Ficha Técnica do Display LED LTP-3862JR - Altura do Dígito 0,3 Polegadas - AlInGaP Super Vermelho - Tensão Direta 2,6V - Dissipação de Potência 70mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTP-3862JR é um módulo de display alfanumérico de alto desempenho e dois dígitos, projetado para aplicações que requerem representação clara de caracteres. A sua função principal é exibir caracteres alfanuméricos (letras e números) utilizando uma configuração de 17 segmentos por dígito, oferecendo maior flexibilidade do que os displays de 7 segmentos padrão. O dispositivo utiliza chips de LED AS-AlInGaP (Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio) SUPER VERMELHO, que são crescidos epitaxialmente num substrato de GaAs. Esta tecnologia é conhecida pela sua alta eficiência e excelentes propriedades luminosas. O design visual apresenta uma face preta com segmentos brancos, o que melhora significativamente o contraste e a legibilidade sob várias condições de iluminação. O display é categorizado quanto à intensidade luminosa, garantindo consistência no brilho entre lotes de produção.

1.1 Vantagens Principais e Mercado-Alvo

As principais vantagens deste display derivam do seu design e da tecnologia de semicondutor. Os segmentos uniformes e contínuos criam uma aparência de carácter suave e apelativa, sem lacunas ou descontinuidades visíveis. Opera com requisitos de baixa potência, tornando-o adequado para dispositivos alimentados por bateria ou com consciência energética. A combinação de alto brilho e alto contraste garante legibilidade mesmo em ambientes muito iluminados. Um amplo ângulo de visão permite que a informação exibida seja lida a partir de várias posições relativas à superfície do display. A fiabilidade de estado sólido da tecnologia LED oferece uma longa vida operacional e resistência a choques e vibrações, comparativamente a outros tipos de display como fluorescente a vácuo ou incandescente.

Este produto é tipicamente direcionado para mercados e aplicações onde leituras alfanuméricas compactas, fiáveis e claras são essenciais. Aplicações comuns incluem painéis de instrumentação industrial, equipamentos de teste e medição, dispositivos médicos, terminais de ponto de venda, displays para tablier automóvel (para informação auxiliar) e vários eletrónicos de consumo onde dados de estado ou numéricos precisam de ser apresentados.

2. Análise Profunda das Especificações Técnicas

Esta secção fornece uma análise objetiva e detalhada dos principais parâmetros técnicos especificados na ficha técnica.

2.1 Características Fotométricas e Óticas

O desempenho ótico é central para a funcionalidade do display. AIntensidade Luminosa Média por Segmentoé especificada com um mínimo de 200 µcd, um valor típico de 600 µcd, e sem máximo listado, quando alimentada por uma corrente direta (I_F) de 1mA. Este parâmetro define o brilho percebido de cada segmento individual. ATaxa de Correspondência de Intensidade Luminosaé especificada como 2:1 no máximo. Este é um parâmetro crítico para a uniformidade do display; significa que o brilho do segmento mais fraco não será inferior a metade do brilho do segmento mais brilhante nas mesmas condições, garantindo um aspeto consistente em todos os segmentos de um carácter.

As características de cor são definidas por parâmetros de comprimento de onda, medidos a I_F=20mA. OComprimento de Onda de Emissão de Pico (λ_p)é de 639 nm, que está na região vermelha do espectro visível. OComprimento de Onda Dominante (λ_d)é de 631 nm. A diferença entre o comprimento de onda de pico e o dominante está relacionada com a forma do espectro de emissão. ALargura a Meia Altura Espectral (Δλ)é de 20 nm, indicando a pureza espectral ou a dispersão dos comprimentos de onda da luz emitida em torno do pico.

2.2 Parâmetros Elétricos

As especificações elétricas definem os limites e condições de operação do dispositivo. ATensão Direta por Segmento (V_F)varia de 2,0V a 2,6V a uma corrente de teste de 20mA. Os projetistas devem garantir que o circuito de acionamento pode fornecer tensão suficiente para superar isto, tipicamente usando uma resistência limitadora de corrente ou um driver de corrente constante. ACorrente Reversa por Segmento (I_R)é no máximo 100 µA a uma tensão reversa (V_R) de 5V, indicando o nível de fuga quando o LED está polarizado inversamente.

