Scheda Tecnica Display LED LTS-360JD - Altezza Cifra 0.36 Pollici - Colore Rosso Iper - Tensione Diretta 2.6V - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

L'LTS-360JD è un modulo display monocifra a sette segmenti ad alte prestazioni, progettato per applicazioni che richiedono letture numeriche nitide e luminose. La sua funzione principale è fornire un carattere digitale altamente leggibile in un fattore di forma compatto. Il vantaggio principale di questo dispositivo risiede nell'utilizzo della tecnologia avanzata dei semiconduttori AlInGaP (Fosfuro di Alluminio Indio Gallio) per i chip LED, specificamente progettata per produrre un colore rosso iper con alta efficienza luminosa. Ciò lo rende adatto a un ampio mercato target, inclusi strumentazione industriale, elettrodomestici, cruscotti automobilistici (display secondari), apparecchiature di test e misura e terminali di punto vendita, dove affidabilità e visibilità sono fondamentali.

2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici

Questa sezione fornisce un'interpretazione dettagliata e obiettiva dei parametri chiave elencati nella scheda tecnica.

2.1 Caratteristiche Fotometriche e Ottiche

Le prestazioni fotometriche sono centrali per la funzionalità del display. LaIntensità Luminosa Media (Iv)è specificata da un minimo di 200 µcd a un massimo di 650 µcd a una corrente di test standard di 1mA. Questo intervallo indica che il dispositivo è categorizzato per la luminosità, consentendo ai progettisti di selezionare unità con emissione uniforme. LaLunghezza d'Onda Dominante (λd)è di 639 nm, e laLunghezza d'Onda di Picco di Emissione (λp)è di 650 nm, entrambe misurate a IF=20mA. Ciò definisce il colore "rosso iper", un rosso profondo e saturo. LaLarghezza a Metà Altezza Spettrale (Δλ)di 20 nm indica uno spettro di emissione relativamente stretto, che contribuisce alla purezza del colore. IlRapporto di Corrispondenza dell'Intensità Luminosamassimo di 2:1 garantisce che la differenza di luminosità tra il segmento più luminoso e quello più debole in una singola unità sia entro un limite accettabile per un aspetto uniforme.

2.2 Parametri Elettrici

Le specifiche elettriche definiscono i limiti e le condizioni operative per un uso affidabile. LaTensione Diretta per Segmento (VF)ha un valore tipico di 2.6V a IF=20mA, con un massimo di 2.6V. Questo è un parametro critico per progettare la rete di resistenze limitatrici di corrente. LaCorrente Diretta Continua per Segmentoè nominalmente di 25 mA massimi a 25°C, con un fattore di derating di 0.33 mA/°C. Ciò significa che la corrente continua ammissibile diminuisce all'aumentare della temperatura ambiente oltre i 25°C per prevenire il surriscaldamento. LaCorrente Diretta di Piccopuò essere impulsata fino a 90 mA in condizioni specifiche (ciclo di lavoro 1/10, larghezza impulso 0.1ms), utile negli schemi di multiplexing per ottenere una luminosità percepita più elevata. LaTensione Inversa (VR)nominale di 5V è relativamente bassa, sottolineando la necessità di un corretto progetto del circuito per evitare polarizzazione inversa accidentale.

2.3 Valori Limite Termici e Assoluti

Questi valori definiscono i confini per un funzionamento sicuro e non devono essere superati. LaDissipazione di Potenza per Segmentoè di 70 mW. L'Intervallo di Temperatura di Funzionamento e Conservazioneè da -35°C a +85°C, indicando robustezza per l'uso in ambienti non climatizzati. La specifica dellaTemperatura di Saldatura(260°C per 3 secondi a 1/16 di pollice sotto il piano di appoggio) è cruciale per guidare il processo di saldatura a rifusione senza danneggiare i chip LED interni o il package in plastica.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

La scheda tecnica indica che il dispositivo ècategorizzato per l'intensità luminosa. Ciò implica un sistema di binning in cui le unità vengono classificate e vendute in base alla loro emissione luminosa misurata in condizioni di test standard (IF=1mA). I bin probabilmente vanno dal minimo di 200 µcd al massimo di 650 µcd. I progettisti che richiedono una luminosità uniforme tra più display in un prodotto dovrebbero specificare o selezionare unità dallo stesso bin di intensità. La scheda tecnica non specifica bin separati per lunghezza d'onda o tensione diretta, suggerendo un controllo di produzione più stretto o una variazione meno critica in quei parametri per questa linea di prodotto.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

Sebbene l'estratto della scheda tecnica fornito menzioni curve caratteristiche tipiche, i grafici specifici non sono inclusi nel testo. Tipicamente, tali curve includerebbero:

• Intensità Luminosa Relativa vs. Corrente Diretta (Curva I-V): Questo grafico mostrerebbe come l'emissione luminosa aumenta con la corrente, tipicamente in modo sub-lineare, evidenziando il calo di efficienza a correnti più elevate.
• Tensione Diretta vs. Corrente Diretta: Illustra la relazione esponenziale I-V del diodo, importante per comprendere i requisiti di tensione a diverse correnti di pilotaggio.
• Intensità Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente: Questa curva è critica, mostra la diminuzione dell'emissione luminosa all'aumentare della temperatura di giunzione. Si collega direttamente alla specifica di derating della corrente.
• Distribuzione Spettrale: Un grafico che mostra l'intensità della luce emessa attraverso le lunghezze d'onda, centrato attorno a 650 nm con la larghezza a metà altezza specificata di 20 nm.

