Scheda Tecnica Display LED LTS-367KR-02 - Altezza Cifra 0,36 Pollici - Colore Rosso Super - Tensione Diretta 2,6V - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il LTS-367KR-02 è un display a diodi a emissione luminosa (LED) a sette segmenti e cifra singola, progettato per applicazioni che richiedono visualizzazioni numeriche nitide e luminose. La sua funzione principale è rappresentare visivamente le cifre da 0 a 9 e alcune lettere attraverso l'illuminazione selettiva dei suoi sette segmenti individuali (etichettati da A a G) e di un punto decimale opzionale. Il dispositivo è realizzato utilizzando chip LED avanzati in AS-AlInGaP (Fosfuro di Alluminio Indio Gallio) cresciuti su un substrato di Arseniuro di Gallio (GaAs). Questa tecnologia dei materiali è stata scelta specificamente per la sua capacità di produrre luce rossa super ad alta luminosità con un'eccellente efficienza. Il display presenta una faccia grigia, che migliora il contrasto, e marcature dei segmenti bianche per una definizione ottimale del carattere quando spento. È categorizzato per intensità luminosa, il che significa che le unità vengono selezionate e testate per garantire livelli di luminosità uniformi, aspetto fondamentale per display multi-cifra dove l'uniformità è chiave.

1.1 Vantaggi Principali e Mercato di Riferimento

Il LTS-367KR-02 offre diversi vantaggi chiave che lo rendono adatto a una gamma di applicazioni industriali e consumer. La sua elevata luminosità e l'alto rapporto di contrasto garantiscono un'ottima leggibilità anche in ambienti molto luminosi o a distanza. L'ampio angolo di visione consente di vedere chiaramente il carattere visualizzato da varie posizioni, non solo frontalmente. Il dispositivo vanta un'affidabilità allo stato solido, il che significa che non ha parti in movimento, è resistente a urti e vibrazioni e offre una lunga durata operativa rispetto ad altre tecnologie di visualizzazione come i display a incandescenza o fluorescenti a vuoto (VFD). Ha un basso fabbisogno di potenza, risultando energeticamente efficiente e adatto a dispositivi alimentati a batteria. I segmenti continui e uniformi forniscono un aspetto del carattere pulito e professionale. I suoi mercati primari includono pannelli strumentazione (es. multimetri, contatori di frequenza), sistemi di controllo industriale, terminali punto vendita, cruscotti automobilistici (per display ausiliari), apparecchiature mediche ed elettrodomestici dove è richiesta un'indicazione numerica chiara.

2. Interpretazione Approfondita dei Parametri Tecnici

2.1 Caratteristiche Fotometriche e Ottiche

Le prestazioni ottiche sono definite a una temperatura ambiente (Ta) di 25°C. LaIntensità Luminosa Media (Iv)è la misura principale della luminosità. La scheda tecnica specifica un minimo di 200 µcd, un valore tipico di 2100 µcd e un massimo di 750 µcd quando testato a una corrente diretta (IF) di 1mA. A una corrente di pilotaggio più alta di 10mA, l'intensità tipica aumenta significativamente a 9750 µcd. Questa relazione non lineare tra corrente e luminosità è tipica dei LED ed è dettagliata nelle curve caratteristiche. LaLunghezza d'Onda di Emissione di Picco (λp)è di 639 nanometri (nm), che rientra nella porzione rossa dello spettro visibile. LaLunghezza d'Onda Dominante (λd)è di 631 nm. Mentre la lunghezza d'onda di picco è il punto di massima potenza spettrale, la lunghezza d'onda dominante è la percezione monocromatica del colore da parte dell'occhio umano, più rilevante per le applicazioni di visualizzazione. LaLarghezza a Mezza Altezza della Linea Spettrale (Δλ)è di 20 nm, indicando la purezza spettrale o la diffusione della luce emessa attorno alla lunghezza d'onda di picco; un valore più piccolo indica una luce più monocromatica. IlRapporto di Corrispondenza dell'Intensità Luminosaper i segmenti all'interno della stessa area luminosa è specificato come massimo 2:1 quando pilotati a 1mA, il che significa che il segmento più luminoso non dovrebbe essere più del doppio più luminoso del più debole, garantendo uniformità visiva.

