Scheda Tecnica Display LED LTC-5685TBZ - Altezza Cifra 0.56 Pollici - Colore Blu - Tensione Diretta 3.6V - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il LTC-5685TBZ è un modulo di visualizzazione alfanumerico a sette segmenti e tre cifre che utilizza la tecnologia a diodi emettitori di luce (LED) blu. È progettato per applicazioni che richiedono letture numeriche nitide e luminose. Il dispositivo presenta una facciata nera con diffusori di segmento bianchi, garantendo un alto contrasto per un'ottima leggibilità dei caratteri. La costruzione principale coinvolge strati epitassiali di InGaN (Nitruro di Indio e Gallio) cresciuti su un substrato di zaffiro, una tecnologia standard per la produzione di LED blu. Questo design a stato solido offre vantaggi intrinseci di affidabilità rispetto ad altre tecnologie di visualizzazione.

1.1 Caratteristiche Principali e Identificazione del Dispositivo

Il display offre diversi vantaggi distinti per l'integrazione in sistemi elettronici. La sua altezza cifra di 0.56 pollici (14.22 mm) rappresenta un equilibrio tra visibilità e compattezza, adatto per strumenti da pannello, strumentazione ed elettronica di consumo. Il dispositivo opera con bassi requisiti di potenza, contribuendo a design energeticamente efficienti. Un'elevata luminosità abbinata alla facciata nera garantisce un alto rapporto di contrasto, rendendo i numeri facilmente leggibili anche in condizioni di luce intensa. L'angolo di visione è ampio, permettendo una visione chiara da varie posizioni. I componenti sono classificati (binning) per intensità luminosa, il che significa che i LED sono selezionati e raggruppati per garantire livelli di luminosità uniformi tra i lotti di produzione, aspetto critico affinché display multi-cifra appaiano uniformi. Inoltre, il package è conforme agli standard di produzione senza piombo secondo le direttive RoHS.

Il numero di parte specifico, LTC-5685TBZ, identifica questo dispositivo come avente una configurazione ad anodo comune con punto decimale a destra. Il suffisso "TBZ" denota tipicamente il colore (Blu) e un set specifico di caratteristiche o package.

2. Informazioni Meccaniche e sul Package

Le dimensioni fisiche del display sono critiche per il layout del PCB (Circuito Stampato) e il design dell'alloggiamento. Mentre il disegno dimensionale esatto è riportato nel documento originale, vengono fornite tolleranze chiave e note di assemblaggio. Tutte le dimensioni primarie sono specificate in millimetri con una tolleranza standard di ±0.25 mm salvo diversa indicazione. Per il montaggio su PCB, è consigliato un diametro foro di 1.00 mm per i piedini. Le punte dei piedini hanno una tolleranza di spostamento posizionale di ±0.40 mm, che i progettisti devono considerare nel layout delle piazzole. Sono definiti anche parametri di controllo qualità, limitando materiali estranei, bolle all'interno dell'area del segmento e contaminazione dell'inchiostro superficiale a 10 mils (circa 0.254 mm) ciascuno.

3. Configurazione Elettrica e Piedinatura

3.1 Schema Circuitale Interno

Lo schema interno rivela la struttura elettrica del display. Ogni segmento (da A a G e il punto decimale per ogni cifra) è formato da uno o più chip LED blu. Un componente critico nel circuito è un diodo Zener collegato in parallelo ai chip LED. Questo diodo funge da elemento protettivo, aiutando a limitare picchi di tensione transitori e fornendo un certo grado di protezione contro le scariche elettrostatiche (ESD), in linea con l'elevata soglia ESD specificata. I chip LED sono specificati con una lunghezza d'onda dominante (λd) di 470 nm, posizionando l'emissione nella regione blu dello spettro visibile.

3.2 Assegnazione Collegamenti Piedini

Il dispositivo ha 11 piedini in configurazione a singola fila. La piedinatura è la seguente:
Piedino 1: Catodo per Cifra 1, Segmento A e Punto Decimale
Piedino 2: Catodo per Cifra 2, Segmento B
Piedino 3: Catodo per Cifra 3, Segmento C
Piedino 4: Catodo per Cifra 4, Segmento D
Piedino 5: Catodo per Cifra 1, Segmento E
Piedino 6: Catodo per Cifra 2, Segmento F
Piedino 7: Catodo per Segmento G (comune tra le cifre, ma controllato tramite selezione anodo)
Piedino 8: Anodo Comune per Cifra 4
Piedino 9: Anodo Comune per Cifra 3
Piedino 10: Anodo Comune per Cifra 2
Piedino 11: Anodo Comune per Cifra 1
Questa configurazione ad anodo comune significa che per illuminare un segmento, il suo corrispondente piedino catodo deve essere portato a livello basso (messo a massa) mentre l'anodo della cifra desiderata è portato a livello alto. Il multiplexing è utilizzato per controllare le tre cifre indipendentemente abilitando sequenzialmente l'anodo di ogni cifra mentre si presentano i dati del segmento per quella cifra sulle linee catodo.