Queste curve sono essenziali per la progettazione avanzata, consentendo agli ingegneri di modellare le prestazioni in condizioni non standard e ottimizzare il circuito di pilotaggio per efficienza e longevità.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

L'LTS-360JD presenta un package standard per display LED. La specifica meccanica chiave è l'altezza della cifra di 0.36 pollici (9.1 mm). Il package ha unafaccia grigia con segmenti bianchi, che migliora il contrasto quando i LED sono spenti e diffonde la luce emessa per un aspetto uniforme dei segmenti quando accesi. Il dispositivo utilizza una configurazione a 10 piedini in fila singola. Un disegno dimensionato dettagliato mostrerebbe tipicamente la larghezza, altezza e profondità complessive, le dimensioni dei segmenti, la spaziatura dei piedini (probabilmente uno standard 0.1" o equivalente metrico) e la posizione del punto decimale destro. Le tolleranze sono indicate come ±0.25 mm salvo diversa specifica.

6. Linee Guida per la Saldatura e il Montaggio

Il rispetto del profilo di saldatura è obbligatorio per garantire l'affidabilità. La condizione specificata è260°C per 3 secondi, misurata in un punto a 1/16 di pollice (circa 1.6 mm) sotto il piano di appoggio del package. Questo è un profilo di rifusione standard senza piombo. I progettisti devono assicurarsi che il profilo del forno a rifusione della loro PCB corrisponda a questo requisito. La saldatura manuale con saldatore dovrebbe essere eseguita rapidamente e con temperatura controllata per evitare surriscaldamenti localizzati. Il dispositivo dovrebbe essere conservato in un ambiente asciutto e antistatico prima dell'uso. Dopo la saldatura, la pulizia dovrebbe utilizzare solventi compatibili con il materiale del package in plastica.

7. Informazioni su Imballaggio e Ordine

Il numero di parte èLTS-360JD. L'imballaggio standard per tali componenti LED discreti è tipicamente su nastro e bobina antistatici per il montaggio automatizzato, o in tubi. La quantità specifica per bobina o tubo sarebbe definita in una specifica di imballaggio separata. La nota "Rt. Hand Decimal" nella tabella descrittiva conferma che il dispositivo include un punto decimale sul lato destro della cifra.

8. Suggerimenti Applicativi

8.1 Scenari Applicativi Tipici

• Multimetri Digitali e Strumenti da Banco: Forniscono letture chiare e luminose dei valori misurati.
• Pannelli di Controllo degli Elettrodomestici: Visualizzano conteggi timer, impostazioni di temperatura o modalità operative su forni, microonde o lavatrici.
• Sistemi di Controllo Industriale: Mostrano setpoint, contatori o codici di errore sulle HMI delle macchine.
• Display per il Dopo Mercato Automobilistico: Utilizzati in strumenti ausiliari (voltmetri, tachimetri) dove è necessaria un'elevata visibilità.
• Dispositivi per il Gioco e Distributori Automatici: Visualizzano punteggi, crediti o numeri di selezione.

8.2 Considerazioni di Progettazione

• Limitazione di Corrente: Sono necessarie resistenze esterne per ogni piedino catodo (o per l'anodo comune) per impostare la corrente diretta desiderata. Calcolare il valore della resistenza usando R = (Valimentazione - VF) / IF.
• Multiplexing: Per controllare più cifre, è comune uno schema di pilotaggio multiplexato. Questo utilizza la corrente di picco nominale. Assicurarsi che la corrente media nel tempo rispetti la corrente continua nominale.
• Angolo di Visione: L'ampio angolo di visione è vantaggioso, ma considerare l'orientamento di montaggio rispetto alla linea di vista dell'utente.
• Protezione ESD: Sebbene non esplicitamente dichiarato, durante il montaggio dovrebbero essere osservate le precauzioni standard di manipolazione ESD per i LED.

9. Confronto e Differenziazione Tecnica

Il principale vantaggio differenziante dell'LTS-360JD è il suo utilizzo diAlInGaP su substrato GaAs non trasparenteper l'emissione rossa iper. Rispetto a tecnologie più vecchie come i LED rossi standard 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, o luminosità equivalente a potenza inferiore. Offre anche una saturazione del colore superiore e una maggiore stabilità nel tempo e con la temperatura. Rispetto ai LED bianchi con filtri, offre un circuito di pilotaggio più semplice (nessun fosforo) e una potenziale durata di vita più lunga. L'altezza della cifra di 0.36 pollici lo posiziona in una categoria di dimensioni medie, più grande dei display a sette segmenti SMD miniaturizzati ma più piccolo delle cifre grandi da pannello, offrendo un buon equilibrio tra visibilità e spazio su scheda.

