Scheda Tecnica Display LED LSHD-5601 - Altezza Cifra 0.56 Pollici - Segmenti Verdi - Tensione Diretta 2.6V - Dissipazione 75mW - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il LSHD-5601 è un modulo display LED a singola cifra, a sette segmenti più punto decimale. Presenta un'altezza della cifra di 0.56 pollici (14.22 mm), rendendolo adatto per applicazioni che richiedono una visualizzazione numerica di medie dimensioni e chiara. Il dispositivo utilizza chip LED verdi, in particolare le tecnologie GaP epi su substrato GaP e AlInGaP su substrato GaAs non trasparente, per produrre la caratteristica illuminazione verde dei segmenti su uno sfondo grigio. Questa combinazione garantisce un elevato contrasto per una migliore leggibilità.

1.1 Caratteristiche e Vantaggi Principali

• Altezza Cifra:Dimensione standard di 0.56 pollici (14.22 mm).
• Uniformità dei Segmenti:Progettato per un'eccellente uniformità dell'intensità luminosa su tutti i segmenti.
• Efficienza Energetica:Progettato per bassi requisiti di potenza, migliorando l'efficienza energetica nelle applicazioni finali.
• Prestazioni Ottiche:Offre elevata luminosità e alto rapporto di contrasto per una visibilità nitida.
• Angolo di Visione:Garantisce un ampio angolo di visione, assicurando la leggibilità da diverse posizioni.
• Affidabilità:Beneficia dell'affidabilità intrinseca allo stato solido della tecnologia LED.
• Binning:Le unità sono classificate (binnate) per intensità luminosa per garantire uniformità di prestazione.
• Conformità Ambientale:Package privo di piombo conforme alle direttive RoHS.

1.2 Configurazione del Dispositivo

Il LSHD-5601 è configurato come display ad anodo comune. Il numero di parte specifico indica un display verde con punto decimale a destra. Questa configurazione semplifica la progettazione del circuito quando si utilizzano sistemi di alimentazione a tensione positiva comune.

2. Parametri Tecnici: Interpretazione Oggettiva Approfondita

2.1 Valori Limite Assoluti

Questi valori definiscono i limiti oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. L'operazione deve sempre essere mantenuta entro questi confini.

• Dissipazione di Potenza Media per Punto:75 mW. Questa è la potenza massima continua che un singolo segmento (punto) può gestire.
• Corrente Diretta di Picco per Segmento:60 mA. Consentita in condizioni pulsate (duty cycle 1/10, larghezza impulso 0.1ms) per schemi di multiplexing.
• Corrente Diretta Media per Punto:25 mA. La massima corrente continua DC raccomandata per un funzionamento affidabile.
• Derating della Corrente Diretta:0.28 mA/°C. Oltre i 25°C, la corrente continua massima ammissibile deve essere ridotta di questo fattore per gestire lo stress termico.
• Intervallo di Temperatura Operativa e di Stoccaggio:-35°C a +105°C.
• Condizioni di Saldatura:260°C per 3 secondi, con la punta del saldatore posizionata almeno 1.6mm (1/16 di pollice) sotto il piano di appoggio del corpo del display per prevenire danni termici alla plastica e ai LED.

2.2 Caratteristiche Elettriche e Ottiche

Questi sono i parametri di prestazione tipici misurati a una temperatura ambiente (Ta) di 25°C.

• Intensità Luminosa Media (I_V):800 (Min), 2400 (Tip) μcd a I_F=10 mA. Indica l'emissione luminosa. Il valore tipico è piuttosto brillante per un display di queste dimensioni.
• Lunghezza d'Onda di Emissione di Picco (λ_p):565 nm (Tip) a I_F=20 mA. La lunghezza d'onda alla quale l'intensità della luce emessa è massima, nella regione verde dello spettro.
• Larghezza a Mezza Altezza della Linea Spettrale (Δλ):30 nm (Tip). Una misura della purezza spettrale; un valore più piccolo indica una luce più monocromatica.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d):569 nm (Tip). La singola lunghezza d'onda percepita dall'occhio umano, che definisce il colore.
• Tensione Diretta per Segmento (V_F):2.1 (Min), 2.6 (Tip) V a I_F=20 mA. La caduta di tensione ai capi di un segmento LED quando è in conduzione. La progettazione del circuito deve tenere conto del valore massimo.
• Corrente Inversa per Segmento (I_R):100 μA (Max) a V_R=5V. La piccola corrente di dispersione quando viene applicata una tensione inversa. Nota: Non è consentito il funzionamento continuo in polarizzazione inversa.
• Rapporto di Accoppiamento dell'Intensità Luminosa:2:1 (Max). Il rapporto massimo consentito tra il segmento più luminoso e quello più debole all'interno di una singola cifra, garantendo un aspetto uniforme.