2.2 Parametri Elettrici

Il parametro elettrico chiave è laTensione Diretta per Segmento (VF). Ha un valore tipico di 2,6 Volt e un massimo di 2,6V quando il segmento è pilotato con una corrente di 10mA. Il minimo è indicato come 2,1V. Questa tensione diretta è cruciale per progettare il circuito di limitazione della corrente. LaCorrente Inversa per Segmento (IR)è un massimo di 100 µA quando viene applicata una polarizzazione inversa di 5V, indicando le caratteristiche di dispersione del dispositivo nello stato di spegnimento. LaCorrente Diretta Continua per Segmentoè nominalmente di 25 mA in condizioni standard. Viene fornito un fattore di derating di 0,33 mA/°C, il che significa che la corrente continua massima consentita diminuisce di 0,33 mA per ogni grado Celsius di aumento della temperatura ambiente sopra i 25°C per prevenire surriscaldamento e garantire affidabilità.

2.3 Valori Massimi Assoluti e Caratteristiche Termiche

Questi valori definiscono i limiti di stress oltre i quali può verificarsi un danno permanente. LaDissipazione di Potenza per Segmentonon deve superare i 70 mW. LaCorrente Diretta di Picco per Segmentopuò raggiungere i 90 mA, ma solo in condizioni pulsate (frequenza 1 kHz, ciclo di lavoro 10%), consentendo brevi periodi di luminosità più elevata senza surriscaldamento. LaTensione Inversa per Segmentonon deve mai superare i 5V. Il dispositivo è classificato per unIntervallo di Temperatura di Funzionamentoda -35°C a +85°C e un identicoIntervallo di Temperatura di Conservazione. La specifica dellaTemperatura di Saldaturaè critica per l'assemblaggio: i terminali possono resistere a 260°C per 3 secondi, misurati a 1/16 di pollice (circa 1,59 mm) sotto il piano di appoggio del corpo del package. Superare questi limiti termici durante la saldatura può danneggiare i fili di collegamento interni o lo stesso chip LED.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

La scheda tecnica dichiara esplicitamente che il dispositivo ècategorizzato per intensità luminosa. Questo è un processo di binning in cui i LED prodotti vengono testati e suddivisi in gruppi (bin) in base alla loro emissione luminosa misurata a una specifica corrente di test. Ciò garantisce che i progettisti che acquistano più display per un singolo prodotto ricevano unità con luminosità strettamente corrispondente, prevenendo visualizzazioni multi-cifra irregolari o a chiazze. Sebbene i codici bin specifici non siano dettagliati in questa scheda tecnica pubblica, sono tipicamente forniti in documentazione separata o disponibili su richiesta per ordini di grandi volumi. La lunghezza d'onda dominante di 631 nm è anche un parametro di colore chiave che verrebbe controllato entro una certa tolleranza durante la produzione, sebbene qui non venga menzionato uno schema formale di binning per la lunghezza d'onda.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

