Scheda Tecnica Display LED Giallo LTS-2801AKS 0.28 Pollici - Altezza Cifra 7.0mm - Tensione Diretta 2.6V - Potenza 70mW - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il LTS-2801AKS è un modulo di visualizzazione alfanumerica a LED a sette segmenti e singola cifra. È progettato per fornire una rappresentazione chiara e ad alto contrasto di numeri e caratteri alfanumerici limitati in un fattore di forma compatto. La tecnologia di base utilizza materiale semiconduttore in Fosfuro di Alluminio Indio Gallio (AlInGaP) depositato su un substrato di Arseniuro di Gallio (GaAs), ingegnerizzato per emettere luce nello spettro di lunghezza d'onda gialla. Questa specifica scelta del materiale offre vantaggi in termini di efficienza e intensità luminosa per il colore target. Il dispositivo presenta un frontale grigio con delimitazioni dei segmenti bianche, migliorando il contrasto e la leggibilità in varie condizioni di illuminazione. Il suo scopo progettuale principale è l'integrazione in apparecchiature elettroniche dove lo spazio è limitato ma è richiesta un'indicazione numerica chiara, come nei pannelli strumentazione, display per elettronica di consumo e interfacce di controllo industriale.

1.1 Caratteristiche e Vantaggi Principali

• Dimensioni Cifra Compatte:Caratterizzata da un'altezza del carattere di 0.28 pollici (7.0 mm), la rende adatta per applicazioni con spazio pannello limitato.
• Qualità Ottica:Progettata con segmenti continui e uniformi per un aspetto visivo coerente su tutta la cifra.
• Efficienza Energetica:Ingegnerizzata per bassi requisiti di potenza, contribuendo a un design di sistema energeticamente efficiente.
• Leggibilità Superiore:Offre un'ottima resa dei caratteri con elevata luminosità e alto contrasto sullo sfondo grigio.
• Ampio Angolo di Visione:Garantisce un ampio angolo di visione, assicurando la leggibilità da varie prospettive.
• Elevata Affidabilità:Beneficia di una costruzione a stato solido, che porta a una lunga vita operativa e resistenza a urti e vibrazioni.
• Binning per Coerenza:I dispositivi sono categorizzati (binnati) per intensità luminosa, consentendo una luminosità uniforme in display multi-cifra.
• Conformità Ambientale:Il package è privo di piombo, fabbricato in conformità alla direttiva sulla restrizione delle sostanze pericolose (RoHS).

1.2 Identificazione del Dispositivo

Il numero di parte LTS-2801AKS denota specificamente un display LED AlInGaP ad emissione gialla con configurazione elettrica ad anodo comune e include un punto decimale a destra. Questa convenzione di denominazione consente un'identificazione precisa delle caratteristiche ottiche ed elettriche del dispositivo.

2. Informazioni Meccaniche e sul Package

Il display è alloggiato in un package LED standard progettato per il montaggio a foro passante su circuiti stampati (PCB). Disegni dimensionali dettagliati sono forniti nella scheda tecnica, specificando l'ingombro complessivo, il posizionamento dei segmenti e le posizioni dei terminali (pin). Note meccaniche critiche includono tolleranze di ±0.25mm sulla maggior parte delle dimensioni, specifiche riguardanti imperfezioni cosmetiche ammissibili (come materiale estraneo o bolle all'interno dell'area del segmento) e tolleranze di posizione dei pin. Il produttore raccomanda un diametro del foro PCB di 1.0 mm per un adattamento meccanico ottimale e un'affidabilità del giunto di saldatura.

3. Configurazione Elettrica e Pinout

3.1 Schema Circuitale Interno

Il dispositivo utilizza una configurazione ad anodo comune. Ciò significa che i terminali anodo (lato positivo) di tutti i segmenti LED e del punto decimale sono collegati internamente a pin comuni. Ogni singolo segmento (da A a G) e il punto decimale (D.P.) ha il proprio pin catodo (negativo) dedicato. Questa configurazione è tipica per circuiti di pilotaggio multiplexati, dove gli anodi comuni sono alimentati selettivamente mentre i pin catodo appropriati sono messi a massa per illuminare segmenti specifici.

