Scheda Tecnica Display LED LTS-5003AJD - Altezza Cifra 0.56 Pollici - Rosso AlInGaP - Tensione Diretta 2.6V - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il LTS-5003AJD è un display alfanumerico a sette segmenti e singola cifra, progettato per applicazioni che richiedono una visualizzazione numerica nitida e luminosa. La sua funzione principale è fornire un output visivo altamente leggibile per dati digitali. Il vantaggio principale di questo dispositivo risiede nell'utilizzo della tecnologia avanzata dei chip LED (diodo a emissione luminosa) in Fosfuro di Alluminio Indio Gallio (AlInGaP). Questo sistema di materiali è noto per produrre luce rossa ad alta efficienza, contribuendo direttamente ai principali benefici del display: alta intensità luminosa, eccellente contrasto e aspetto superiore dei caratteri. Il dispositivo è categorizzato per intensità luminosa, garantendo livelli di luminosità uniformi tra i lotti di produzione. Il suo mercato di riferimento include pannelli di controllo industriali, apparecchiature di test e misura, elettrodomestici e qualsiasi sistema embedded che richieda un indicatore numerico affidabile e a basso consumo.

2. Approfondimento dei Parametri Tecnici

2.1 Caratteristiche Fotometriche e Ottiche

Le prestazioni ottiche sono centrali per la funzionalità del display. In una condizione di test standard con una corrente diretta (IF) di 10mA, l'intensità luminosa media (Iv) varia da un minimo di 320 µcd a un massimo tipico di 700 µcd. Questa alta luminosità è il risultato diretto dell'efficienza del chip AlInGaP. Le caratteristiche cromatiche sono definite da lunghezze d'onda specifiche: la lunghezza d'onda di picco di emissione (λp) è tipicamente di 656 nanometri (nm), mentre la lunghezza d'onda dominante (λd) è di 640 nm, collocandola saldamente nella regione rossa dello spettro visibile. La semilarghezza della linea spettrale (Δλ) è di 22 nm, indicando un'emissione di colore relativamente pura. Un parametro critico per l'uniformità multi-segmento è il rapporto di corrispondenza dell'intensità luminosa, specificato con un massimo di 2:1 tra i segmenti a IF=10mA, garantendo un'illuminazione bilanciata sulla cifra.

2.2 Caratteristiche Elettriche

I parametri elettrici definiscono i limiti operativi e i requisiti di alimentazione. I valori assoluti massimi stabiliscono limiti invalicabili: la corrente diretta continua per segmento è di 25 mA, con un fattore di derating di 0.33 mA/°C sopra i 25°C. La corrente diretta di picco, per funzionamento impulsivo (ciclo di lavoro 1/10, larghezza impulso 0.1ms), può raggiungere i 90 mA. La tensione inversa massima per segmento è di 5V. In condizioni operative normali (IF=20mA), la tensione diretta (VF) per segmento varia tipicamente da 2.1V a 2.6V. La corrente inversa (IR) è al massimo di 100 µA a VR=5V. La dissipazione di potenza per segmento non deve superare i 70 mW.

2.3 Specifiche Termiche e Ambientali

Il dispositivo è classificato per un intervallo di temperatura operativa da -35°C a +85°C, con un identico intervallo di temperatura di stoccaggio. Questo ampio intervallo lo rende adatto a varie condizioni ambientali. La specifica della temperatura di saldatura è cruciale per l'assemblaggio: il dispositivo può resistere a 260°C per 3 secondi in un punto a 1/16 di pollice (circa 1.59 mm) sotto il piano di appoggio, che è un riferimento standard per i processi di saldatura a onda o a rifusione.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

La scheda tecnica indica che il dispositivo è "categorizzato per intensità luminosa". Ciò implica un sistema di binning basato sulla misura dell'emissione luminosa a corrente fissa (probabilmente 10mA). Sebbene codici bin specifici non siano dettagliati in questo documento, un tale sistema garantisce che i clienti ricevano display con livelli di luminosità consistenti e prevedibili. I progettisti possono selezionare bin appropriati per i requisiti di contrasto della loro applicazione, con bin a maggiore intensità tipicamente utilizzati per condizioni di luce ambientale elevata.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