OsRatings Absolutos Máximosdefinem os limites para operação segura. ACorrente Direta Contínua por Segmentoé de 25 mA a 25°C, com um fator de derating de 0,33 mA/°C acima dessa temperatura. Isto significa que a corrente contínua máxima permitida diminui à medida que a temperatura ambiente aumenta, para evitar sobreaquecimento. ACorrente Direta de Picoé de 90 mA, mas apenas sob condições de pulso específicas: um ciclo de trabalho de 1/10 e uma largura de pulso de 0,1ms. Isto permite esquemas de multiplexagem onde uma corrente instantânea mais alta pode ser usada para alcançar um brilho percebido, mantendo baixa a dissipação média de potência. ADissipação de Potência por Segmentoestá limitada a 70 mW.

2.3 Especificações Térmicas e Ambientais

O dispositivo está classificado para umaGama de Temperatura de Operaçãode -35°C a +105°C e uma idênticaGama de Temperatura de Armazenamento. Esta ampla gama torna-o adequado para aplicações em ambientes severos, tanto industriais como automóveis. O derating da corrente direta com a temperatura, como mencionado, é uma consideração direta de gestão térmica. A ficha técnica também especifica condições de soldadura: o dispositivo pode suportar 260°C durante 3 segundos a uma distância de 1/16 de polegada (aproximadamente 1,59 mm) abaixo do plano de assentamento, o que é uma diretriz típica para perfis de soldadura por refluxo.

3. Informação Mecânica e de Embalagem

O LTP-3862JR vem numa embalagem padrão de display LED. A ficha técnica inclui um desenho dimensionado detalhado (dimensões da embalagem). As características mecânicas principais incluem a pegada geral, a altura da embalagem, o espaçamento entre os dois dígitos e a localização precisa e o diâmetro dos furos ou pinos de montagem. O desenho especifica que todas as dimensões estão em milímetros, com tolerâncias padrão de ±0,25mm salvo indicação em contrário. Esta informação é crucial para os projetistas de layout de PCB (Placa de Circuito Impresso) garantirem que a pegada física na placa corresponde ao display e que há espaço livre adequado em torno do componente.

3.1 Configuração de Pinos e Circuito Interno

O dispositivo tem um total de 20 pinos. Está configurado como um tipoMultiplexado de Ânodo Comum. Isto significa que os ânodos dos LEDs para cada dígito estão ligados internamente. O ânodo comum do Dígito 1 está no Pino 4, e o ânodo comum do Dígito 2 está no Pino 10. Os cátodos de cada segmento individual (de A a U, mais DP para o ponto decimal) são trazidos para pinos separados. Esta arquitetura multiplexada permite controlar dois dígitos com menos linhas de driver do que se cada segmento fosse endereçável independentemente. Um diagrama de circuito interno mostraria tipicamente estas ligações de ânodo comum para cada dígito e como os cátodos dos segmentos estão organizados. A tabela de ligação de pinos é essencial para ligar corretamente o display a um microcontrolador ou IC driver.

4. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica referencia curvas típicas de características elétricas/óticas. Embora os gráficos específicos não sejam detalhados no texto fornecido, as curvas padrão para tais dispositivos incluiriam:

• Corrente Direta vs. Tensão Direta (Curva I-V): Este gráfico mostra a relação não linear entre a tensão no LED e a corrente que o atravessa. Ajuda os projetistas a selecionar o valor apropriado da resistência limitadora de corrente para uma dada tensão de alimentação.
• Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta: Esta curva mostra como a saída de luz aumenta com o aumento da corrente de acionamento. É tipicamente linear numa gama, mas pode saturar a correntes muito altas.
• Intensidade Luminosa vs. Temperatura Ambiente: Este gráfico demonstra como a saída de luz diminui à medida que a temperatura de junção do LED aumenta. Compreender este derating é vital para aplicações que operam a altas temperaturas ambientes.
• Distribuição Espectral: Um gráfico de intensidade relativa versus comprimento de onda, mostrando a forma do espectro da luz emitida, centrado em torno do comprimento de onda de pico de 639 nm.

Estas curvas fornecem aos projetistas uma compreensão mais matizada do comportamento do dispositivo em condições não padrão ou variáveis, para além dos dados de ponto único nas tabelas.