3.2 Tabella di Connessione dei Pin

Il dispositivo a 10 pin ha la seguente configurazione di pinout: Pin 1: Catodo per il segmento E; Pin 2: Catodo per il segmento D; Pin 3: Anodo Comune; Pin 4: Catodo per il segmento C; Pin 5: Catodo per il Punto Decimale (D.P.); Pin 6: Catodo per il segmento B; Pin 7: Catodo per il segmento A; Pin 8: Anodo Comune (seconda connessione); Pin 9: Catodo per il segmento G; Pin 10: Catodo per il segmento F. I due pin anodo comune (3 e 8) sono collegati internamente e forniscono flessibilità progettuale per la distribuzione della corrente.

4. Valori Massimi Assoluti e Caratteristiche

4.1 Valori Massimi Assoluti

Questi valori definiscono i limiti di stress oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Non sono destinati al funzionamento normale. I limiti chiave includono: Dissipazione di potenza massima per segmento: 70 mW; Corrente diretta di picco per segmento (in condizioni pulsate: ciclo di lavoro 1/10, larghezza impulso 0.1ms): 60 mA; Corrente diretta continua per segmento: 25 mA a 25°C, con derating lineare al di sopra di questa temperatura; Tensione inversa per segmento: 5 V (Nota: solo per scopi di test, non è supportato il funzionamento in polarizzazione inversa continua); Intervallo di temperatura di funzionamento e stoccaggio: -35°C a +105°C. La scheda tecnica specifica anche le condizioni di saldatura, limitando la temperatura al piano di appoggio a un massimo di 260°C per 5 secondi durante l'assemblaggio.

4.2 Caratteristiche Elettriche e Ottiche

Questi parametri sono misurati in condizioni tipiche (Ta=25°C) e definiscono le prestazioni attese. Le specifiche chiave includono: Intensità Luminosa Media per Segmento (Iv): 500 ucd (min), 1400 ucd (tip) a una corrente diretta (If) di 1 mA; Lunghezza d'Onda di Emissione di Picco (λp): 588 nm (tip) a If=20mA; Larghezza a Mezza Altezza della Linea Spettrale (Δλ): 15 nm (tip); Lunghezza d'Onda Dominante (λd): 587 nm (tip); Tensione Diretta per Chip (Vf): 2.0 V (min), 2.60 V (tip) a If=20mA; Corrente Inversa per Segmento (Ir): 100 µA (max) a Vr=5V; Rapporto di Corrispondenza dell'Intensità Luminosa: 2:1 (max) per segmenti all'interno dello stesso dispositivo. Note importanti chiariscono che l'intensità luminosa è misurata con un filtro di risposta dell'occhio standard CIE e che la tensione inversa specificata è esclusivamente per il test della corrente di dispersione, non per il funzionamento operativo.

5. Curve di Prestazione e Dati Grafici

La scheda tecnica include una sezione per le curve di prestazione tipiche. Questi grafici rappresentano visivamente la relazione tra parametri chiave, fornendo ai progettisti una comprensione più profonda del comportamento del dispositivo oltre ai valori minimi, tipici e massimi tabulati. Sebbene le curve specifiche non siano dettagliate nel testo fornito, i grafici tipici per un tale dispositivo includerebbero: Corrente Diretta (If) vs. Tensione Diretta (Vf), che mostra la caratteristica IV del diodo; Intensità Luminosa Relativa vs. Corrente Diretta (If), che indica come l'output luminoso scala con la corrente di pilotaggio; Intensità Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente (Ta), che dimostra la dipendenza termica della luminosità; e possibilmente un grafico di distribuzione spettrale che mostra l'intensità della luce emessa attraverso le lunghezze d'onda, centrata attorno al picco di 588 nm.

6. Test di Affidabilità e Qualifiche

Il dispositivo è sottoposto a una serie completa di test di affidabilità basati su standard industriali consolidati (MIL-STD, JIS). Ciò ne garantisce robustezza e longevità sul campo. Il regime di test include:Vita Operativa (RTOL):1000 ore di funzionamento continuo alla corrente massima nominale in condizioni di temperatura ambiente.Test di Stress Ambientale:Stoccaggio ad Alta Temperatura e Alta Umidità (65°C, 90-95% UR per 500Hrs), Stoccaggio ad Alta Temperatura (105°C per 1000Hrs), Stoccaggio a Bassa Temperatura (-35°C per 1000Hrs).Test di Stress Meccanico:Cicli Termici (30 cicli tra -35°C e 105°C) e Shock Termico (30 cicli tra -35°C e 105°C con transizioni rapide).Test di Validazione del Processo:Resistenza alla Saldatura (260°C per 10 secondi) e Saldabilità (245°C per 5 secondi) per verificare l'integrità dei terminali del package durante l'assemblaggio.

7. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

7.1 Processo di Saldatura Automatica

Per processi di saldatura ad onda o a rifusione, la raccomandazione è di limitare la temperatura in un punto 1/16 di pollice (circa 1.6 mm) sotto il piano di appoggio (dove il corpo del package incontra il PCB) a un massimo di 260°C per una durata non superiore a 5 secondi. Questo profilo aiuta a prevenire danni termici ai chip LED interni e al materiale epossidico del package.

7.2 Processo di Saldatura Manuale

Quando si utilizza un saldatore manuale, è necessario prestare attenzione a localizzare il calore. La linea guida è di applicare la punta del saldatore 1/16 di pollice sotto il piano di appoggio per un massimo di 5 secondi, con la temperatura della punta controllata a 350°C ±30°C. L'uso di un saldatore a temperatura controllata e di un operatore esperto è cruciale per evitare di superare questi limiti.

8. Avvertenze Critiche per l'Applicazione e Considerazioni di Progettazione

Questa sezione contiene informazioni vitali per l'ingegnere progettista per garantire un funzionamento sicuro e affidabile del display. Le avvertenze chiave includono:Uso Previsto:Il display è progettato per apparecchiature elettroniche ordinarie. Applicazioni che richiedono un'affidabilità eccezionale o dove un guasto potrebbe compromettere la sicurezza (aviazione, medicale, ecc.) richiedono una consultazione preventiva.Rispetto dei Valori Nominali:Il funzionamento al di fuori dei Valori Massimi Assoluti annulla la responsabilità per danni.Gestione Termica e della Corrente:Superare le correnti di pilotaggio raccomandate o le temperature operative può causare una grave degradazione dell'output luminoso o un guasto prematuro. La corrente operativa sicura deve essere ridotta (derating) per alte temperature ambientali.Progettazione del Circuito di Pilotaggio:Il pilotaggio a corrente costante è fortemente raccomandato per una luminosità e longevità uniformi. Il circuito deve essere progettato per accogliere l'intera gamma di tensione diretta (Vf) specificata per garantire che venga erogata la corrente target. Inoltre, il circuito dovrebbe incorporare protezioni contro tensioni inverse e transitori di tensione che possono verificarsi durante i cicli di alimentazione. Il funzionamento in polarizzazione inversa deve essere rigorosamente evitato.

9. Note Applicative e Approfondimenti Progettuali

9.1 Scenari Applicativi Tipici

Il LTS-2801AKS è ideale per applicazioni che richiedono una lettura numerica compatta a singola cifra. Usi comuni includono: misuratori da pannello per visualizzazione di tensione, corrente o temperatura; orologi e timer digitali; pannelli di controllo per elettrodomestici (es. forni a microonde, lavatrici); interfacce per apparecchiature di test e misurazione; e display di stato per controllori industriali. Il suo colore giallo offre una buona visibilità ed è spesso scelto per indicatori di avvertimento o di stato.

9.2 Considerazioni sulla Progettazione del Circuito

Progettare con questo display richiede attenzione a diversi fattori. A causa della sua configurazione ad anodo comune, è necessario un driver IC adatto (come un decoder/driver a 7 segmenti) o pin GPIO di microcontrollore configurati come sink di corrente. Le resistenze di limitazione della corrente devono essere calcolate in base alla tensione di alimentazione, alla tensione diretta del LED (utilizzando la Vf massima per il progetto nel caso peggiore) e alla corrente diretta desiderata. Per il multiplexing di più cifre, la corrente di picco per segmento può essere superiore al valore nominale in DC, ma la corrente media deve rimanere entro il limite di corrente diretta continua, considerando il ciclo di lavoro. La dissipazione del calore dovrebbe essere considerata se si opera vicino ai valori massimi nominali o in alte temperature ambientali.

9.3 Guida al Confronto e alla Selezione

Quando si seleziona un display, confrontare i parametri chiave: altezza della cifra (0.28\" è relativamente piccola), colore (giallo AlInGaP vs. rosso GaAsP o verde/blu InGaN), luminosità (bin dell'intensità luminosa), tensione diretta (influisce sul design del driver e sul consumo energetico) e angolo di visione. I vantaggi del LTS-2801AKS risiedono nella sua efficiente tecnologia AlInGaP per la luce gialla, nella buona luminosità e nella conformità RoHS. I progettisti dovrebbero verificare che le sue caratteristiche ottiche ed elettriche siano allineate con i requisiti specifici di luminosità, colore, budget di potenza e tensione di pilotaggio disponibile nella loro applicazione.