La scheda tecnica fa riferimento alle "Curve Caratteristiche Elettriche/Ottiche Tipiche", essenziali per un lavoro di progettazione dettagliato. Sebbene i grafici specifici non siano forniti nel testo, le curve tipiche per un tale dispositivo includerebbero:Corrente Diretta vs. Tensione Diretta (Curva I-V): Mostra la relazione non lineare tra corrente e tensione, cruciale per progettare il circuito di limitazione della corrente.Intensità Luminosa vs. Corrente Diretta (Curva I-L): Dimostra come l'emissione luminosa aumenti con la corrente, aiutando a ottimizzare il compromesso tra luminosità e consumo energetico.Intensità Luminosa vs. Temperatura Ambiente: Questa curva mostra come l'emissione luminosa diminuisca all'aumentare della temperatura, aspetto vitale per progetti che operano ad alte temperature.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

Il dispositivo presenta un package standard per display a sette segmenti a singola cifra con 10 pin. L'altezza della cifra è di 0.56 pollici (14.22 mm). Il disegno delle dimensioni del package (citato ma non dettagliato nel testo) fornirebbe i dati meccanici critici. Il dispositivo ha una faccia grigia con segmenti bianchi, che migliora il contrasto riducendo la luce ambientale riflessa dalle aree non illuminate. Il collegamento dei pin è chiaramente definito: i pin 3 e 8 sono i catodi comuni, mentre i pin 1, 2, 4, 5, 6, 7, 9 e 10 sono rispettivamente gli anodi per i segmenti E, D, C, Punto Decimale, B, A, F e G. Lo schema del circuito interno conferma una configurazione a catodo comune, dove tutti i catodi dei segmenti LED sono collegati internamente insieme.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

Il rispetto del valore assoluto massimo per la temperatura di saldatura è fondamentale. La specifica di 260°C per 3 secondi, misurata a 1/16 di pollice sotto il piano di appoggio, è progettata per prevenire danni termici ai chip LED e al package in epossidico. Per la saldatura a rifusione, deve essere utilizzato un profilo che rimanga entro questo limite. Dovrebbero essere osservate le precauzioni standard per la manipolazione di dispositivi sensibili alle scariche elettrostatiche (ESD), sebbene non esplicitamente dichiarate, poiché i LED sono generalmente suscettibili all'ESD. Lo stoccaggio dovrebbe avvenire entro l'intervallo specificato da -35°C a +85°C in un ambiente a bassa umidità.

7. Informazioni su Imballaggio e Ordine

Il codice d'ordine principale è LTS-5003AJD. La descrizione "Rt. Hand Decimal" nella tabella dei numeri di parte suggerisce che questa versione includa un punto decimale a destra. I dettagli dell'imballaggio (tubo, vassoio o bobina) e le quantità non sono dettagliati in questo estratto. "Spec No.: DS30-2001-364" e "BNS-OD-FC001/A4" sono numeri di controllo documenti interni.

8. Suggerimenti per l'Applicazione

8.1 Scenari Applicativi Tipici

Questo display è ideale per qualsiasi dispositivo che richieda una singola cifra numerica. Applicazioni comuni includono: multimetri digitali, contatori di frequenza, display per orologi (per secondi o minuti), controlli timer industriali, pannelli di controllo per elettrodomestici (es. forni, microonde) e pannelli indicatori di stato che mostrano un singolo parametro come un numero di canale o un codice di errore.

8.2 Considerazioni di Progettazione

Limitazione di Corrente: Ogni segmento deve essere pilotato con una resistenza di limitazione della corrente. Il valore della resistenza è calcolato utilizzando la formula R = (Vcc - VF) / IF, dove VF è la tensione diretta (utilizzare il massimo di 2.6V per affidabilità), Vcc è la tensione di alimentazione e IF è la corrente diretta desiderata (da non superare i 25 mA in continuo).Circuito di Pilotaggio: Essendo un dispositivo a catodo comune, è meglio pilotato da un microcontrollore o un IC decodificatore in grado di assorbire corrente (portare il catodo comune a basso) e fornire corrente ai singoli anodi dei segmenti. Il multiplexing di più cifre è una tecnica comune, ma questo è un dispositivo a singola cifra.Angolo di Visione: La scheda tecnica dichiara un ampio angolo di visione, il che è vantaggioso per pannelli visualizzati da posizioni fuori asse.

