Ficha Técnica do Display LED Azul de Matriz de Pontos 5x7 LTP-1557TBE - Altura de 1,2 Polegadas - Tensão Direta de 3,6V - Chip LED Azul InGaN - Documentação Técnica em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTP-1557TBE é um módulo de display alfanumérico de estado sólido, projetado para aplicações que requerem saída de caracteres clara e confiável. Sua função principal é representar visualmente dados, tipicamente caracteres codificados em ASCII ou EBCDIC, através de uma grade de diodos emissores de luz (LEDs) individualmente endereçáveis. O mercado principal para este componente inclui painéis de controle industrial, instrumentação, terminais de ponto de venda e vários sistemas embarcados onde é necessária uma solução de display simples, durável e de baixo consumo.

A vantagem central do dispositivo reside no uso de chips de LED azul InGaN (Nitreto de Gálio e Índio). Esta tecnologia de semicondutor proporciona boa eficiência luminosa e uma cor azul distinta. O display apresenta uma face cinza com pontos brancos, o que melhora o contraste e a legibilidade. As características-chave que contribuem para sua utilidade são o baixo requisito de energia, o amplo ângulo de visão devido ao design de plano único, a confiabilidade de estado sólido sem partes móveis e a capacidade de serem empilhados horizontalmente para displays multi-caracteres.

2. Interpretação Objetiva e Detalhada dos Parâmetros Técnicos

2.1 Características Fotométricas e Ópticas

O desempenho óptico é definido sob condições específicas de teste a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C. AIntensidade Luminosa Média (Iv)por chip LED é especificada com um mínimo de 5400 µcd, um valor típico de 13500 µcd, e sem máximo declarado, quando acionado por uma corrente direta (IF) de 10mA. Este parâmetro indica a potência de saída de luz percebida pelo olho humano, medida usando um sensor filtrado para corresponder à curva de resposta fotópica da CIE.

OComprimento de Onda de Emissão de Pico (λp)é tipicamente 468 nm, o que coloca a saída na região azul do espectro visível. ALargura a Meia Altura da Linha Espectral (Δλ)é de 25 nm, indicando a pureza espectral ou a dispersão dos comprimentos de onda emitidos. OComprimento de Onda Dominante (λd)está entre 470 nm e 475 nm, representando a cor percebida da luz. ATaxa de Compatibilidade de Intensidade Luminosapara LEDs dentro da mesma área de display é de no máximo 2:1, garantindo uma uniformidade aceitável no brilho através da matriz.

2.2 Características Elétricas

O parâmetro elétrico chave é aTensão Direta (VF)por chip, que varia de 3,3V (mín.) a 3,6V (máx.) a uma corrente de teste de 20mA. Este é um parâmetro crítico de projeto para selecionar resistores limitadores de corrente ou circuitos de acionamento apropriados. ACorrente Reversa (IR)é especificada como um máximo de 100 µA quando uma tensão reversa (VR) de 5V é aplicada. É crucial notar que esta condição de tensão reversa é apenas para fins de teste; o dispositivo não foi projetado para operação contínua sob polarização reversa.

2.3 Valores Máximos Absolutos e Considerações Térmicas

Estes valores definem os limites de estresse além dos quais danos permanentes podem ocorrer. ACorrente Direta Contínuapor chip é de 20mA a 25°C, reduzindo linearmente em 0,21 mA/°C à medida que a temperatura aumenta. ACorrente Direta de Picoé de 100mA, mas apenas sob condições pulsadas (ciclo de trabalho de 1/10, largura de pulso de 0,1ms). A máximaDissipação de Potênciapor chip é de 70 mW. O dispositivo é classificado para umaFaixa de Temperatura de Operação e Armazenamentode -35°C a +85°C. OLimiar de Descarga Eletrostática (ESD)é de 2000V (Modelo de Corpo Humano), indicando um nível moderado de sensibilidade que requer procedimentos de manuseio adequados.

3. Informações Mecânicas e de Embalagem

3.1 Dimensões e Tolerâncias

O dispositivo tem uma altura de matriz de 1,2 polegadas (30,42 mm). Todas as dimensões da embalagem são fornecidas em milímetros. As tolerâncias gerais são de ±0,25 mm, salvo indicação em contrário. Uma nota específica menciona uma tolerância de deslocamento da ponta do pino de ±0,5 mm, o que é importante para o design da área de contato na PCB e para a montagem automatizada.