4. Valori Limite Assoluti e Limiti Operativi

Questi valori definiscono i limiti di stress oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Non sono destinati al funzionamento normale.
Dissipazione di Potenza:La massima dissipazione di potenza per chip LED è di 70 mW. Superare questo valore può portare a surriscaldamento e rapido degrado.
Corrente Diretta:La corrente diretta continua per segmento è nominalmente di 20 mA a 25°C. Questo valore si riduce linearmente sopra i 25°C ad un tasso di 0.21 mA/°C. Ad esempio, a 85°C, la corrente continua massima sarebbe inferiore. È consentita una corrente diretta di picco di 100 mA in condizioni pulsate (ciclo di lavoro 15%, larghezza impulso 0.1 ms), utile per il multiplexing o per ottenere una luminosità momentanea più elevata.
Intervallo di Temperatura:Il dispositivo può operare ed essere immagazzinato in un intervallo di temperatura da -35°C a +85°C.
Scarica Elettrostatica (ESD):La soglia ESD secondo il modello del corpo umano (HBM) è di 8000 V, indicando una buona protezione intrinseca, ma sono comunque necessarie procedure di manipolazione ESD appropriate.
Saldatura:Il dispositivo può resistere alla saldatura ad onda o a rifusione a condizione che la temperatura sul corpo dell'unità non superi il valore massimo nominale durante l'assemblaggio. Una linea guida specifica è la saldatura per 3 secondi a 260°C, misurata 1/16 di pollice (≈1.59 mm) sotto il piano di appoggio.

5. Caratteristiche Elettriche e Ottiche

Questi parametri sono misurati a una temperatura ambiente (Ta) di 25°C e definiscono le prestazioni tipiche in condizioni operative normali.

5.1 Caratteristiche in Corrente Continua

Intensità Luminosa (I_V):L'intensità luminosa media per segmento varia da 5400 µcd (minimo) a 9000 µcd (tipico) quando pilotata con una corrente diretta (I_F) di 10 mA. Questa è una misura della luminosità percepita dall'occhio umano, misurata con un filtro corrispondente alla curva di risposta fotopica CIE.
Tensione Diretta (V_F):La caduta di tensione su un segmento quando conduce 20 mA è tipicamente di 3.6 V, con un minimo di 3.3 V. Questo parametro è cruciale per progettare l'alimentazione del circuito di pilotaggio e le resistenze di limitazione della corrente.
Corrente Inversa (I_R):Quando viene applicata una tensione inversa (V_R) di 5V, la corrente di dispersione è al massimo di 100 µA. La scheda tecnica nota esplicitamente che questa condizione di tensione inversa è solo per scopi di test e il dispositivo non deve essere operato continuamente in polarizzazione inversa.

5.2 Caratteristiche Spettrali

Lunghezza d'Onda di Picco (λ_p):La lunghezza d'onda alla quale l'intensità di emissione è massima è di 468 nm (a I_F=20mA).
Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d):Questa è la singola lunghezza d'onda che produrrebbe la stessa percezione di colore dell'ampio spettro del LED. Varia da 470 nm a 475 nm.
Larghezza a Mezza Altezza Spettrale (Δλ):Questa è la larghezza dello spettro di emissione a metà della sua intensità massima, tipicamente 15 nm. Una mezza larghezza più stretta indica un colore spettralmente più puro.

5.3 Abbinamento e Classificazione (Binning)

Rapporto di Abbinamento Intensità Luminosa:Per segmenti all'interno di un'"area luminosa simile", il rapporto tra il segmento più luminoso e quello più debole non deve superare 2:1 quando misurato a una bassa corrente di 1 mA. Questa specifica, combinata con il processo di classificazione (binning) in fabbrica, garantisce uniformità visiva tra tutti i segmenti del display.

6. Linee Guida e Precauzioni per l'Applicazione

Questa sezione contiene informazioni critiche per l'integrazione affidabile del display in un prodotto finale.

