrente Diretta Continua per Segmento:25 mA a 25°C. Questa corrente si riduce linearmente di 0.28 mA/°C all'aumentare della temperatura ambiente oltre i 25°C. Il circuito di pilotaggio deve garantire che la corrente non superi questo valore ridotto alla massima temperatura operativa.
• Intervallo di Temperatura Operativa e di Stoccaggio:-35°C a +105°C. Il dispositivo è classificato per intervalli di temperatura industriali.
• Condizioni di Saldatura:La saldatura a rifusione deve essere eseguita con la temperatura a 1/16 di pollice sotto il piano di appoggio non superiore a 260°C per 3 secondi.

2.2 Caratteristiche Elettriche e Ottiche

Questi sono i parametri di prestazione tipici misurati a Ta=25°C in condizioni di test specificate.

• Intensità Luminosa Media (Iv):Varia da 320 µcd (min) a 900 µcd (tip) a IF=1mA. A IF=10mA, l'intensità tipica è 11.700 µcd. Questa alta efficienza è caratteristica della tecnologia AlInGaP.
• Lunghezza d'Onda di Emissione di Picco (λp):639 nm (tipica). Definisce il punto di colore primario dell'emissione super rossa.
• Larghezza a Mezza Altezza Spettrale (Δλ):20 nm. Indica la purezza spettrale della luce emessa.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λd):631 nm. È la lunghezza d'onda singola percepita dall'occhio umano per quel colore.
• Tensione Diretta per Chip (VF):2.6V (max) a IF=20mA. Il circuito di pilotaggio deve essere progettato per accogliere questa massima caduta di tensione.
• Corrente Inversa (IR):100 µA (max) a VR=5V. Questo parametro è solo per scopi di test; è vietato il funzionamento in polarizzazione inversa continua.
• Rapporto di Corrispondenza dell'Intensità Luminosa:2:1 (max). Specifica la massima variazione consentita nella luminosità tra i segmenti nelle stesse condizioni di pilotaggio, garantendo uniformità visiva.
• Diafonia (Cross Talk):≤ 2.5%. Definisce la massima quantità di emissione luminosa non intenzionale da un segmento non pilotato quando un segmento adiacente è illuminato.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

La scheda tecnica afferma che il prodotto è "Categorizzato per Intensità Luminosa". Ciò implica un processo di binning in cui i display vengono suddivisi in base all'output luminoso misurato a una corrente di test standard (probabilmente 1mA o 10mA come per la tabella delle caratteristiche). Utilizzare display dello stesso bin di intensità all'interno di una singola applicazione è fondamentale per evitare differenze di luminosità evidenti tra le unità, come esplicitamente raccomandato nelle precauzioni d'uso. Sebbene il PDF non dettagli intervalli specifici di codici bin, i progettisti dovrebbero consultare il produttore per informazioni sul binning quando è richiesta coerenza tra più display.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

Il PDF fa riferimento alle "Curve Tipiche delle Caratteristiche Elettriche/Ottiche" a pagina 7/10. Sebbene i grafici specifici non siano forniti nel testo, le curve standard per tali LED includerebbero tipicamente:

• Curva IV (Corrente vs. Tensione):Mostra la relazione esponenziale, aiutando a determinare la tensione di pilotaggio necessaria per una corrente target.
• Intensità Luminosa vs. Corrente Diretta:Dimostra come l'output luminoso aumenti con la corrente, essenziale per la calibrazione della luminosità e la comprensione dell'efficienza.
• Intensità Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Mostra la riduzione dell'output luminoso all'aumentare della temperatura, cruciale per la gestione termica nell'applicazione.
• Tensione Diretta vs. Temperatura Ambiente:Indica come la VF cambi con la temperatura, il che può influenzare il progetto del driver a corrente costante.
• Distribuzione Spettrale:Un grafico dell'intensità relativa rispetto alla lunghezza d'onda, centrato attorno al picco di 639nm, confermando il colore super rosso.

5. Informazioni Meccaniche e sul Pacchetto

5.1 Dimensioni del Pacchetto

Il contorno meccanico del display è definito nella scheda tecnica. Note chiave includono:

• Tutte le dimensioni sono in millimetri.
• La tolleranza generale è ±0.25 mm salvo diversa specificazione.
• La tolleranza di spostamento della punta del piedino è ±0.4 mm.
• Il diametro consigliato del foro PCB per i piedini è 0.9 mm.
• I criteri di qualità sono specificati per materiale estraneo (≤10mil), contaminazione da inchiostro (≤20mil), bolle nei segmenti (≤10mil) e piegatura del riflettore (≤1% della lunghezza).