Note di Misura:L'intensità luminosa è misurata utilizzando una combinazione sensore-filtro che approssima la curva di risposta fotopica dell'occhio CIE. Il crosstalk tra segmenti è specificato come ≤ 2.5%.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

La scheda tecnica dichiara esplicitamente che i display sonoclassificati (binnati) per intensità luminosa. Questo è un processo critico di controllo qualità e abbinamento.

• Scopo:Raggruppare display con emissione luminosa simile (in μcd). Ciò garantisce che quando più display sono utilizzati affiancati in un'applicazione (es. un contatore multi-cifra), la loro luminosità appaia uniforme all'utente.
• Consiglio Applicativo:La sezioneAvvertenzeraccomanda vivamente di scegliere display dello stesso bin di intensità quando si assemblano due o più unità per una singola applicazione, per evitare problemi di disuniformità di tonalità e luminosità.
• Altri Parametri:Sebbene non menzionati esplicitamente per il binning, la tensione diretta (V_F) e la lunghezza d'onda dominante (λ_d) sono anche parametri comuni di binning nell'industria LED per garantire uniformità elettrica e cromatica. I progettisti dovrebbero consultare i codici di binning specifici del produttore per applicazioni critiche.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

La scheda tecnica fa riferimento aCurve Tipiche delle Caratteristiche Elettriche/Ottiche. Sebbene i grafici specifici non siano dettagliati nel testo fornito, le curve standard per un tale dispositivo includerebbero tipicamente:

• Curva I-V (Corrente-Tensione):Mostra la relazione tra corrente diretta (I_F) e tensione diretta (V_F). Dimostra la caratteristica di accensione esponenziale del diodo LED. I progettisti la usano per selezionare resistori di limitazione appropriati o progettare driver a corrente costante.
• Intensità Luminosa vs. Corrente Diretta (I_Vvs. I_F):Mostra come l'emissione luminosa aumenti con la corrente, tipicamente con una relazione quasi lineare entro l'intervallo operativo. Questo aiuta a regolare la luminosità.
• Intensità Luminosa vs. Temperatura Ambiente (I_Vvs. T_a):Illustra come l'emissione luminosa diminuisca all'aumentare della temperatura ambiente. Ciò è cruciale per applicazioni che operano in ambienti ad alta temperatura.
• Distribuzione Spettrale:Un grafico dell'intensità relativa in funzione della lunghezza d'onda, che mostra il picco a ~565nm e la larghezza a mezza altezza di ~30nm, confermando l'emissione di luce verde.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

5.1 Dimensioni del Package

Il display ha una configurazione standard a package dual-in-line a 10 pin. Note dimensionali chiave:

• Tutte le dimensioni sono in millimetri.
• La tolleranza generale è ±0.25 mm salvo diversa specifica.
• La tolleranza di spostamento della punta del pin è ±0.4 mm per tenere conto delle variazioni di posizionamento.

5.2 Schema Circuitale Interno e Connessioni dei Pin

Lo schema interno mostra una configurazione ad anodo comune. Tutti gli anodi dei segmenti (A-G, DP) sono collegati internamente a uno dei due pin di anodo comune (Pin 3 e Pin 8), che sono anche collegati tra loro. Ogni catodo di segmento ha il proprio pin dedicato.

Piedinatura:

1. Catodo E
2. Catodo D
3. Anodo Comune
4. Catodo C
5. Catodo DP (Punto Decimale)
6. Catodo B
7. Catodo A
8. Anodo Comune
9. Catodo F
10. Catodo G

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

6.1 Parametri di Saldatura

Condizione di saldatura raccomandata: 260°C per 3 secondi, con la punta del saldatore posizionata almeno 1.6mm (1/16 di pollice) sotto il piano di appoggio del corpo del display per prevenire danni termici alla plastica e ai LED.

6.2 Avvertenze Applicative (Considerazioni Critiche di Progettazione)

• Progettazione del Circuito di Pilotaggio:Il pilotaggio a corrente costante èraccomandatoper prestazioni e longevità costanti. Il circuito deve essere progettato per accogliere l'intera gamma di V_F(da 2.1V a 2.6V) per garantire che la corrente di pilotaggio desiderata sia sempre fornita.
• Corrente e Temperatura:Superare la corrente di pilotaggio raccomandata o la temperatura operativa può causare un grave degrado dell'emissione luminosa o un guasto prematuro. La corrente operativa sicura deve essere ridotta (derated) per alte temperature ambientali.
• Protezione:Il circuito di pilotaggio dovrebbe includere protezioni contro tensioni inverse e picchi di tensione transitori durante l'accensione/spegnimento.La polarizzazione inversa deve essere assolutamente evitatapoiché può causare migrazione metallica, aumentando la dispersione o causando cortocircuiti.
• Manipolazione Meccanica:Evitare l'uso di utensili o metodi inadatti che applicano una forza anomala al corpo del display.
• Condensa:Evitare rapidi cambiamenti di temperatura ambiente in ambienti umidi per prevenire la formazione di condensa sul display.
• Applicazione di Filtri/Sovrapposizioni:Se una pellicola con motivo viene applicata con adesivo sensibile alla pressione, evitare che prema direttamente contro un pannello frontale/copertura, poiché una forza esterna potrebbe spostarla.