3.2 Conexão dos Pinos e Circuito Interno

O display possui uma configuração de 14 pinos. O diagrama do circuito interno revela uma estrutura de matriz multiplexada. Os pinos são atribuídos aos ânodos das linhas 1 a 7 e aos cátodos das colunas 1 a 5. Esta arquitetura de seleção X-Y permite o controle de qualquer ponto único (LED) ativando as linhas de linha (ânodo) e coluna (cátodo) correspondentes, reduzindo significativamente o número de pinos de acionamento necessários em comparação com uma abordagem de acionamento direto.

4. Diretrizes de Soldagem e Montagem

A ficha técnica especifica uma temperatura máxima de soldagem de 260°C por um período máximo de 5 segundos, medida a 1,6mm (1/16 polegada) abaixo do plano de assentamento. Esta é uma restrição típica do perfil de soldagem por refluxo para componentes de orifício passante. A adesão a este limite é necessária para evitar danos aos chips LED ou à embalagem plástica devido ao estresse térmico excessivo.

5. Proteção contra Descarga Eletrostática (ESD)

Dada a classificação de sensibilidade à ESD, protocolos rigorosos de manuseio são recomendados para evitar danos causados por eletricidade estática ou surtos de energia. Estes incluem: usar uma pulseira condutiva ou luvas antiestáticas; garantir que todos os equipamentos, estações de trabalho e racks de armazenamento estejam devidamente aterrados; e empregar um soprador de íons para neutralizar cargas estáticas que possam se acumular na superfície da lente plástica durante o manuseio e armazenamento.

6. Sugestões de Aplicação

6.1 Cenários de Aplicação Típicos

Este display é ideal para aplicações que requerem uma única linha ou alguns caracteres de informação. Usos comuns incluem indicadores de status em máquinas, leituras simples em equipamentos de teste, painéis de display para eletrônicos de consumo básicos e como blocos de construção para placas de mensagens multi-caracteres maiores devido ao seu design empilhável.

6.2 Considerações de Projeto

Circuito de Acionamento:É necessário um microcontrolador ou um CI driver de display dedicado para multiplexar as linhas e colunas. O driver deve fornecer a corrente necessária (tipicamente 10-20mA por segmento) e lidar com a queda de tensão direta (~3,6V). Resistores limitadores de corrente são essenciais para cada linha de linha ou coluna para definir a corrente de operação.
Fonte de Alimentação:A tensão de alimentação deve ser maior que a tensão direta do LED. Uma fonte de 5V é comum, com resistores usados para dissipar a tensão restante.
Ângulo de Visão:O design de plano único e amplo ângulo de visão é benéfico para aplicações onde o display pode ser visualizado a partir de posições descentralizadas.
Ambiental:A faixa de temperatura de operação especificada o torna adequado tanto para ambientes internos quanto para muitos ambientes industriais.

7. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado com tecnologias mais antigas, como displays incandescentes ou de fluorescência a vácuo (VFDs), esta matriz LED oferece consumo de energia significativamente menor, vida útil mais longa e resistência superior a choques e vibrações devido à sua construção de estado sólido. Dentro da categoria de displays LED, o uso de chips azuis InGaN fornece uma opção de cor diferente em comparação com os LEDs vermelhos GaAsP ou GaP mais comuns. O formato 5x7 é um padrão para geração de caracteres alfanuméricos, oferecendo um bom equilíbrio entre resolução e número de pinos. Sua embalagem de orifício passante o diferencia das alternativas de montagem em superfície (SMD), tornando-o mais adequado para prototipagem, projetos de hobby ou aplicações onde a soldagem manual possa estar envolvida.

8. Perguntas Frequentes Baseadas em Parâmetros Técnicos

P: Qual é o propósito da Taxa de Compatibilidade de Intensidade Luminosa de 2:1?
R: Esta taxa garante que o ponto mais brilhante no display não seja mais do que duas vezes mais brilhante que o ponto mais fraco sob as mesmas condições de acionamento. Isto é importante para alcançar uma aparência uniforme em todos os caracteres e segmentos, evitando que alguns pontos pareçam visivelmente mais fracos ou mais brilhantes que outros.

