Scheda Tecnica Display LED LTC-5689KY - Altezza Cifra 0.56 Pollici - Giallo Ambra - Tensione Diretta 2.6V - Dissipazione 70mW - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il LTC-5689KY è un modulo display LED ad alte prestazioni, a tre cifre e sette segmenti, progettato per applicazioni che richiedono una visualizzazione numerica nitida e luminosa. La sua funzione principale è fornire un output numerico visivo in dispositivi elettronici come strumentazione, pannelli di controllo industriali, apparecchiature di test ed elettrodomestici.

Il vantaggio principale di questo display risiede nell'utilizzo della tecnologia LED AlInGaP (Fosfuro di Alluminio Indio Gallio) per i segmenti. Questo sistema di materiali è rinomato per produrre un'emissione luminosa ad alta efficienza nello spettro giallo/ambra, offrendo una luminosità superiore e un'ottima visibilità. Il dispositivo presenta una facciata nera con segmenti bianchi, che crea un aspetto ad alto contrasto migliorando la leggibilità, specialmente in varie condizioni di illuminazione ambientale. I segmenti continui e uniformi garantiscono un aspetto dei caratteri pulito e professionale.

Il mercato di riferimento include progettisti e ingegneri che lavorano su dispositivi in cui l'efficienza energetica, l'affidabilità e una comunicazione visiva chiara sono fondamentali. La sua intensità luminosa categorizzata e il package senza piombo, conforme alla RoHS, lo rendono adatto per progetti elettronici moderni ed ecologicamente consapevoli.

2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici

2.1 Caratteristiche Fotometriche e Ottiche

Le prestazioni ottiche sono centrali per la funzionalità del display. Ad una corrente di test standard di 1mA, l'intensità luminosa media per segmento ha un valore tipico di 2222 µcd (microcandele), con un valore minimo specificato di 800 µcd. Questo elevato livello di luminosità garantisce che le cifre siano facilmente visibili. La luce emessa è caratterizzata da una lunghezza d'onda di picco (λp) e dominante (λd) di 595 nm, collocandola saldamente nella regione giallo-ambra dello spettro visibile. La semilarghezza della linea spettrale (Δλ) è di 15 nm, indicando un colore relativamente puro con una diffusione minima nelle lunghezze d'onda adiacenti. La corrispondenza dell'intensità luminosa tra i segmenti è specificata con un rapporto di 2:1 o migliore, garantendo una luminosità uniforme su tutto il display per un aspetto coerente.

2.2 Parametri e Valutazioni Elettriche

Comprendere i limiti elettrici è cruciale per un funzionamento affidabile. Le valutazioni massime assolute definiscono i limiti operativi:

• Dissipazione di Potenza per Segmento:Massimo 70 mW.
• Corrente Diretta Continua per Segmento (I_F):Massimo 25 mA.
• Corrente Diretta di Picco per Segmento:Massimo 60 mA, applicabile in condizioni pulsate (1 kHz, ciclo di lavoro 10%).
• Derating della Corrente Diretta:Richiesto sopra i 25°C ad un tasso di 0.33 mA/°C. Questo è critico per la gestione termica.
• Tensione Diretta per Segmento (V_F):Tipicamente 2.6V a I_F= 20 mA, con un massimo di 2.6V. Il minimo è 2.05V.
• Tensione Inversa (V_R):Massimo 5 V. Superare questo valore può danneggiare la giunzione LED.
• Corrente Inversa (I_R):Massimo 100 µA a V_R= 5V.

2.3 Specifiche Termiche e Ambientali

Il dispositivo è valutato per un intervallo di temperatura operativa da -35°C a +105°C, e un identico intervallo di temperatura di conservazione. Questo ampio intervallo lo rende adatto per ambienti ostili. La valutazione della temperatura di saldatura è cruciale per l'assemblaggio: il componente può resistere a 260°C per 3 secondi in un punto a 1/16 di pollice sotto il piano di appoggio. Rispettare questo profilo è essenziale per prevenire danni durante il processo di saldatura a riflusso.