5.2 Connessione dei Piedini e Identificazione della Polarità

Il dispositivo ha 14 piedini in una singola fila. Il piedinatura è la seguente:

• Piedino 1: Catodo Comune per Cifra 2
• Piedino 2: Catodo Comune per Cifra 3
• Piedino 3: Anodo per Segmento D
• Piedino 4: Anodo per Punto Decimale (DP)
• Piedino 5: Catodo Comune per Cifra 4
• Piedino 6: Anodo per Segmento C
• Piedino 7: Catodo Comune per Cifra 5
• Piedino 8: Catodo Comune per Cifra 6
• Piedino 9: Anodo per Segmento E
• Piedino 10: Anodo per Segmento F
• Piedino 11: Anodo per Segmento G
• Piedino 12: Anodo per Segmento A
• Piedino 13: Anodo per Segmento B
• Piedino 14: Catodo Comune per Cifra 1

Il piedino 1 è indicato come "Nessuna Connessione" nella tabella, il che sembra essere un'incongruenza nella documentazione poiché è anche elencato come Catodo per Cifra 2. Per chiarimenti, si dovrebbe consultare lo schema circuitale interno. Il dispositivo utilizza uncatodo comune configuration.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

I valori massimi assoluti specificano il profilo di saldatura: la temperatura in un punto a 1/16 di pollice (circa 1.6 mm) sotto il piano di appoggio del display non deve superare i 260°C per più di 3 secondi durante l'assemblaggio. Questa è una condizione standard di saldatura a rifusione. I progettisti devono assicurarsi che il layout del PCB e il profilo del forno a rifusione siano conformi a ciò per prevenire danni termici ai chip LED o al pacchetto plastico.

7. Raccomandazioni per l'Applicazione

7.1 Scenari Applicativi Tipici

Questo display è destinato a normali apparecchiature elettroniche, inclusi apparecchi per ufficio, dispositivi di comunicazione e applicazioni domestiche. Le sue cifre rosse nitide lo rendono adatto per:

• Multimetri digitali e apparecchiature di test
• Display per timer e contatori industriali
• Pannelli di controllo per elettrodomestici (es. forni, microonde)
• Display di frequenza/livello per apparecchi audio
• Letture per terminali di vendita (POS)

7.2 Considerazioni Progettuali e Precauzioni

La scheda tecnica include ampie precauzioni applicative che costituiscono regole progettuali critiche:

• Progettazione del Circuito di Pilotaggio:È fortemente raccomandato il pilotaggio a corrente costante per garantire luminosità uniforme e longevità. Il circuito deve essere progettato per accogliere l'intera gamma di tensione diretta (VF, fino a 2.6V) per garantire che la corrente di pilotaggio prevista sia erogata in tutte le condizioni.
• Gestione della Corrente e Termica:La corrente operativa deve essere scelta considerando la massima temperatura ambiente, applicando il fattore di riduzione specificato (0.28 mA/°C sopra i 25°C). Superare i valori nominali causa grave degrado della luce o guasto.
• Circuiti di Protezione:Il circuito di pilotaggio deve proteggere i LED da tensioni inverse e picchi di tensione transitori durante l'accensione/spegnimento. Una polarizzazione inversa continua può causare migrazione metallica, aumentando la dispersione o causando cortocircuiti.
• Considerazioni Ambientali:Evitare rapidi cambiamenti di temperatura ambiente in condizioni di alta umidità per prevenire la condensa sul display. Non applicare forze meccaniche anomale durante l'assemblaggio.
• Pellicole/Sovrastrutture Ottiche:Se si utilizza una pellicola sensibile alla pressione o una sovrastruttura, evitare che prema direttamente sulla superficie del display, poiché potrebbe spostarsi e causare problemi di visione.
• Coerenza tra Display Multipli:Per applicazioni che utilizzano due o più display, selezionare unità dello stesso bin di intensità luminosa per evitare luminosità (tonalità) irregolare nell'insieme.

8. Condizioni di Stoccaggio

Per un'affidabilità a lungo termine, sono imposte specifiche condizioni di stoccaggio:

• Stoccaggio Standard (nella confezione originale):Temperatura: 5°C a 30°C. Umidità: Inferiore al 60% RH.
• Lo stoccaggio al di fuori di queste condizioni può portare all'ossidazione dei piedini, richiedendo una nuova placcatura prima dell'uso.
• Si consiglia di consumare le scorte prontamente ed evitare grandi scorte a lungo termine.
• Se una confezione non sigillata è stata stoccata per oltre 6 mesi, si raccomanda di sottoporre i display a un trattamento termico (baking) a 60°C per 48 ore e completare l'assemblaggio entro una settimana per rimuovere l'umidità e prevenire l'effetto "popcorn" durante la saldatura.

9. Confronto Tecnico e Differenziazione

Il LTF-3605KR-01 si differenzia grazie all'uso della tecnologia AlInGaP per il colore super rosso. Rispetto a tecnologie più vecchie come i LED rossi standard GaAsP, AlInGaP offre un'efficienza luminosa significativamente più alta (luminosità per unità di corrente), una migliore stabilità termica e una durata di vita più lunga. L'altezza della cifra di 0.3 pollici offre un equilibrio tra leggibilità e compattezza. Il design multiplex a catodo comune è standard per i display multi-cifra, riducendo i piedini di pilotaggio richiesti da 48 (6 cifre * 8 segmenti) a 14, semplificando l'interfaccia con il microcontrollore o il driver IC.