La scheda tecnica fa riferimento aCurve Caratteristiche Elettriche/Ottiche Tipiche. Sebbene i grafici specifici non siano forniti nel testo, le curve standard per un tale dispositivo includerebbero tipicamente:1. Intensità Luminosa Relativa vs. Corrente Diretta (Curva I-V): Questo grafico mostrerebbe come l'emissione luminosa aumenta con la corrente di pilotaggio, inizialmente in modo lineare a basse correnti e poi tendente alla saturazione a correnti più elevate a causa di effetti termici e del calo di efficienza.2. Tensione Diretta vs. Corrente Diretta: Questo mostra la relazione esponenziale, critica per progettare driver a corrente costante.3. Intensità Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente: Questa curva dimostra la riduzione termica dell'emissione luminosa; all'aumentare della temperatura, l'intensità luminosa generalmente diminuisce per i LED AlInGaP.4. Distribuzione Spettrale: Un grafico che mostra la potenza relativa emessa attraverso le lunghezze d'onda, centrata attorno al picco di 639 nm con una larghezza a mezza altezza di 20 nm. Queste curve sono essenziali per comprendere il comportamento del dispositivo in condizioni non standard (correnti diverse, temperature) e per ottimizzare il progetto per prestazioni e longevità.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

Il dispositivo è fornito in un package standard a foro passante con 10 pin su passo di 0,1 pollice (2,54 mm). Le dimensioni complessive del package sono fornite in un disegno (non completamente dettagliato nel testo, ma le note indicano che tutte le dimensioni sono in millimetri con una tolleranza generale di ±0,25 mm). Una nota specifica menziona che latolleranza di spostamento della punta del pinè di ± 0,4 mm, il che è importante per il posizionamento dei fori sul PCB e i processi di saldatura a onda. IlSchema Circuitale Internomostra che si tratta di una configurazione aCatodo Comune. Tutti i catodi dei segmenti LED (e del punto decimale) sono collegati internamente e portati a due pin: Pin 1 e Pin 6, che sono anche internamente collegati tra loro. Ciò significa che per illuminare un segmento, il suo corrispondente pin anodo deve essere portato a livello alto (con una resistenza di limitazione della corrente) mentre il/i pin di catodo comune sono collegati a massa. Il punto decimale si trova sul lato destro della cifra.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

La linea guida principale è ilprofilo di temperatura di saldatura: 260°C massimo per 3 secondi, misurato in un punto a 1/16 di pollice (1,59 mm) dal fondo del corpo del package. Questo è tipicamente ottenuto utilizzando un processo di saldatura a onda controllata o saldatura selettiva. Per la saldatura manuale, è necessario prestare estrema attenzione ad applicare calore brevemente ed evitare di toccare direttamente il corpo del package con la punta del saldatore. Si consiglia l'uso di un dissipatore di calore sul terminale tra il giunto e il package. Il dispositivo è specificato come unpackage senza piombo (conforme RoHS), il che significa che è compatibile con leghe di saldatura senza piombo che generalmente hanno punti di fusione più alti della tradizionale saldatura stagno-piombo, rendendo il rispetto del limite di temperatura ancora più critico. Dopo la saldatura, potrebbe essere necessaria la pulizia per rimuovere i residui di flussante, ma bisogna prestare attenzione nella selezione del solvente per evitare di danneggiare la lente in plastica o le marcature.

7. Confezionamento e Informazioni d'Ordine

Il numero di parte èLTS-367KR-02. La convenzione di denominazione probabilmente si scompone come segue: LTS (famiglia di prodotto/tipo di display), 367 (probabilmente indica dimensione 0,36 pollici e 7 segmenti), KR (probabilmente denota colore: Rosso Super, e forse stile del package), e -02 (un codice di revisione o variante). Il dispositivo è tipicamente fornito in tubi o vassoi antistatici per proteggere i pin da danni e prevenire scariche elettrostatiche (ESD). Il confezionamento in bobina per l'assemblaggio automatizzato è anche comune per ordini di grandi volumi, ma la larghezza del nastro, la dimensione della tasca e il diametro della bobina sarebbero specificati in un documento di specifica di confezionamento separato. L'etichetta sul confezionamento dovrebbe indicare chiaramente il numero di parte, la quantità, il codice data e possibilmente il codice bin dell'intensità luminosa.