7. Condizioni di Stoccaggio

Uno stoccaggio corretto è essenziale per prevenire l'ossidazione dei pin.

• Per Display LED (Through-Hole):Conservare nella confezione originale. Condizioni raccomandate: Temperatura da 5°C a 30°C, Umidità inferiore al 60% RH. Lo stoccaggio a lungo termine di grandi scorte è sconsigliato.
• Per Display LED SMD (Linea Guida Generale):
  • In busta sigillata:5°C a 30°C, <60% RH.
  • Busta aperta:5°C a 30°C, <60% RH, utilizzare entro 168 ore (MSL Livello 3).
  • Se sconfezionati per più di 168 ore, eseguire un baking a 60°C per 24 ore prima della saldatura.
• Durata di Conservazione Generale:Si raccomanda di utilizzare i display entro 12 mesi dalla data di spedizione e di non esporli ad ambienti ad alta umidità o a gas corrosivi.

8. Suggerimenti Applicativi

8.1 Mercato Target e Applicazioni Tipiche

Questo display è destinato aapparecchiature elettroniche ordinarieinclusi:

• Apparecchiature per ufficio (calcolatrici, orologi da scrivania).
• Apparecchiature di comunicazione.
• Elettrodomestici (microonde, forni, timer di lavatrici).
• Pannelli di controllo industriali (semplici contatori, timer).
• Apparecchiature di test e misura.

Nota Importante:Per applicazioni in cui un guasto potrebbe mettere a rischio la vita o la salute (aviazione, medicale, sistemi di sicurezza), è obbligatoria una consultazione preventiva con il produttore. Il produttore non si assume alcuna responsabilità per danni derivanti dal mancato rispetto dei valori limite e delle istruzioni.

8.2 Considerazioni di Progettazione e Best Practice

1. Limitazione di Corrente:Utilizzare sempre resistori in serie o un driver a corrente costante per impostare la corrente del segmento. Calcolare i valori dei resistori in base alla tensione di alimentazione e alla V_Fmassima alla corrente desiderata.
2. Multiplexing:Per applicazioni multi-cifra, il multiplexing è comune. Assicurarsi che la corrente di picco nello schema di multiplexing non superi il valore nominale di 60mA e che la corrente media rimanga entro il limite di 25mA.
3. Gestione Termica:In spazi chiusi o ad alte temperature ambientali, considerare il fattore di derating della corrente (0.28 mA/°C). Fornire un'adeguata ventilazione se necessario.
4. Angolo di Visione:L'ampio angolo di visione consente un posizionamento flessibile nell'involucro del prodotto finale.
5. Binning per Uso Multi-Cifra:Come sottolineato ripetutamente, approvvigionare display dallo stesso bin di intensità luminosa per un aspetto uniforme in array multi-cifra.

9. Confronto Tecnico e Posizionamento

Sebbene un confronto diretto con altri modelli non sia presente nella scheda tecnica, i principali fattori distintivi del LSHD-5601 possono essere dedotti:

• vs. Display Più Piccoli (es. 0.3\"):Offre una migliore visibilità a distanza grazie alla maggiore altezza della cifra di 0.56\".
• vs. Display Rossi o Gialli:I LED verdi spesso offrono un aspetto soggettivamente più luminoso all'occhio umano e possono avere caratteristiche di tensione diretta diverse (V_F~2.6V vs. ~1.8-2.2V per molti LED rossi).
• La configurazione ad anodo comune è vantaggiosa per sistemi in cui il microcontrollore assorbe corrente (porta i pin a LOW) per attivare i segmenti, una configurazione comune.Vantaggi:
• Elevata luminosità, eccellente uniformità (tramite binning), ampio angolo di visione e conformità RoHS sono i suoi punti di forza principali.10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

D: Qual è lo scopo dei due pin di anodo comune (3 e 8)?