6.1 Considerazioni di Progettazione e Utilizzo

Uso Previsto:Il display è progettato per l'elettronica commerciale e industriale standard. Non è certificato per applicazioni critiche per la sicurezza (aviazione, supporto vitale medico, ecc.) senza preventiva consultazione e valutazione.
Metodo di Pilotaggio:È fortemente raccomandato il pilotaggio a corrente costante rispetto a quello a tensione costante. Ciò garantisce una luminosità uniforme e protegge i LED dalla fuga termica, poiché la tensione diretta dei LED diminuisce con l'aumentare della temperatura. Il circuito di pilotaggio deve essere progettato per accogliere l'intera gamma di V_F(da 3.3V a 3.6V) per garantire che la corrente di pilotaggio target sia sempre erogata.
Derating della Corrente:La corrente operativa deve essere scelta in base alla massima temperatura ambiente prevista nell'applicazione, considerando il derating specificato nei valori limite assoluti.
Protezione da Tensione Inversa:Il design del circuito deve prevenire attivamente l'applicazione di polarizzazione inversa o grandi transitori di tensione durante le sequenze di accensione/spegnimento, poiché ciò può causare migrazione metallica e portare a un aumento della dispersione o cortocircuiti.
Termico e Ambientale:Evitare rapidi cambiamenti di temperatura in ambienti umidi per prevenire la condensa sul display. Non applicare forza meccanica al corpo del display durante l'assemblaggio.
Consistenza Ottica:Quando si utilizzano più display in un unico assemblaggio, si raccomanda di utilizzare unità dello stesso lotto di produzione per evitare differenze evidenti di tonalità o luminosità.
Test:Se il prodotto finale richiede che il display sia sottoposto a test di caduta o vibrazione, le condizioni specifiche dovrebbero essere condivise per la valutazione, poiché lo stress meccanico può influenzare le connessioni interne.

6.2 Condizioni di Stoccaggio e Manipolazione

Per lo stoccaggio a lungo termine, il prodotto dovrebbe rimanere nella sua confezione originale. L'ambiente di stoccaggio raccomandato è all'interno di un intervallo di temperatura da 5°C a 30°C e un'umidità relativa inferiore al 60%. Lo stoccaggio al di fuori di queste condizioni, in particolare ad alta umidità, può portare all'ossidazione dei terminali del componente (piedini), che potrebbe richiedere una rielaborazione prima dell'uso e può influenzare la saldabilità. Pertanto, si consiglia di gestire l'inventario per evitare stoccaggi prolungati e di consumare i componenti in modo tempestivo.

7. Analisi delle Curve di Prestazione

Sebbene i grafici specifici siano riportati nella scheda tecnica, le curve tipiche per tali LED includerebbero:
Corrente Diretta vs. Tensione Diretta (Curva I-V):Questa curva esponenziale mostra la relazione tra la corrente attraverso il LED e la tensione ai suoi capi. Evidenzia la necessità di limitare la corrente.
Intensità Luminosa vs. Corrente Diretta:Questa curva è generalmente lineare a correnti più basse ma può saturarsi a correnti più elevate a causa degli effetti termici. Aiuta i progettisti a scegliere un punto operativo per la luminosità desiderata rispetto all'efficienza.
Intensità Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Questa mostra la riduzione dell'emissione luminosa all'aumentare della temperatura di giunzione, sottolineando l'importanza della gestione termica.
Distribuzione Spettrale:Un grafico dell'intensità relativa rispetto alla lunghezza d'onda, che mostra il picco a ~468 nm e la mezza larghezza di ~15 nm, confermando le caratteristiche del colore blu.

8. Scenari Applicativi Tipici

Il LTC-5685TBZ è ben adatto a una varietà di applicazioni che richiedono un display numerico chiaro e affidabile. Queste includono:
• Strumenti digitali da pannello per letture di tensione, corrente o temperatura.
• Attrezzature per punti vendita e registratori di cassa.
• Pannelli di controllo industriali e display per timer.
• Apparecchiature di test e misura.
• Elettrodomestici di consumo come forni a microonde, amplificatori audio o sveglie radio.
Il suo colore blu offre un'estetica moderna e può essere più riposante per gli occhi in condizioni di scarsa illuminazione rispetto a display verde o rosso molto luminosi.

9. Considerazioni di Progettazione e Confronto

Quando si seleziona questo display, i progettisti dovrebbero considerare la sua configurazione ad anodo comune, che potrebbe richiedere diversi circuiti integrati di pilotaggio o configurazioni di porte di microcontrollore rispetto ai tipi a catodo comune. La tensione diretta tipica di 3.6V significa che tipicamente viene utilizzata una tensione di alimentazione di almeno 5V per accogliere la caduta sulla resistenza di limitazione della corrente e sul circuito di pilotaggio. Rispetto a tecnologie più vecchie come i display a fluorescenza sotto vuoto (VFD) o display a incandescenza più semplici, questo display LED offre un consumo energetico inferiore, una durata di vita più lunga e una maggiore resistenza agli urti e alle vibrazioni. Rispetto agli LCD, fornisce una luminosità e angoli di visione superiori senza richiedere retroilluminazione, sebbene possa consumare più potenza se molti segmenti sono accesi contemporaneamente.