10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

D: Qual è la differenza tra lunghezza d'onda di picco (639nm) e lunghezza d'onda dominante (631nm)?
R: La lunghezza d'onda di picco è il punto di massima potenza nell'output spettrale. La lunghezza d'onda dominante è la singola lunghezza d'onda percepita dall'occhio umano quando osserva il colore, che può essere leggermente diversa a causa della forma della curva di sensibilità dell'occhio e dello spettro del LED.

D: Posso pilotare questo display con una sorgente di tensione costante e una resistenza?
R: Sebbene possibile, non è raccomandato. Una semplice resistenza limita la corrente ma non compensa la variazione di VF tra i LED o con la temperatura, portando a luminosità incoerente. Un driver a corrente costante è il metodo preferito per progetti professionali.

D: Come implemento il multiplexing per le sei cifre?
R: Un microcontrollore o un driver IC dedicato per display attiva (porta a massa) un catodo comune (Cifra 1-6) alla volta mentre applica il pattern di anodo corretto (A-G, DP) per quella cifra. Questo ciclo si ripete rapidamente (tipicamente >100Hz) per creare l'illusione che tutte le cifre siano accese simultaneamente.

D: La corrente continua massima è 25mA per segmento. Quale corrente dovrei usare per il funzionamento normale?
R: Per un funzionamento affidabile a lungo termine, è pratica comune ridurre ulteriormente il valore nominale. Operare a 15-20mA per segmento fornisce un'eccellente luminosità riducendo significativamente lo stress termico e prolungando la vita operativa. Verificare sempre che la corrente scelta soddisfi il requisito di luminosità alla massima temperatura ambiente dell'applicazione.

11. Caso Pratico di Progetto

Scenario:Progettazione di un misuratore digitale da pannello operante in un ambiente fino a 50°C.
Passaggi:
1. Calcolo della Corrente:Determinare la corrente continua massima ridotta. Da 25°C a 50°C c'è un aumento di 25°C. Riduzione = 25°C * 0.28 mA/°C = 7 mA. Pertanto, la corrente massima sicura a 50°C = 25 mA - 7 mA =18 mA.
2. Selezione del Driver:Scegliere un driver LED a corrente costante in grado di multiplexare 6 cifre con almeno 8 uscite di segmento. Impostare il limite di corrente del driver a 18 mA (o un valore inferiore come 15 mA per un margine).
3. Progettazione Termica:Assicurarsi che il layout del PCB fornisca un'adeguata area di rame attorno ai piedini del display per fungere da dissipatore di calore, dissipando il calore dalle giunzioni LED.
4. Software:Implementare un firmware di multiplexing con una frequenza di aggiornamento sufficientemente alta per evitare lo sfarfallio (es. 200 Hz). Includere routine di test del display e regolazione della luminosità.

12. Principio di Funzionamento

Il dispositivo si basa sull'elettroluminescenza dei semiconduttori. Quando una tensione di polarizzazione diretta che supera la tensione di soglia del diodo (circa 2V per AlInGaP) viene applicata a un segmento LED (anodo positivo, catodo negativo), elettroni e lacune si ricombinano nella regione attiva del chip semiconduttore. Questa ricombinazione rilascia energia sotto forma di fotoni (luce). La specifica composizione del materiale (AlInGaP) determina l'energia del bandgap, che definisce la lunghezza d'onda (colore) della luce emessa, in questo caso nello spettro rosso (~639 nm). I sette segmenti sono singoli chip LED disposti a forma di otto, controllati indipendentemente per formare i caratteri numerici da 0 a 9.

13. Tendenze Tecnologiche

Sebbene i display LED a sette segmenti discreti rimangano rilevanti per applicazioni specifiche, la tendenza più ampia nella tecnologia dei display si sta spostando verso soluzioni integrate. Queste includono:
- Display con Driver Integrato:Moduli con chip controller integrati (come driver TM1637 o MAX7219) che semplificano l'interfaccia con il microcontrollore.
- Pacchetti a Montaggio Superficiale (SMD):Sostituiscono i tipi a foro passante per l'assemblaggio automatizzato e fattori di forma più piccoli.
- Tecnologie Alternative:Per applicazioni che richiedono grafica più complessa o caratteri alfanumerici, i display a matrice di punti OLED o LCD sono sempre più comuni grazie alla loro flessibilità.
Tuttavia, per letture numeriche semplici, ad alta luminosità e a basso costo in ambienti difficili (ampio intervallo di temperatura), i tradizionali display LED a sette segmenti come il LTF-3605KR-01 continuano a offrire un'affidabilità e una semplicità senza pari.