3. Sistema di Binning e Categorizzazione

La scheda tecnica dichiara esplicitamente che il dispositivo è \"Categorizzato per Intensità Luminosa\". Ciò significa che i LED sono testati e suddivisi (binnati) in base alla loro emissione luminosa misurata in condizioni di test standard. Questo processo garantisce che i progettisti ricevano componenti con livelli di luminosità coerenti, il che è vitale per applicazioni in cui vengono utilizzati più display affiancati o dove è richiesta una specifica luminosità minima. Sebbene i codici di binning specifici non siano dettagliati in questo estratto, i valori tipico (2222 µcd) e minimo (800 µcd) forniscono la finestra di prestazione.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

La scheda tecnica fa riferimento alle \"Curve Caratteristiche Elettriche/Ottiche Tipiche\" che sono essenziali per un lavoro di progettazione dettagliato. Sebbene i grafici specifici non siano forniti nel testo, tali curve includono tipicamente:

• Corrente Diretta (I_F) vs. Tensione Diretta (V_F):Mostra la relazione non lineare, aiutando a progettare il circuito di limitazione della corrente.
• Intensità Luminosa (I_V) vs. Corrente Diretta (I_F):Illustra come l'emissione luminosa aumenti con la corrente, aiutando nella calibrazione della luminosità e nei calcoli di efficienza.
• Intensità Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Dimostra il derating dell'emissione luminosa all'aumentare della temperatura, importante per applicazioni ad alta temperatura.
• Distribuzione Spettrale:Un grafico che mostra l'intensità relativa attraverso le lunghezze d'onda, confermando il picco a 595 nm e la semilarghezza di 15 nm.

I progettisti dovrebbero consultare la scheda tecnica completa del produttore per questi grafici per effettuare calcoli precisi per le loro specifiche condizioni operative.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

5.1 Dimensioni Fisiche e Disegno

Il display ha un'altezza della cifra di 0.56 pollici (14.2 mm). Le dimensioni del package sono fornite in un disegno con tutte le unità in millimetri. Le tolleranze chiave sono ±0.25 mm salvo diversa specifica, e la tolleranza di spostamento della punta del pin è +0.4 mm. Queste informazioni sono critiche per progettare l'impronta sul circuito stampato (PCB), garantendo un corretto montaggio e allineamento durante l'assemblaggio.

5.2 Piedinatura e Identificazione della Polarità

Il dispositivo utilizza un package dual in-line (DIP) a 14 pin. È configurato come un displayad anodo comune multiplexato. Ciò significa che gli anodi dei LED per ciascuna cifra sono collegati insieme internamente (comuni), mentre i catodi per ciascun segmento (A-G, DP) sono condivisi tra le cifre. Viene fornita la tabella di connessione dei pin:

• Pin 1-7: Catodi rispettivamente per i segmenti A, B, C, D, E, F, G.
• Pin 8: Catodo comune per i tre punti decimali (DP1, DP2, DP3).
• Pin 9, 10, 11: Anodi comuni rispettivamente per la Cifra 3, Cifra 2 e Cifra 1.
• Pin 12: Anodo comune per i due punti decimali di destra (DP4, DP5).
• Pin 13, 14: Catodi rispettivamente per DP5 e DP4.

Lo schema circuitale interno conferma visivamente questa disposizione multiplexata, mostrando tre gruppi di LED a sette segmenti con i loro anodi collegati alle linee delle cifre e i loro catodi collegati alle linee dei segmenti.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

Essendo un componente through-hole, il metodo di assemblaggio principale è la saldatura a onda o la saldatura manuale. Il parametro critico fornito è il profilo di temperatura massima di saldatura: 260°C per 3 secondi, misurati a 1.6mm (1/16 di pollice) sotto il piano di appoggio. Durante l'assemblaggio, la temperatura del corpo del componente stesso non deve superare la temperatura massima di conservazione di 105°C. Si raccomanda una manipolazione corretta per evitare stress meccanici sui pin e sul package in epossidico. I componenti dovrebbero essere conservati nelle loro originali buste barriera all'umidità in un ambiente controllato fino all'uso.