1. R: Sono collegati internamente. Avere due pin fornisce stabilità meccanica, una migliore distribuzione della corrente e consente flessibilità nel layout del PCB (routing dell'alimentazione da entrambi i lati).
   D: Posso pilotare questo display con un'alimentazione a 5V?
2. R: Sì, ma DEVI utilizzare un resistore di limitazione in serie con ogni segmento. Per una corrente target di 10mA e una V
   tipica di 2.6V, il valore del resistore sarebbe R = (5V - 2.6V) / 0.01A = 240 Ω. Calcolare sempre per il caso peggiore (V_Fminima) per evitare di superare il limite di corrente._FD: Perché la polarizzazione inversa è così pericolosa per questo LED?
3. R: Applicare una tensione inversa (anche i 5V utilizzati per il test I
   ) può causare elettromigrazione di atomi metallici all'interno della giunzione semiconduttrice, portando a un aumento della dispersione o a un cortocircuito permanente. La scheda tecnica vieta esplicitamente il funzionamento continuo in inversa._RD: Come posso ottenere diversi livelli di luminosità?
4. R: La luminosità è controllata principalmente dalla corrente diretta (I
   ). L'uso del PWM (Pulse Width Modulation) su un driver a corrente costante è il metodo più efficace per la regolazione, poiché mantiene la coerenza del colore a differenza della riduzione analogica di tensione/corrente._F11. Esempio di Caso d'Uso Pratico

Scenario: Progettazione di un semplice timer di conteggio a 4 cifre per un dispositivo di laboratorio.

Selezione dei Componenti:

1. Vengono selezionati quattro display LSHD-5601 per la loro chiarezza e dimensione.Progettazione del Circuito:
2. Viene scelto un microcontrollore con un numero sufficiente di pin I/O. Il progetto utilizza una configurazione ad anodo comune, quindi i pin di porta del microcontrollore si collegano ai catodi dei segmenti (attraverso resistori di limitazione). I pin di anodo comune di ogni cifra sono collegati a un transistor PNP (o un MOSFET a canale N) controllato da un pin separato del microcontrollore per il multiplexing.Calcolo della Corrente:
3. Per un progetto multiplexato con 4 cifre (duty cycle 1/4), per ottenere una corrente media del segmento di 10mA, la corrente di picco durante il suo slot temporale attivo sarebbe di 40mA. Questo è entro il valore nominale di picco di 60mA. I resistori sono calcolati di conseguenza: R = (Valimentazione_{- V}F_max_{- V}CE_sat_{) / I}picco_Binning:.
4. Tutti e quattro i display vengono ordinati specificando lo stesso codice di bin di intensità luminosa per garantire una luminosità uniforme sul timer.Software:
5. Il firmware del microcontrollore cicla attraverso ogni cifra, accendendo il transistor corrispondente e illuminando i segmenti richiesti per quella cifra con la temporizzazione calcolata per ottenere il duty cycle desiderato ed evitare lo sfarfallio.12. Introduzione al Principio di Funzionamento

Il LSHD-5601 si basa sulla tecnologia

Light Emitting Diode (LED). Quando una tensione diretta che supera la soglia di accensione del diodo (circa 2.1-2.6V per questi LED verdi) viene applicata a un segmento, elettroni e lacune si ricombinano nella regione semiconduttrice attiva (la giunzione p-n realizzata con materiali GaP o AlInGaP). Questo processo di ricombinazione rilascia energia sotto forma di fotoni (luce). La specifica composizione del materiale semiconduttore determina la lunghezza d'onda (colore) della luce emessa - in questo caso, verde (~569 nm). I sette segmenti (A-G) e il punto decimale (DP) sono singoli chip LED disposti spazialmente per formare un carattere numerico. Collegarli elettricamente in una configurazione ad anodo comune consente un controllo efficiente tramite un microcontrollore.13. Tendenze Tecnologiche e Contesto

Sebbene display LED a sette segmenti discreti come il LSHD-5601 rimangano vitali per applicazioni specifiche che richiedono visualizzazioni numeriche semplici, affidabili e altamente visibili, sono evidenti tendenze più ampie del settore:

Integrazione:

• C'è una tendenza verso moduli multi-cifra integrati o display a matrice di punti controllati tramite interfacce seriali (I2C, SPI), riducendo il numero di I/O del microcontrollore e dei componenti di pilotaggio.Materiali Avanzati:
• L'uso di AlInGaP (Fosfuro di Alluminio Indio Gallio) per LED verdi e rossi, come menzionato in questa scheda tecnica, rappresenta un progresso rispetto alla vecchia tecnologia GaP, offrendo maggiore efficienza e luminosità.Cambiamento Applicativo:
• Per informazioni alfanumeriche o grafiche complesse, LCD, OLED e TFT sono più comuni. Tuttavia, i display a segmenti LED mantengono forti vantaggi in ambienti che richiedono alta luminosità, ampio intervallo di temperatura operativa, lunga durata e semplicità - garantendo la loro continua rilevanza nei mercati industriale, degli elettrodomestici e della strumentazione.Packaging:
• Il package privo di piombo e conforme RoHS del LSHD-5601 riflette la tendenza normativa ambientale globale che interessa tutti i componenti elettronici.The lead-free, RoHS-compliant package of the LSHD-5601 reflects the global environmental regulatory trend affecting all electronic components.