Scheda Tecnica Display LED LTS-549AJD - Altezza Cifra 0.52 Pollici - Colore Rosso Iper - Tensione Diretta 2.6V - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il LTS-549AJD è un modulo display numerico a una cifra ad alte prestazioni, progettato per applicazioni che richiedono letture numeriche chiare, luminose e affidabili. La sua funzione principale è rappresentare visivamente una singola cifra decimale (0-9) insieme a un punto decimale. Il dispositivo è progettato per l'integrazione in vari sistemi elettronici dove l'efficienza dello spazio e la leggibilità sono considerazioni chiave.

I principali domini applicativi per questo display includono strumentazione industriale, apparecchiature di test e misura, elettrodomestici, cruscotti automobilistici (display secondari) e terminali di punto vendita. Il suo design privilegia l'affidabilità a lungo termine e prestazioni costanti in condizioni operative standard.

2. Approfondimento Specifiche Tecniche

2.1 Caratteristiche Ottiche

Le prestazioni ottiche sono definite da diversi parametri chiave misurati in condizioni di prova standard (Ta=25°C). LaIntensità Luminosa Media (Iv)ha un valore tipico di 700 µcd quando pilotata a una corrente diretta (IF) di 1mA, con un intervallo specificato da 320 µcd (minimo) in su. Questo parametro è direttamente correlato alla luminosità percepita dei segmenti.

Il colore è definito comeRosso Iper, ottenuto utilizzando materiale semiconduttore AlInGaP (Fosfuro di Alluminio Indio Gallio). LaLunghezza d'Onda di Picco di Emissione (λp)è tipicamente 650 nm, mentre laLunghezza d'Onda Dominante (λd)è specificata a 639 nm (IF=20mA). LaLarghezza a Metà Altezza Spettrale (Δλ)è di 20 nm, indicando la purezza spettrale della luce emessa. UnRapporto di Corrispondenza dell'Intensità Luminosadi 2:1 (massimo) garantisce uniformità nella luminosità tra i diversi segmenti della stessa cifra.

2.2 Caratteristiche Elettriche

I parametri elettrici definiscono i limiti e le condizioni operative del dispositivo. IValori Massimi Assolutinon devono essere superati per evitare danni permanenti. I limiti chiave includono: unaDissipazione di Potenza per Segmentodi 70 mW, unaCorrente Diretta di Picco per Segmentodi 90 mA (in condizioni pulsate: ciclo di lavoro 1/10, larghezza impulso 0.1ms), e unaCorrente Diretta Continua per Segmentodi 25 mA a 25°C, con derating lineare di 0.33 mA/°C sopra i 25°C. La massimaTensione Inversa per Segmentoè di 5 V.

In condizioni operative tipiche (IF=20mA), laTensione Diretta per Segmento (VF)varia da 2.1V a 2.6V. LaCorrente Inversa per Segmento (IR)è al massimo di 100 µA quando viene applicata una tensione inversa (VR) di 5V. Questi valori sono critici per progettare l'appropriata circuiteria di limitazione della corrente.

2.3 Specifiche Termiche e Ambientali

Il dispositivo è classificato per unIntervallo di Temperatura Operativada -35°C a +85°C e unIntervallo di Temperatura di Conservazioneda -35°C a +85°C. Questo ampio intervallo garantisce la funzionalità in varie condizioni ambientali. Per l'assemblaggio, la massimaTemperatura di Saldaturaconsentita è di 260°C per una durata massima di 3 secondi, misurata a 1.6mm sotto il piano di appoggio del componente. Il rispetto di questi limiti termici è cruciale durante il processo di saldatura a rifusione per evitare danni ai chip LED interni e al package.

3. Sistema di Binning e Classificazione

La scheda tecnica del prodotto indica che i dispositivi sonoCategorizzati per Intensità Luminosa. Ciò implica un processo di binning in cui le unità vengono ordinate ed etichettate in base alla loro emissione luminosa misurata (Iv) a una corrente di prova standard (tipicamente 1mA, come da scheda tecnica). Ciò consente ai progettisti di selezionare display con livelli di luminosità coerenti per le loro applicazioni, garantendo uniformità visiva in display multi-cifra o tra prodotti diversi. I codici bin specifici o gli intervalli di intensità per la selezione commerciale sono tipicamente definiti in guide di selezione prodotto separate.