5. Diretrizes de Aplicação e Considerações de Projeto

5.1 Projeto do Circuito de Acionamento

Para operar este display multiplexado de ânodo comum, é necessário um circuito driver. Isto envolve tipicamente o uso de um microcontrolador com pinos de I/O suficientes ou um IC driver de LED dedicado. Os ânodos comuns (Pinos 4 e 10) seriam ligados ao microcontrolador via transístores de fornecimento de corrente ou diretamente se os pinos do MCU puderem fornecer corrente suficiente. Os cátodos dos segmentos (Pinos 1-3, 5-9, 11-13, 15-20) seriam ligados a drivers de sumidouro de corrente (como um array de transístores ou IC driver). A multiplexagem é alcançada ligando sequencialmente o ânodo comum de um dígito de cada vez, enquanto se apresenta o padrão de segmentos para esse dígito nas linhas de cátodo. Este ciclo deve acontecer suficientemente rápido (tipicamente >60 Hz) para evitar cintilação visível. O rating de corrente de pico permite o uso de correntes instantâneas mais altas durante o breve tempo de ligação de cada dígito para alcançar um brilho médio percebido mais elevado.

5.2 Gestão Térmica e de Soldadura

Embora os LEDs sejam eficientes, a potência dissipada (até 70mW por segmento) pode levar a aquecimento, especialmente quando vários segmentos estão acesos simultaneamente. Pode ser considerada uma área de cobre adequada na PCB ou vias térmicas para os pinos de ânodo comum funcionarem como dissipador de calor. A adesão estrita ao perfil de soldadura (260°C durante 3 segundos) é necessária para evitar danos na epóxi interna, nas ligações por fio ou no próprio chip semicondutor durante a montagem.

5.3 Integração Ótica

O design de face preta/segmentos brancos oferece alto contraste. Para maior realce em luz ambiente brilhante, pode ser usado um filtro de contraste ou uma janela de cobertura escurecida. O amplo ângulo de visão elimina a necessidade de alinhamento preciso do observador com a normal do display. Os projetistas devem considerar a distância de visualização pretendida e os níveis de luz ambiente ao selecionar as correntes de acionamento para garantir legibilidade ótima sem consumo de energia desnecessário.

6. Comparação e Diferenciação Técnica

Os principais diferenciadores do LTP-3862JR são o uso da tecnologiaAlInGaP Super Vermelhoe a sua arquitetura de17 segmentos. Comparativamente a tecnologias mais antigas como LEDs padrão de GaAsP ou GaP, o AlInGaP oferece uma eficiência luminosa significativamente maior, resultando em displays mais brilhantes à mesma corrente ou menor consumo de energia para o mesmo brilho. O formato de 17 segmentos, comparado a um display de 7 segmentos padrão, permite a representação legível de todo o alfabeto (alfanumérico) em vez de apenas numerais e algumas letras, expandindo grandemente o seu âmbito de aplicação. A categorização para intensidade luminosa é outro ponto-chave, fornecendo um nível de consistência de brilho que é importante para displays multi-dígitos, onde um brilho desigual seria visualmente perturbador.

7. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

P: O que significa uma Taxa de Correspondência de Intensidade Luminosa de 2:1 para o meu projeto?

R: Garante uniformidade visual. No pior caso, um segmento não será mais fraco do que metade do brilho de outro segmento acionado de forma idêntica. Isto evita que alguns caracteres ou partes de caracteres apareçam visivelmente mais fracos do que outros.

P: Posso acionar este display diretamente com um microcontrolador de 5V?

R: Não diretamente para os segmentos. A tensão direta é de 2,0-2,6V. Ligar um pino de MCU de 5V diretamente a um cátodo de segmento (através de uma resistência) aplicaria ~5V de polarização inversa ao LED quando o pino do MCU estiver em nível alto, o que excede o rating de tensão reversa de 8V e pode danificar o LED. Deve usar circuitos de acionamento apropriados (transístores ou ICs driver) para fazer a interface entre os níveis lógicos do MCU e os requisitos de corrente do LED.

P: Como calculo o valor da resistência limitadora de corrente?