10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

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

R: No. La tensione diretta tipica è di 2.6V, e un pin di microcontrollore non può erogare in sicurezza 20mA e allo stesso tempo far cadere tensione. È necessario utilizzare una resistenza limitatrice di corrente e probabilmente un transistor o un IC driver per gestire la corrente.

D: Qual è lo scopo di avere due piedini anodo comune (Pin 1 e Pin 6)?

R: I due piedini anodo sono collegati internamente. Questo design fornisce simmetria meccanica, semplifica il routing delle tracce PCB per la connessione di alimentazione comune e può aiutare a distribuire la corrente in modo più uniforme, potenzialmente migliorando l'affidabilità.

D: Come posso ottenere diversi livelli di luminosità?

R: La luminosità può essere controllata variando la corrente diretta (entro i valori limite massimi) o, più comunemente ed efficientemente, utilizzando la Modulazione di Larghezza di Impulso (PWM) sui segnali di pilotaggio. Questo accende e spegne rapidamente il LED, controllando l'emissione luminosa media.

D: Il punto decimale è sempre acceso?

R: No. Il punto decimale è un segmento LED separato con il proprio catodo (Pin 7). È controllato in modo indipendente, proprio come i segmenti A-G.

11. Caso Pratico di Progettazione e Utilizzo

Si consideri la progettazione di un semplice contatore digitale utilizzando un microcontrollore e quattro display LTS-360JD. Il microcontrollore avrebbe un numero insufficiente di pin I/O per pilotare staticamente ogni segmento di ogni cifra (4 cifre * 8 segmenti = 32 linee). Pertanto, viene impiegato un design multiplexato. I quattro piedini anodo comune (uno per cifra) sono collegati a quattro pin del microcontrollore tramite transistor PNP (per erogare la corrente più alta). Tutti i catodi dei segmenti corrispondenti (ad esempio, tutti i segmenti 'A') sono collegati insieme e connessi alla porta del microcontrollore attraverso una rete di resistenze limitatrici di corrente. Il microcontrollore cicla rapidamente abilitando una cifra alla volta mentre invia il pattern dei segmenti per quella cifra. Grazie alla persistenza della visione, tutte le cifre sembrano essere continuamente accese. La corrente di picco per segmento durante il suo breve tempo di accensione può essere più alta (ad es. 60mA) per ottenere una buona luminosità media, mentre la corrente media rimane al di sotto del valore nominale continuo di 25mA.

12. Introduzione al Principio Tecnico

L'LTS-360JD si basa sulla tecnologia dell'illuminazione a stato solido. L'elemento emettitore di luce principale è un chip semiconduttore AlInGaP. Quando viene applicata una tensione diretta che supera la soglia del diodo, elettroni e lacune vengono iniettati nella regione attiva del semiconduttore. La loro ricombinazione rilascia energia sotto forma di fotoni (luce). La composizione specifica di Alluminio, Indio, Gallio e Fosforo nel reticolo cristallino determina l'energia della banda proibita, che detta direttamente la lunghezza d'onda (colore) della luce emessa – in questo caso, rosso iper a ~650 nm. Il substrato GaAs non trasparente assorbe qualsiasi luce emessa verso il basso, migliorando il contrasto riducendo la riflessione interna. La faccia grigia e la maschera dei segmenti bianchi migliorano ulteriormente il contrasto assorbendo la luce ambientale e diffondendo efficientemente la luce rossa emessa verso l'osservatore.

13. Tendenze e Contesto Tecnologico

Sebbene display LED a sette segmenti discreti come l'LTS-360JD rimangano altamente rilevanti per applicazioni specifiche che richiedono semplicità, robustezza e alta visibilità, sono evidenti tendenze più ampie nella tecnologia dei display. C'è un generale spostamento versodisplay LED a matrice di punti integratieOLEDper applicazioni che richiedono output alfanumerici o grafici, poiché offrono maggiore flessibilità. Per display solo numerici,LED a sette segmenti a montaggio superficiale (SMD)stanno diventando più comuni per facilitare il montaggio automatizzato e ridurre lo spessore del prodotto. Tuttavia, display a foro passante come l'LTS-360JD mantengono vantaggi nella prototipazione, riparabilità e applicazioni soggette a vibrazioni elevate o dove le connessioni a foro passante sono considerate meccanicamente più robuste. La tecnologia AlInGaP sottostante continua a essere ottimizzata per efficienza e affidabilità, garantendo che tali dispositivi soddisfino le moderne aspettative di prestazioni e longevità.