4. Analisi Curve di Prestazione

La scheda tecnica fa riferimento aCurve Tipiche delle Caratteristiche Elettriche/Ottiche. Sebbene i grafici specifici non siano dettagliati nel testo fornito, tali curve illustrano standardmente la relazione tra parametri chiave. Queste includono tipicamente:

• Curva Corrente Diretta (IF) vs. Tensione Diretta (VF):Mostra la relazione esponenziale, cruciale per determinare la tensione di pilotaggio richiesta per una corrente desiderata.
• Curva Intensità Luminosa (Iv) vs. Corrente Diretta (IF):Dimostra come l'emissione luminosa aumenti con la corrente, spesso in una regione approssimativamente lineare prima della saturazione, informando sulla selezione della corrente di pilotaggio per la luminosità target.
• Curva Intensità Luminosa (Iv) vs. Temperatura Ambiente (Ta):Illustra la diminuzione dell'emissione luminosa all'aumentare della temperatura di giunzione, vitale per la gestione termica in applicazioni ad alta temperatura o alta corrente.
• Curva di Distribuzione Spettrale:Un grafico dell'intensità relativa rispetto alla lunghezza d'onda, conferma visivamente le lunghezze d'onda di picco (650 nm) e dominante (639 nm) e la larghezza a metà altezza spettrale.

Queste curve forniscono una guida essenziale per ottimizzare le prestazioni del display nei progetti di circuiti reali, andando oltre i dati puntuali delle tabelle.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

5.1 Dimensioni Fisiche

Il dispositivo presenta un'altezza cifra di 0.52 pollici (13.2 mm), che definisce la dimensione fisica del carattere visualizzato. Le dimensioni del package sono fornite in un disegno dettagliato con tutte le misure in millimetri. Le tolleranze standard per queste dimensioni sono ±0.25 mm (0.01") salvo diversa specifica. La costruzione fisica contribuisce alampio angolo di visionee all'eccellente aspetto dei caratterimenzionati nelle caratteristiche.

5.2 Piedinatura e Circuito Interno

Il display ha una configurazione a 10 pin. Lo schema del circuito interno rivela un'architettura aCatodo Comune. Ciò significa che i catodi (terminali negativi) di tutti i segmenti LED (e del punto decimale) sono collegati internamente e portati a pin comuni (Pin 3 e Pin 8 in questo dispositivo). Ogni anodo di segmento individuale (terminale positivo) ha il proprio pin dedicato. L'assegnazione specifica dei pin è: 1 (Segmento J), 3 (Catodo Comune), 4 (Segmento C), 5 (Punto Decimale), 6 (Segmento B), 8 (Catodo Comune), 9 (Segmento H), 10 (Segmento G). I pin 2 e 7 sono indicati come "Nessun Collegamento" (N.C.). Questa configurazione è ottimale per pilotaggi multiplex in display multi-cifra.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

Come notato nei Valori Massimi Assoluti, il componente può sopportare unatemperatura di saldatura massima di 260°C per un massimo di 3 secondi. Questa è una classificazione standard per processi di saldatura a rifusione senza piombo. Il punto di misura è critico: 1.6mm sotto il piano di appoggio. I progettisti devono assicurarsi che il loro profilo di rifusione non superi questo limite per prevenire crepe del package, delaminazione o danni ai bond dei fili e ai die semiconduttori all'interno. Per la saldatura manuale, dovrebbe essere utilizzato un saldatore a temperatura controllata con tempo di contatto minimo. Durante l'assemblaggio, devono essere sempre seguite le corrette procedure di manipolazione ESD (Scarica Elettrostatica).

7. Suggerimenti Applicativi

7.1 Circuiti Applicativi Tipici

Dato il suo design a catodo comune, il LTS-549AJD è idealmente pilotato da un microcontrollore o un IC driver display dedicato. Un circuito tipico prevede di collegare i pin del catodo comune (3 & 8) a massa (o a un sink di corrente sul driver). Ogni pin anodo di segmento è collegato all'uscita del driver attraverso una resistenza di limitazione della corrente. Il valore della resistenza (R) è calcolato in base alla tensione di alimentazione (Vcc), alla corrente diretta desiderata (IF, es. 20mA per piena luminosità) e alla tensione diretta del LED (VF, usare il max 2.6V per sicurezza): R = (Vcc - VF) / IF. Per un'alimentazione a 5V e una corrente di 20mA, R ≈ (5 - 2.6) / 0.02 = 120 Ω.

7.2 Considerazioni di Progettazione

• Limitazione della Corrente:Utilizzare sempre resistenze di limitazione della corrente esterne. Pilotare i LED direttamente da una sorgente di tensione o da un pin di microcontrollore senza resistenza causerà un flusso di corrente eccessivo, portando a un guasto immediato.
• Multiplexing:Per display multi-cifra, viene utilizzata una tecnica di multiplexing in cui le cifre vengono illuminate una alla volta rapidamente. Il design a catodo comune è perfetto per questo. Il driver mette a massa sequenzialmente il catodo di ogni cifra mentre presenta i dati del segmento per quella cifra sulle linee degli anodi.
• Dissipazione di Potenza:Assicurarsi che la potenza calcolata per segmento (VF * IF) non superi il valore massimo di 70 mW, specialmente in ambienti ad alta temperatura. Considerare di ridurre la corrente diretta se la temperatura ambiente è alta.
• Angolo di Visione:L'ampio angolo di visione è vantaggioso, ma l'orientamento del display nel prodotto finale dovrebbe essere considerato per massimizzare la leggibilità per l'utente finale.