7. Confezionamento e Informazioni d'Ordine

Il numero di parte è LTC-5689KY. Il suffisso \"KY\" probabilmente denota il colore (Giallo Ambra) e possibilmente altri attributi specifici. Il dispositivo è descritto come un display \"AlInGaP Giallo Ambra Multiplex Anodo Comune Decimale Destro\". Il confezionamento standard per tali componenti DIP è tipicamente in tubi antistatici o vassoi. I progettisti dovrebbero confermare la quantità esatta di confezionamento (es. 50 pezzi per tubo) con il distributore o il produttore.

8. Suggerimenti Applicativi e Considerazioni di Progettazione

8.1 Scenari Applicativi Tipici

• Apparecchiature di Test e Misura:Multimetri digitali, contatori di frequenza, alimentatori.
• Controlli Industriali:Pannellisti per display di temperatura, pressione, velocità o conteggio.
• Elettrodomestici:Forni a microonde, apparecchiature audio, orologi/timer di modelli più vecchi.
• Aftermarket Automobilistico:Quadranti e display dove è necessaria un'alta luminosità.

8.2 Note Critiche di Progettazione

1. Circuito di Pilotaggio:Essendo un display ad anodo comune e multiplexato, richiede un circuito integrato driver o un microcontrollore in grado di assorbire corrente (per pilotare i catodi dei segmenti) e fornire corrente (per pilotare gli anodi delle cifre). Resistenze di limitazione della corrente adeguate sono obbligatorie per ciascuna linea catodica dei segmenti.
2. Multiplexing:Le cifre vengono illuminate una alla volta in rapida successione. La frequenza di refresh deve essere abbastanza alta (tipicamente >60 Hz) per evitare sfarfallio visibile. Il ciclo di lavoro determina la luminosità percepita; la corrente di picco può essere più alta della valutazione in corrente continua secondo la scheda tecnica.
3. Gestione Termica:Rispettare la curva di derating della corrente diretta sopra i 25°C. In applicazioni ad alta temperatura ambiente, ridurre la corrente operativa per rimanere entro i limiti di dissipazione di potenza.
4. Angolo di Visione:L'ampio angolo di visione è vantaggioso, ma il layout del PCB dovrebbe posizionare il display per ottimizzare le linee di vista dell'utente.

9. Confronto e Differenziazione Tecnica

Rispetto ai vecchi LED gialli in GaP (Fosfuro di Gallio) o standard GaAsP (Fosfuro Arseniuro di Gallio), la tecnologia AlInGaP nel LTC-5689KY offre un'efficienza luminosa e una luminosità significativamente maggiori. Ciò si traduce in una migliore visibilità in condizioni di luce intensa o a distanze maggiori a parità di corrente di pilotaggio. Il design a facciata nera/segmenti bianchi fornisce un contrasto più elevato rispetto ai package completamente diffusi. Rispetto ai moderni display a sette segmenti a montaggio superficiale (SMD), questa versione through-hole è più facile da prototipare e può essere preferita per applicazioni che richiedono una maggiore robustezza alle vibrazioni o per riparazioni manuali.

10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

D: Qual è lo scopo della valutazione della corrente diretta di picco (60mA a 1kHz, 10% di duty)?

R: Questa valutazione consente di pilotare il LED in impulsi con una corrente più elevata durante il multiplexing per ottenere una luminosità percepita maggiore. Poiché ogni cifra è accesa solo per una frazione di tempo (es. 1/3 di duty per 3 cifre), la potenza media e la generazione di calore rimangono entro i limiti, mentre l'emissione luminosa istantanea è più brillante.

