Ficha Técnica do Display de Matriz de Pontos LED LTP-747KF - Altura do Dígito 0,7 Polegadas (17,22mm) - AlInGaP Laranja Amarelado - Tensão Direta 2,6V - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTP-747KF é um módulo de display LED compacto e de alto desempenho com matriz de pontos 5 x 7. A sua função principal é fornecer uma saída clara e legível de caracteres alfanuméricos numa variedade de dispositivos e equipamentos eletrónicos. A filosofia central de projeto foca-se em oferecer excelente desempenho visual com baixo consumo de energia e alta fiabilidade, tornando-o adequado para integração em eletrónica de consumo, painéis de controlo industrial, instrumentação e outras aplicações que necessitem de exibição de estado ou dados.

O posicionamento chave do dispositivo reside no seu equilíbrio entre tamanho, brilho e eficiência. A altura do caractere de 0,7 polegadas (17,22mm) oferece um bom compromisso entre legibilidade e requisitos de espaço na placa. Utilizando a tecnologia avançada de semicondutor AlInGaP (Fosfeto de Gálio, Índio e Alumínio) para os seus chips LED Laranja Amarelado, o display atinge alta intensidade luminosa e excelente pureza de cor diretamente do material do chip, contribuindo para o seu desempenho global e longevidade.

2. Análise Detalhada dos Parâmetros Técnicos

2.1 Características Ópticas

O desempenho óptico é definido por vários parâmetros-chave medidos em condições padrão de teste (T_A=25°C). AIntensidade Luminosa Média (I_V)varia de um mínimo de 630 µcd a um valor típico de 1650 µcd quando acionada com uma corrente de pico (I_P) de 32mA num ciclo de trabalho de 1/16. Este alto brilho garante boa visibilidade mesmo em ambientes moderadamente iluminados.

As características de cor são especificadas pelo comprimento de onda. OComprimento de Onda de Emissão de Pico (λ_p)é tipicamente 611 nm, enquanto oComprimento de Onda Dominante (λ_d)é tipicamente 605 nm, definindo a cor Laranja Amarelada percebida. ALargura a Meia Altura Espectral (Δλ)é tipicamente 17 nm, indicando uma largura de banda espectral relativamente estreita que contribui para a saturação da cor. A intensidade luminosa é medida usando uma combinação de sensor e filtro que se aproxima da curva de resposta fotópica do olho CIE, garantindo que os valores se correlacionem com a perceção visual humana.

2.2 Características Elétricas

Os parâmetros elétricos definem os limites e condições de operação do dispositivo. ATensão Direta por ponto (V_F)varia tipicamente de 2,05V a 2,6V a uma corrente direta (I_F) de 20mA. Este parâmetro é crucial para projetar o circuito limitador de corrente.

ACorrente Reversa por ponto (I_R)tem um valor máximo de 100 µA quando uma tensão reversa (V_R) de 5V é aplicada, indicando a característica de fuga da junção LED. ATaxa de Correspondência de Intensidade Luminosapara LEDs dentro de uma área de luz semelhante é especificada no máximo de 2:1, o que é importante para garantir uma aparência uniforme em todos os segmentos do caractere exibido.

2.3 Valores Máximos Absolutos

Estes valores definem os limites de stress além dos quais pode ocorrer dano permanente. Não são para operação contínua.

• Dissipação de Potência Média por ponto:70 mW
• Corrente Direta de Pico por ponto:60 mA
• Corrente Direta Média por ponto:25 mA (reduzida linearmente a partir de 25°C a 0,33 mA/°C)
• Tensão Reversa por ponto:5 V
• Faixa de Temperatura de Operação:-35°C a +105°C
• Faixa de Temperatura de Armazenamento:-35°C a +105°C

3. Explicação do Sistema de Binning

A ficha técnica indica que o dispositivo écategorizado por intensidade luminosa. Isto implica um processo de binning onde as unidades fabricadas são classificadas (agrupadas em bins) com base na sua saída de luz medida. A faixa de intensidade especificada (Mín: 630 µcd, Típ: 1650 µcd) provavelmente representa a dispersão entre os diferentes bins. Os projetistas podem selecionar um bin específico para garantir a consistência do brilho entre múltiplos displays num produto ou para atender a requisitos específicos de luminosidade, embora a estrutura exata do código de bin não seja detalhada neste documento.

Embora não seja explicitamente mencionado para comprimento de onda ou tensão direta nesta ficha técnica, tal categorização é comum na fabricação de LEDs para agrupar componentes com características ópticas e elétricas muito próximas, sendo crucial para aplicações que exigem uniformidade de cor ou brilho.

4. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica faz referência aCurvas Típicas de Características Elétricas/Ópticas. Embora os gráficos específicos não sejam fornecidos no texto, tais curvas, normalmente incluídas em fichas técnicas completas, são essenciais para o projeto. Elas normalmente ilustrariam:

• Corrente Direta vs. Tensão Direta (Curva I-V):Mostra a relação não linear, ajudando a determinar o ponto de operação e a tensão de acionamento necessária para uma dada corrente.
• Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta:Demonstra como a saída de luz aumenta com a corrente, até um ponto de saturação ou geração excessiva de calor.
• Intensidade Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Mostra a redução da saída de luz à medida que a temperatura da junção aumenta, o que é crítico para o projeto de gestão térmica.
• Distribuição Espectral:Um gráfico de intensidade relativa vs. comprimento de onda, confirmando visualmente os comprimentos de onda de pico e dominante e a largura espectral.

Estas curvas permitem aos engenheiros prever o desempenho em condições não padrão e otimizar o circuito de acionamento e o projeto térmico.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

O LTP-747KF vem numa embalagem padrão de display LED. Notas dimensionais-chave especificam que todas as dimensões estão em milímetros, com uma tolerância geral de ±0,25 mm salvo indicação em contrário. Uma tolerância específica para o desvio da ponta do pino é de ±0,4 mm, o que é importante para o projeto do footprint da PCB e processos de montagem automatizada.

A embalagem apresenta umaface cinza com pontos brancos, o que melhora o contraste e a legibilidade dos caracteres ao reduzir a luz ambiente refletida das áreas inativas. O desenho mecânico (referenciado mas não detalhado no texto) mostraria as dimensões exatas do contorno, plano de assento, espaçamento dos terminais e altura total.

6. Conexão dos Pinos e Circuito Interno

O dispositivo tem uma configuração de 12 pinos. A pinagem é a seguinte: Pino 1: Ânodo Coluna 1, Pino 2: Cátodo Linha 3, Pino 3: Ânodo Coluna 2, Pino 4: Cátodo Linha 5, Pino 5: Cátodo Linha 6, Pino 6: Cátodo Linha 7, Pino 7: Ânodo Coluna 4, Pino 8: Ânodo Coluna 5, Pino 9: Cátodo Linha 4, Pino 10: Ânodo Coluna 3, Pino 11: Cátodo Linha 2, Pino 12: Cátodo Linha 1.

Este arranjo multiplexado (5 colunas de ânodo, 7 linhas de cátodo) é padrão para uma matriz 5x7. Permite controlar 35 LEDs individuais (pontos) com apenas 12 pinos, reduzindo significativamente a complexidade da interligação em comparação com uma abordagem de acionamento direto. O diagrama do circuito interno mostraria cada ponto LED conectado entre uma coluna de ânodo e uma linha de cátodo específicas. Para iluminar um ponto particular, a sua linha de ânodo correspondente deve ser acionada em nível alto (com limitação de corrente) enquanto a sua linha de cátodo é colocada em nível baixo.

7. Diretrizes de Soldagem e Montagem

A ficha técnica fornece condições específicas de soldagem:1/16 de polegada (aproximadamente 1,6mm) abaixo do plano de assento durante 3 segundos a 260°C. Este é um parâmetro crítico para processos de soldagem por onda ou soldagem manual para evitar danos térmicos aos chips LED ou à embalagem plástica. Exceder esta temperatura ou tempo pode levar à delaminação, fissuração do epóxi ou degradação do desempenho do LED.

Também é enfatizado que a temperatura durante a montagem não deve exceder a classificação de temperatura máxima especificada na secção Valores Máximos Absolutos. O manuseamento adequado para evitar descargas eletrostáticas (ESD) também é uma precaução padrão, embora não explicitamente declarada aqui, uma vez que os LEDs são dispositivos semicondutores.

8. Sugestões de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

O LTP-747KF é bem adequado para aplicações que requerem leituras numéricas ou alfanuméricas limitadas, compactas e de baixa potência. Exemplos incluem:

• Equipamento de Teste e Medição:Multímetros digitais, contadores de frequência, fontes de alimentação para exibição de valores.
• Eletrónica de Consumo:Equipamento de áudio (displays de nível de amplificador), eletrodomésticos (temporizador, temperatura).
• Controlos Industriais:Medidores de painel, controladores de processo, displays de temporizador.
• Sistemas Embarcados:Indicadores de estado para protótipos ou placas de desenvolvimento.

8.2 Considerações de Projeto

• Circuito de Acionamento:É necessário um microcontrolador com pinos de I/O suficientes ou um CI driver de LED dedicado com suporte a multiplexação. O driver deve fornecer a corrente de pico correta (ex.: 20-32mA) no ciclo de trabalho especificado (ex.: 1/16) para atingir o brilho nominal sem exceder os limites de corrente média.
• Limitação de Corrente:Resistências em série ou drivers de corrente constante são necessários para cada coluna de ânodo ou para cada LED para definir a corrente direta com precisão e proteger os LEDs.
• Taxa de Atualização:O esquema de multiplexação requer uma frequência de varredura suficientemente alta (tipicamente >100Hz) para evitar cintilação visível.
• Gestão Térmica:Embora a dissipação de potência por ponto seja baixa, o calor coletivo de múltiplos pontos iluminados num ambiente de alta temperatura ambiente deve ser considerado. Ventilação adequada ou dissipadores de calor podem ser necessários para operação contínua de alto brilho.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado com tecnologias mais antigas como LEDs padrão de GaAsP ou GaP, o uso do materialAlInGaPoferece vantagens significativas:Maior eficiência luminosa(mais saída de luz por mA de corrente),melhor estabilidade térmica(menor queda de intensidade com o calor), efiabilidade a longo prazo superior. O design de face cinza/ponto branco proporciona uma relação de contraste mais alta do que embalagens totalmente vermelhas ou verdes, melhorando a legibilidade.