R: Use a Lei de Ohm: R = (V_{alimentação}- V_F) / I_F. Para uma alimentação de 5V, uma V_Ftípica de 2,3V, e uma I_Fdesejada de 20mA: R = (5 - 2,3) / 0,02 = 135 ohms. Use o próximo valor padrão (ex., 150 ohms) que dá uma corrente ligeiramente mais baixa, bem dentro da área de operação segura.

P: Qual é o propósito do rating de corrente direta de pico?

R: Permite a multiplexagem. Numa configuração multiplexada, cada dígito está ligado apenas uma fração do tempo (ex., ciclo de trabalho de 1/2 para dois dígitos). Para alcançar um brilho médio desejado, pode usar uma corrente instantânea mais alta durante o seu curto tempo de ligação. O rating de pico de 90mA (a pulso de 0,1ms, ciclo de 1/10) permite isto. A corrente média deve ainda respeitar o rating de corrente contínua quando calculada ao longo do tempo.

8. Exemplo de Aplicação Prática

Cenário: Projetar um contador simples de dois dígitos com interface de microcontrolador.

Um caso de projeto envolveria um microcontrolador de 8 bits (ex., um ATmega328P). Dois dos seus pinos de I/O seriam configurados como saídas para acionar os ânodos comuns (Dígito 1 e Dígito 2) via pequenos transístores NPN (ex., 2N3904) para fornecer a corrente necessária para todos os segmentos acesos num dígito. Outros oito pinos de I/O seriam usados para acionar os cátodos dos segmentos através de um IC driver de sumidouro de corrente como um array Darlington ULN2003A, que pode lidar com as correntes combinadas dos segmentos. O firmware manteria uma variável de contador. Separaria os dígitos das dezenas e unidades, converteria cada um para um padrão de 17 segmentos (usando uma tabela de pesquisa), e depois alternadamente ativaria o transístor para o Dígito 1 enquanto enviava o padrão do dígito das unidades, depois ativaria o Dígito 2 enquanto enviava o padrão do dígito das dezenas, num ciclo contínuo com um pequeno atraso. As resistências limitadoras de corrente seriam colocadas no lado do ânodo comum (mais simples, uma resistência por dígito) ou no lado do cátodo do segmento (controlo mais preciso por segmento, mais resistências).

9. Introdução ao Princípio de Operação

O princípio de operação fundamental baseia-se na eletroluminescência numa junção p-n de semicondutor. O material semicondutor AlInGaP tem uma energia de bandgap específica. Quando uma tensão direta que excede o limiar da junção (a tensão direta V_F) é aplicada, eletrões da região tipo-n e lacunas da região tipo-p são injetados através da junção. Quando estes portadores de carga se recombinam, libertam energia. Num semicondutor de bandgap direta como o AlInGaP, esta energia é libertada principalmente como fotões (luz). O comprimento de onda (cor) da luz emitida é determinado pela energia de bandgap do material. O layout de 17 segmentos é um arranjo geométrico de chips individuais de LED ou regiões de chip dentro da embalagem, cada uma correspondendo a um segmento do carácter. As ligações elétricas são feitas via ligações por fio aos contactos de ânodo e cátodo, que são encaminhados para os pinos externos da embalagem.

10. Tendências Tecnológicas

A tecnologia de display está em evolução contínua. Embora a tecnologia AlInGaP nesta ficha técnica represente uma solução de alto desempenho para cores vermelhas/laranjas/amarelas, tendências mais amplas incluem a adoção de materiais e estruturas ainda mais eficientes. Para displays a cores completas ou brancos, LEDs baseados em InGaN (Nitreto de Índio e Gálio) azuis e verdes são dominantes. Existe uma constante busca por maior eficácia luminosa (mais lúmens por watt), permitindo displays mais brilhantes ou menor consumo de energia. A miniaturização é outra tendência, com embalagens à escala de chip e tamanhos de chip menores permitindo displays com maior resolução ou a mesma resolução numa pegada menor. Além disso, soluções integradas estão a tornar-se mais comuns, onde o circuito driver do LED, o microcontrolador e, por vezes, até o próprio display são combinados num único módulo ou display inteligente, simplificando o processo de design para os fabricantes de produtos finais. As vantagens principais de fiabilidade de estado sólido, baixa potência e amplo ângulo de visão permanecem fundamentais e são melhoradas por estes avanços em materiais e integração.