D: Come calcolo il valore della resistenza di limitazione della corrente?

R: Usa la Legge di Ohm: R = (V_{alimentazione}- V_F) / I_F. Per un'alimentazione di 5V, una V_Ftipica di 2.6V e una I_Fdesiderata di 20mA: R = (5 - 2.6) / 0.02 = 120 Ω. Utilizza sempre la V_Fmassima dalla scheda tecnica per un progetto conservativo per garantire che la corrente non superi i limiti.

D: Posso pilotare questo display senza multiplexing?

R: Sì, ma è inefficiente. Dovresti collegare l'anodo comune di ogni cifra a V_{alimentazione}e controllare ogni catodo di segmento indipendentemente per tutte e tre le cifre contemporaneamente. Ciò richiede molti più pin del microcontrollore o canali driver (7 segmenti x 3 cifre = 21 linee contro 7+3=10 linee per il multiplexing).

11. Esempio Pratico di Progettazione e Utilizzo

Considera la progettazione di un semplice voltmetro a 3 cifre. Un microcontrollore con un convertitore analogico-digitale (ADC) legge una tensione. Il firmware scala questo valore e determina quali segmenti illuminare per ogni cifra (centinaia, decine, unità). Utilizza quindi una routine di multiplexing: imposta il pattern dei segmenti sui pin catodo 1-7 e 8/13/14 per i decimali, quindi abilita l'anodo per la Cifra 1 (pin 11) per alcuni millisecondi. Quindi cambia il pattern dei segmenti per il numero successivo e abilita l'anodo della Cifra 2 (pin 10), e così via, ciclando continuamente. Le resistenze di limitazione della corrente sono poste in serie con ciascuna delle 7 linee catodiche principali dei segmenti (pin 1-7). La luminosità può essere regolata variando il ciclo di lavoro o il valore delle resistenze di limitazione della corrente entro i limiti specificati.

12. Introduzione al Principio Tecnico

Un display a sette segmenti è un assemblaggio di diodi emettitori di luce (LED) disposti in un pattern a forma di otto. Illuminando selettivamente segmenti specifici (etichettati da A a G), è possibile formare qualsiasi cifra numerica da 0 a 9. Il LTC-5689KY contiene tre di tali assemblaggi di cifre in un unico package. Il multiplexing è una tecnica in cui queste cifre condividono lo stesso set di linee di controllo dei segmenti. Solo una cifra è alimentata in ogni istante, ma ciclandole rapidamente, l'occhio umano percepisce tutte le cifre come continuamente accese. Ciò riduce notevolmente il numero di pin di controllo richiesti e il consumo energetico. Il materiale semiconduttore AlInGaP utilizzato emette luce quando gli elettroni si ricombinano con le lacune attraverso il bandgap del materiale, che è progettato per corrispondere a fotoni con una lunghezza d'onda di circa 595 nm (giallo-ambra).

13. Tendenze e Sviluppi del Settore

La tendenza nella tecnologia dei display è fortemente orientata verso i dispositivi a montaggio superficiale (SMD) per l'assemblaggio automatizzato, una maggiore densità e design a profilo più basso. Sebbene display through-hole come il LTC-5689KY rimangano vitali per robustezza, riparabilità e certe applicazioni industriali, i nuovi progetti spesso optano per moduli a sette segmenti SMD o, sempre più spesso, display OLED o LCD a matrice di punti che offrono capacità alfanumeriche e grafiche. Tuttavia, per output puramente numerici dove luminosità estrema, ampio intervallo di temperatura e semplicità sono chiave, i display LED a sette segmenti, specialmente quelli che utilizzano materiali efficienti come l'AlInGaP, continuano ad avere una posizione di mercato stabile. Gli sviluppi si concentrano sull'aumento dell'efficienza (lumen per watt), sul miglioramento dei rapporti di contrasto e sull'offerta di angoli di visione più ampi all'interno di fattori di forma più piccoli.