8. Suggerimenti per l'Applicazione

8.1 Scenari Applicativi Tipici

Questo display è ideale per qualsiasi applicazione che richieda una singola cifra altamente leggibile. Esempi includono:Apparecchiature di Test e Misura: Come indicatore di portata o indicatore di modalità su multimetri portatili.Controlli Industriali: Visualizzazione di setpoint, contatori o codici di errore su pannelli di controllo.Elettronica di Consumo: Visualizzazione di numeri di canale su apparecchiature audio/video più datate, letture di timer su elettrodomestici.Aftermarket Automobilistico: Manometri ausiliari per tensione, temperatura o pressione di sovralimentazione.Dispositivi Medici: Visualizzazioni di parametri semplici su monitor o strumenti diagnostici dove l'affidabilità è fondamentale.

8.2 Considerazioni di Progetto

Limitazione della Corrente: Ogni anodo di segmento deve essere pilotato attraverso una resistenza di limitazione della corrente in serie. Il valore della resistenza è calcolato usando R = (Vcc - VF) / IF, dove VF è la tensione diretta (tip. 2,6V) e IF è la corrente diretta desiderata (es. 10mA per alta luminosità). L'uso di un driver IC a corrente costante può fornire una migliore uniformità e controllo della luminosità, specialmente al variare della temperatura.Multiplexing: Per display multi-cifra, viene utilizzato uno schema di multiplexing in cui le cifre vengono illuminate una alla volta rapidamente. Il design a catodo comune del LTS-367KR-02 è ben adatto a questo, poiché il catodo può essere commutato a massa per la cifra attiva mentre gli anodi per i segmenti desiderati vengono pilotati. La corrente di picco nominale consente correnti pulsate più elevate durante il multiplexing per compensare il ridotto ciclo di lavoro.Angolo di Visione: L'ampio angolo di visione dovrebbe essere considerato quando si posiziona il display nell'involucro finale del prodotto per garantire che il pubblico previsto possa vederlo chiaramente.

9. Confronto Tecnico

Rispetto ai più vecchi display LEDrossi GaAsP (Fosfuro di Arseniuro di Gallio), la tecnologia AlInGaP nel LTS-367KR-02 offre una luminosità ed efficienza significativamente maggiori, consentendo correnti di pilotaggio più basse per ottenere la stessa visibilità o una visibilità molto maggiore a correnti simili. Fornisce anche un colore più saturo, "rosso super". Rispetto aiDisplay Fluorescenti a Vuoto (VFD), questo display LED è più robusto, ha una durata molto più lunga, opera a tensioni più basse e non richiede un alimentatore dedicato ad alta tensione. Tuttavia, i VFD possono offrire un angolo di visione più ampio e un'estetica diversa. Rispetto ai modernidisplay OLED, questo LED a sette segmenti è molto più semplice, più affidabile a temperature estreme e molto più conveniente per applicazioni che devono solo visualizzare numeri. La sua semplicità si traduce anche in un minore carico di lavoro per il microcontrollore per il pilotaggio.

10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

D: Posso pilotare questo display direttamente con un pin di un microcontrollore a 5V?R: No. La tensione diretta tipica è di 2,6V, e un pin di microcontrollore che emette 5V avrebbe bisogno di una resistenza in serie per limitare la corrente a un valore sicuro (es. 10-20mA). Il valore della resistenza sarebbe approssimativamente (5V - 2,6V) / 0,01A = 240 Ohm.

D: Perché ci sono due pin di catodo comune (1 e 6)?R: Sono collegati internamente. Questo fornisce flessibilità di progettazione (es. collegamento a massa in due punti per una migliore distribuzione della corrente) e ridondanza nel caso in cui un collegamento del pin fallisca durante la saldatura.

D: Cosa significa "categorizzato per intensità luminosa" per il mio progetto?R: Significa che puoi ordinare parti dallo stesso bin di intensità per garantire che tutte le cifre nel tuo display multi-cifra abbiano una luminosità uniforme. Se l'uniformità è critica, dovresti specificare il codice bin quando ordini.