P: Posso acionar este display diretamente com um pino de microcontrolador de 3,3V?
R: Não. A tensão direta típica (3,6V) é maior que 3,3V. Você precisaria de um circuito driver (como um array de transistores) alimentado por uma fonte de tensão mais alta (ex.: 5V) para comutar as linhas/colunas. Os pinos do microcontrolador então controlariam esses transistores drivers.

P: Por que há uma nota especificando que a tensão reversa é apenas para teste?
R: LEDs são diodos e não são projetados para bloquear altas tensões reversas. Aplicar uma polarização reversa contínua acima de um limiar muito baixo (frequentemente apenas alguns volts) pode causar ruptura e danificar o dispositivo. A condição de teste de 5V é usada para medir a corrente de fuga (IR) sob um estresse controlado e não operacional.

P: Como crio um display multi-caracteres?
R: Os displays são "empilháveis horizontalmente". Isso significa que você pode colocar várias unidades lado a lado em uma PCB. Suas pinagens são projetadas para que as linhas de linha e coluna correspondentes de unidades adjacentes possam ser conectadas em paralelo, permitindo que um único circuito driver controle uma sequência de caracteres escaneando todas as suas linhas simultaneamente enquanto envia dados de coluna para cada posição em sequência.

9. Caso Prático de Projeto e Uso

Caso: Projetando uma Leitura Simples de Temperatura.Um projetista precisa mostrar uma temperatura de dois dígitos (ex.: "25") em um controlador embarcado. Eles usariam dois displays LTP-1557TBE. Um microcontrolador seria programado para converter o valor do sensor de temperatura em códigos ASCII para os números '2' e '5'. Esses códigos seriam traduzidos no padrão específico de pontos acesos para cada caractere usando uma tabela de consulta armazenada na memória do microcontrolador. Os pinos de I/O do microcontrolador, provavelmente através de drivers de sumidouro de corrente externos (como arrays ULN2003 para colunas) e drivers de fonte de corrente (como transistores para linhas), multiplexariam os displays. Ele ciclaria rapidamente ativando a Linha 1 de ambos os displays enquanto define os padrões de coluna para aquela linha para cada caractere, depois a Linha 2, e assim por diante até a Linha 7. Isso acontece mais rápido do que o olho humano pode perceber, criando a ilusão de caracteres estáveis. A face cinza e os pontos brancos garantem boa legibilidade na luz ambiente do ambiente pretendido.

10. Introdução ao Princípio de Funcionamento

O princípio fundamental de funcionamento baseia-se na eletroluminescência em uma junção p-n de semicondutor. Quando uma tensão de polarização direta que excede o limiar de ligação do diodo (a tensão direta, VF) é aplicada, elétrons da região tipo-n e lacunas da região tipo-p são injetados na região ativa (a junção). Aqui, eles se recombinam, liberando energia na forma de fótons (luz). O material específico usado — InGaN neste caso — determina a energia da banda proibida e, portanto, o comprimento de onda (cor) da luz emitida, que está no espectro azul. O arranjo de matriz 5x7 é uma implementação prática onde 35 chips de LED individuais (dados) são embalados juntos e interconectados em uma matriz de linhas-colunas para minimizar as conexões externas.

11. Tendências e Desenvolvimentos Tecnológicos

Embora esta matriz LED discreta de orifício passante específica represente uma tecnologia madura e estável, o campo mais amplo da tecnologia de display continua a evoluir. As tendências incluem a migração para embalagens de dispositivo de montagem em superfície (SMD) para montagem automatizada e fatores de forma menores. Há também um movimento em direção a matrizes de maior densidade e displays RGB de cor completa usando técnicas de embalagem avançadas que integram chips vermelho, verde e azul em um único pixel. Além disso, a tecnologia subjacente do chip LED vê uma melhoria contínua em eficiência (mais saída de luz por watt de entrada elétrica) e confiabilidade. No entanto, o formato alfanumérico básico 5x7 permanece relevante para inúmeras aplicações de display simples, econômicas e confiáveis onde alta resolução ou cor não são necessárias.