Dentro da categoria de matriz 5x7 de 0,7 polegadas, os diferenciadores-chave para esta peça seriam o seu binning específico de intensidade luminosa, a baixa tensão direta típica do AlInGaP e a ampla faixa de temperatura de operação (-35°C a +105°C), que excede a de muitos displays comuns, tornando-o robusto para ambientes industriais.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas nos Parâmetros Técnicos)

P: Qual é o propósito da especificação de ciclo de trabalho 1/16 para intensidade luminosa?
R: O display usa multiplexação. Cada ponto é ligado apenas por uma fração do tempo (1/16 neste condição de teste). A intensidade luminosa é medida durante o seu breve pulso "ligado" (corrente de pico). O brilho médio percebido é menor. Esta especificação permite aos projetistas calcular a saída de luz média efetiva.

P: Posso acionar este display com uma corrente DC constante em vez de multiplexação?
R: Tecnicamente, sim, mas é altamente ineficiente. Exigiria 35 canais independentes com limitação de corrente em vez de 12 linhas multiplexadas, aumentando muito a complexidade e o custo do circuito. A multiplexação é o método pretendido e ideal.

P: A tensão direta é 2,6V máx. a 20mA. Posso alimentá-lo diretamente a partir de um pino de microcontrolador de 3,3V?
R: Não. Deve sempre usar uma resistência limitadora de corrente em série (ou circuito ativo de corrente constante). Conectá-lo diretamente tentaria drenar corrente excessiva, potencialmente danificando tanto o LED quanto o pino do microcontrolador. O valor da resistência é calculado como R = (V_fonte- V_F) / I_F.

P: O que significa "Embalagem sem Chumbo (conforme RoHS)"?
R: Significa que o dispositivo está em conformidade com a diretiva Restrição de Substâncias Perigosas. Os materiais utilizados na sua construção, incluindo o revestimento de solda nos terminais, não contêm substâncias proibidas como chumbo, mercúrio ou cádmio acima dos limites permitidos, tornando-o adequado para venda em mercados regulamentados.

11. Exemplo de Caso de Projeto e Uso

Caso: Projetando um Display Simples de Temporizador Digital.Um projetista precisa mostrar minutos e segundos (MM:SS) num produto. Dois displays LTP-747KF poderiam ser usados para os minutos e dois para os segundos. Um microcontrolador de baixo custo seria programado para gerir a função de temporização. As suas portas de I/O seriam conectadas às linhas de ânodo e cátodo de todos os quatro displays através de resistências limitadoras de corrente apropriadas. O firmware implementaria o algoritmo de temporização e uma rotina de multiplexação que percorre os quatro displays e os segmentos relevantes de cada dígito a alta velocidade (ex.: 200Hz). A face cinza do display garantiria um bom contraste com o invólucro do produto. O projetista selecionaria um bin de intensidade luminosa apropriado para as condições de luz ambiente esperadas do uso do temporizador.

12. Introdução ao Princípio de Funcionamento

O LTP-747KF opera no princípio fundamental de umDiodo Emissor de Luz (LED)emultiplexação por divisão de tempo. Cada um dos 35 pontos na grade 5x7 é um LED AlInGaP individual. Quando polarizado diretamente (tensão positiva aplicada ao ânodo em relação ao cátodo), elétrons e lacunas se recombinam dentro da região ativa do semicondutor, libertando energia na forma de fótons (luz) num comprimento de onda determinado pela banda proibida do material AlInGaP, resultando em luz laranja-amarelada.

O esquema de multiplexação reduz o número de pinos de controlo necessários. Os ânodos de todos os LEDs numa coluna vertical estão conectados juntos, e os cátodos de todos os LEDs numa linha horizontal estão conectados juntos. Ao ativar sequencialmente uma coluna de ânodo de cada vez enquanto se ativam seletivamente as linhas de cátodo para os pontos que devem ser iluminados nessa coluna, e repetindo este ciclo rapidamente, cria-se a ilusão de um caractere estável e totalmente formado. A persistência da visão do olho humano mistura os pontos individuais que piscam rapidamente numa imagem contínua.

13. Tendências Tecnológicas

Embora displays discretos de matriz de pontos LED como o LTP-747KF permaneçam relevantes para aplicações específicas devido à sua simplicidade, robustez e amplo ângulo de visão, várias tendências são notáveis. Existe uma mudança geral paramódulos de display integradosque incluem o CI driver, o controlador e, por vezes, uma ROM geradora de caracteres, simplificando a interface para o sistema anfitrião (ex.: SPI, I2C).

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