9. Confronto Tecnico

Rispetto a tecnologie più vecchie come i LED rossi standard GaAsP o GaP, la tecnologia AlInGaP nel LTS-5003AJD offre un'efficienza luminosa significativamente maggiore, risultando in una luminosità superiore a parità di corrente di pilotaggio. Rispetto alle alternative contemporanee, i suoi differenziatori chiave sono la specifica altezza cifra di 0.56 pollici, il colore rosso ad alta efficienza e la configurazione a catodo comune. Display con cifre più grandi, colori diversi (es. verde, giallo) o configurazioni ad anodo comune soddisferebbero diverse esigenze progettuali.

10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

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

R: Sono collegati internamente. Avere due pin fornisce una migliore distribuzione della corrente e stabilità meccanica, e consente flessibilità nel layout del PCB.

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. Ad esempio, con un'alimentazione di 5V e un IF target di 20mA, e utilizzando VF(max)=2.6V, il valore della resistenza sarebbe (5V - 2.6V) / 0.02A = 120 Ohm. Verificare sempre la capacità di erogazione di corrente del pin del microcontrollore.

D: Cosa significa quantitativamente "basso requisito di potenza"?

R: In un punto operativo tipico di 10mA per segmento e VF=2.6V, la potenza per segmento è di 26 mW. Illuminando tutti i 7 segmenti (più il punto decimale) si assorbirebbero 80mA totali, consumando circa 208 mW, che è relativamente basso per un display luminoso.

D: Come viene misurata l'intensità luminosa?

R: Come notato, viene misurata con un sensore e un filtro che approssimano la curva di risposta fotopica dell'occhio CIE, garantendo che la misurazione corrisponda alla percezione umana della luminosità.

11. Caso d'Uso Pratico

Si consideri la progettazione di un semplice tachimetro digitale per un motore. Un microcontrollore misura la frequenza degli impulsi da un sensore. Questo valore di frequenza viene convertito in RPM. La singola cifra più significativa degli RPM (es. la cifra delle "migliaia") potrebbe essere visualizzata utilizzando il LTS-5003AJD. Il microcontrollore calcolerebbe quali segmenti (A-G) illuminare per formare quella cifra, quindi porterebbe il catodo comune a basso e imposterebbe i corrispondenti pin anodo ad alto attraverso le resistenze di limitazione della corrente. L'alta luminosità garantisce la leggibilità in un ambiente di officina.

12. Principio di Funzionamento

Il dispositivo opera sul principio dell'elettroluminescenza in una giunzione p-n di un semiconduttore. Quando una tensione diretta che supera la tensione di soglia del diodo viene applicata a un segmento (anodo positivo, catodo negativo), elettroni e lacune si ricombinano nella regione attiva del materiale semiconduttore AlInGaP. Questa ricombinazione rilascia energia sotto forma di fotoni, producendo luce rossa. La specifica composizione della lega AlInGaP determina l'energia del bandgap, che definisce direttamente la lunghezza d'onda (colore) della luce emessa. I sette segmenti sono LED indipendenti disposti in un pattern a otto; selezionando diverse combinazioni di questi segmenti, si possono formare tutte le cifre numeriche da 0 a 9.

13. Tendenze Tecnologiche

Sebbene i display a sette segmenti rimangano una soluzione robusta ed economica per la visualizzazione numerica, la tendenza più ampia nella tecnologia dei display è verso una maggiore integrazione e flessibilità. Moduli multi-cifra con controller integrati (I2C, SPI) stanno diventando più comuni, riducendo il numero di pin del microcontrollore e l'overhead software. Inoltre, display a matrice di punti e OLED offrono capacità alfanumeriche e grafiche in package di dimensioni simili. Tuttavia, per applicazioni che richiedono solo una semplice, luminosa, affidabile ed efficiente cifra numerica, i LED a sette segmenti discreti come il LTS-5003AJD, specialmente quelli che utilizzano materiali ad alta efficienza come l'AlInGaP, continuano a essere una scelta rilevante e ottimale grazie alla loro semplicità, durata ed eccellente contrasto in varie condizioni di illuminazione.