D: Posso usare questo display all'aperto?R: L'intervallo di temperatura di funzionamento si estende da -35°C a +85°C, che copre molte condizioni esterne. Tuttavia, il package in plastica potrebbe degradarsi con l'esposizione prolungata alla luce solare UV diretta, e il display non è intrinsecamente impermeabile. Una copertura protettiva appropriata o un rivestimento conforme sarebbe necessario per un uso esterno aggressivo.

11. Caso Pratico di Progetto e Utilizzo

Caso: Progettare un Contatore Digitale Semplice. Un progettista ha bisogno di un contatore a 3 cifre per una linea di produzione industriale. Seleziona tre display LTS-367KR-02. Progetta un PCB con i display in fila. Un microcontrollore (es. un ATmega328) viene utilizzato per contare gli impulsi da un sensore. Il microcontrollore pilota i display in una configurazione multiplexata. Utilizza 7 pin I/O collegati agli anodi di segmento (A-G) di tutti e tre i display tramite resistenze di limitazione della corrente (es. 220Ω per ~10mA da un'alimentazione a 5V). Tre ulteriori pin I/O sono utilizzati per controllare transistor NPN (o un driver IC dedicato come un ULN2003) che commutano le linee di catodo comune di ciascuna cifra a massa in sequenza. Il firmware illumina ogni cifra per pochi millisecondi, ciclando rapidamente per creare l'illusione che tutte e tre siano accese simultaneamente. L'alta luminosità garantisce che il conteggio sia visibile sul pavimento della fabbrica. L'intensità luminosa categorizzata dei display, richiesta nello stesso bin, garantisce che tutte e tre le cifre appaiano ugualmente luminose all'operatore.

12. Introduzione al Principio

Il principio operativo si basa sull'elettroluminescenzain una giunzione p-n di semiconduttore. Il materiale semiconduttore AlInGaP ha una specifica energia di bandgap. Quando viene applicata una tensione diretta che supera la soglia della giunzione (circa 2,1-2,6V), gli elettroni dalla regione di tipo n e le lacune dalla regione di tipo p vengono iniettati nella regione attiva dove si ricombinano. Questa ricombinazione rilascia energia sotto forma di fotoni (luce). La lunghezza d'onda (colore) della luce emessa è direttamente determinata dall'energia di bandgap del materiale AlInGaP, che è progettato per produrre luce rossa attorno a 631-639 nm. Ciascuno dei sette segmenti (e il punto decimale) è un LED separato con la propria connessione anodo, ma condividono una connessione di catodo comune, formando il circuito elettrico mostrato nella scheda tecnica.

13. Tendenze di Sviluppo

Sebbene display LED a sette segmenti discreti come il LTS-367KR-02 rimangano vitali per visualizzazioni numeriche semplici, affidabili e convenienti, la tendenza più ampia nella tecnologia di visualizzazione è verso l'integrazione e la flessibilità. Ciò include:Display con Driver Integrato: Moduli che includono le cifre LED, le resistenze di limitazione della corrente e persino un semplice microcontrollore o driver IC (come quelli con interfacce I2C o SPI) per ridurre il numero di componenti e i requisiti I/O del microcontrollore per il progettista del sistema.Maggiore Densità e Multifunzione: Gruppi di cifre con icone o simboli aggiuntivi in un unico package.Avanzamento della Tecnologia LED: I continui miglioramenti nei materiali AlInGaP e InGaN (per altri colori) continuano a spingere l'efficienza (lumen per watt) e la luminosità più in alto, consentendo un consumo energetico inferiore o una visibilità aumentata. Tuttavia, il fondamentale display a sette segmenti a foro passante e catodo comune continua a servire come una soluzione robusta, ben compresa e altamente affidabile per innumerevoli applicazioni dove la sua semplicità è un vantaggio rispetto a display grafici o a matrice di punti più complessi.