8. Confronto e Differenziazione Tecnica

Il LTS-549AJD utilizza la tecnologiaAlInGaP (Fosfuro di Alluminio Indio Gallio)per la sua emissione rossa. Rispetto a tecnologie più vecchie come il GaAsP (Fosfuro di Gallio Arseniuro), l'AlInGaP offre un'efficienza luminosa significativamente più alta, risultando in una maggiore luminosità a parità di corrente di pilotaggio, e una migliore stabilità termica. La designazione "rosso iper" indica una specifica tonalità di rosso più profonda con una lunghezza d'onda dominante intorno a 639-650 nm, che può offrire proprietà estetiche o funzionali diverse rispetto ai LED rossi standard. L'uso di unsubstrato GaAs non trasparenteaiuta a migliorare il contrasto riducendo la diffusione e la riflessione interna della luce, contribuendo alla caratteristica di "alto contrasto".

9. Domande Frequenti (FAQ)

D: Posso pilotare questo display direttamente da un pin di un microcontrollore a 5V?

R: No. È necessario utilizzare una resistenza di limitazione della corrente in serie con ogni segmento. Un pin di microcontrollore non può erogare in sicurezza 20mA in modo continuo, e senza una resistenza, il LED assorbirebbe corrente eccessiva e verrebbe distrutto.

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 sua massima intensità. La Lunghezza d'Onda Dominante (λd) è la singola lunghezza d'onda della luce monocromatica che corrisponde al colore percepito del LED. Per questo LED rosso, λp è 650 nm (picco fisico), ma l'occhio umano lo percepisce come equivalente a una luce rossa pura di 639 nm.

D: La scheda tecnica mostra due pin di catodo comune (3 e 8). Devo collegarli entrambi?

R: Sì, per prestazioni ottimali e distribuzione uniforme della corrente, si consiglia di collegare entrambi i pin di catodo comune a massa (o al sink di corrente). Ciò garantisce una luminosità uniforme su tutti i segmenti.

D: Come calcolo il valore della resistenza per una luminosità inferiore ai tipici 20mA?

R: Usa la Legge di Ohm con la corrente diretta desiderata (IF). Ad esempio, per 10mA a 5V: R = (5V - 2.6V) / 0.01A = 240 Ω. Fare riferimento alla curva Iv vs. IF (concettuale) per stimare la corrispondente riduzione di luminosità.

10. Principi di Funzionamento

Il LTS-549AJD è un dispositivo a emissione luminosa allo stato solido. Il suo funzionamento si basa sull'elettroluminescenza in una giunzione p-n semiconduttore realizzata con materiali AlInGaP. Quando viene applicata una tensione diretta che supera la soglia della giunzione (circa 2.1V), gli elettroni dalla regione di tipo n e le lacune dalla regione di tipo p vengono iniettati nella regione attiva. Quando questi portatori di carica si ricombinano, rilasciano energia sotto forma di fotoni (luce). La composizione specifica della lega AlInGaP determina l'energia del bandgap, che definisce direttamente la lunghezza d'onda (colore) della luce emessa—in questo caso, nello spettro del rosso iper. La luce viene emessa attraverso la superficie superiore del chip, che fa parte di un segmento a forma di numero, e passa attraverso la faccia grigia con segmenti bianchi per migliorare il contrasto.

11. Tendenze Tecnologiche

Sebbene display LED discreti a una cifra come il LTS-549AJD rimangano rilevanti per applicazioni specifiche che richiedono semplicità, robustezza e leggibilità diretta, la tendenza più ampia nella tecnologia dei display è verso l'integrazione e la miniaturizzazione. Ciò include l'adozione diffusa di display LED a matrice di punti, OLED e LCD che offrono maggiore flessibilità nella visualizzazione di caratteri alfanumerici e grafica. Inoltre, i package LED a montaggio superficiale (SMD) hanno largamente sostituito i tipi a foro passante nell'elettronica di consumo prodotta in serie a causa dei vantaggi dell'assemblaggio automatizzato. Tuttavia, display a foro passante come questo mantengono una posizione forte in applicazioni industriali, automobilistiche e di retrofit dove il montaggio su PCB a foro passante è preferito per resistenza meccanica, riparabilità o compatibilità con design legacy. La tecnologia del materiale AlInGaP sottostante continua ad essere perfezionata per una maggiore efficienza e affidabilità.