Folha de Dados do Display LED LTP-1457AKY - Altura da Matriz de 1,2 Polegadas (30,42mm) - Âmbar Amarelo AlInGaP - Matriz de Pontos 5x7 - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTP-1457AKY é um módulo de display alfanumérico de um único dígito, projetado para aplicações que requerem saída de caracteres legível e nítida. Seu componente principal é uma configuração de matriz de pontos 5x7, fornecendo a resolução necessária para os conjuntos de caracteres padrão ASCII e EBCDIC. A característica visual definidora é a sua emissão na cor âmbar amarela, alcançada através do uso de chips LED de AlInGaP (Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio). Este material semicondutor é conhecido pela sua alta eficiência e boa visibilidade. A apresentação física apresenta um painel frontal cinza com pontos brancos, oferecendo um fundo de alto contraste para os elementos iluminados, o que melhora a legibilidade sob diversas condições de iluminação.

O dispositivo é projetado para baixo consumo de energia e confiabilidade de estado sólido, tornando-o adequado para integração numa ampla gama de equipamentos eletrónicos. A sua construção de plano único e o amplo ângulo de visão garantem que a informação exibida seja visível a partir de múltiplas perspetivas. Uma característica mecânica fundamental é a sua capacidade de empilhamento horizontal, permitindo que múltiplas unidades sejam colocadas lado a lado para formar displays multi-caracteres sem espaços significativos, o que é essencial para criar mensagens ou leituras numéricas.

2. Análise Detalhada das Especificações Técnicas

2.1 Características Ópticas

O desempenho óptico é central para a funcionalidade do display. A fonte primária são chips LED de AlInGaP cultivados num substrato de GaAs não transparente. O comprimento de onda de pico de emissão típico (λp) é de 595 nm, com um comprimento de onda dominante (λd) de 592 nm, posicionando firmemente a saída no espectro âmbar amarelo. A meia-largura da linha espectral (Δλ) é de 15 nm, indicando uma emissão de cor relativamente pura. A intensidade luminosa média (Iv) por ponto é especificada com um mínimo de 2100 μcd e um valor típico de 3800 μcd sob uma condição de teste de corrente de pico de 80 mA e um ciclo de trabalho de 1/16. A relação de correspondência de intensidade luminosa entre pontos é de no máximo 2:1, garantindo um brilho uniforme em toda a matriz de caracteres.

2.2 Características Elétricas

Os parâmetros elétricos definem os limites e condições de operação para o display. A tensão direta (Vf) para qualquer ponto LED individual varia tipicamente entre 2,05V e 2,6V a uma corrente direta (If) de 20 mA. A corrente reversa (Ir) é limitada a um máximo de 100 μA quando uma tensão reversa (Vr) de 5V é aplicada. Estes parâmetros são críticos para projetar o circuito de acionamento correto, garantindo longevidade e desempenho.

2.3 Ratings Absolutos Máximos

Estes ratings especificam os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente. A dissipação de potência média por ponto não deve exceder 25 mW. A corrente direta de pico por ponto é classificada em 60 mA, mas apenas sob condições pulsadas (ciclo de trabalho de 1/10, largura de pulso de 0,1 ms). A corrente direta média por ponto tem um fator de derating de 0,17 mA/°C a partir de 25°C. A tensão reversa máxima por ponto é de 5V. O dispositivo é classificado para uma faixa de temperatura de operação e armazenamento de -35°C a +85°C. A temperatura de soldagem não deve exceder 260°C por mais de 3 segundos num ponto a 1,6mm abaixo do plano de assento durante a montagem.

3. Informações Mecânicas e de Embalagem

3.1 Dimensões Físicas

O display tem uma altura de matriz de 1,2 polegadas (30,42 mm). As dimensões globais do pacote são fornecidas num desenho detalhado dentro da folha de dados, com todas as medidas em milímetros. As tolerâncias padrão para estas dimensões são de ±0,25 mm, salvo indicação em contrário. O pacote é projetado para facilitar a funcionalidade de empilhamento horizontal mencionada na visão geral.

3.2 Configuração dos Pinos e Circuito Interno

A interface do dispositivo consiste em 14 pinos. A pinagem é a seguinte: Pino 1: Cátodo Linha 5; Pino 2: Cátodo Linha 7; Pino 3: Ânodo Coluna 2; Pino 4: Ânodo Coluna 3; Pino 5: Cátodo Linha 4; Pino 6: Ânodo Coluna 5; Pino 7: Cátodo Linha 6; Pino 8: Cátodo Linha 3; Pino 9: Cátodo Linha 1; Pino 10: Ânodo Coluna 4; Pino 11: Ânodo Coluna 3 (Nota: Função duplicada com o Pino 4, provavelmente um erro na folha de dados ou uma ligação interna específica); Pino 12: Cátodo Linha 4 (Duplicado do Pino 5); Pino 13: Ânodo Coluna 1; Pino 14: Cátodo Linha 2.

O diagrama do circuito interno mostra uma configuração padrão de cátodo comum para a matriz 5x7. As sete linhas de linha (cátodos) e as cinco linhas de coluna (ânodos) intersectam-se nos 35 pontos LED. Para iluminar um ponto específico, o seu cátodo de linha correspondente deve ser acionado em nível baixo (aterrado) enquanto o seu ânodo de coluna é acionado em nível alto (alimentado com corrente através de uma resistência limitadora de corrente). Este arranjo em matriz minimiza o número de pinos de acionamento necessários (12 para uma matriz 5x7 em vez de 35 para pontos individuais).

4. Sugestões de Aplicação e Considerações de Projeto

4.1 Cenários de Aplicação Típicos

Este display é ideal para aplicações que requerem um único carácter alfanumérico altamente visível. Usos comuns incluem indicadores de estado em painéis de controlo industrial, leituras digitais em equipamentos de teste e medição, displays de um único carácter em sistemas embarcados para depuração ou indicação de modo, e como blocos de construção para painéis multi-dígitos em instrumentos como relógios, contadores ou quadros de mensagens simples.

4.2 Considerações de Projeto e Acionamento

Acionar uma matriz 5x7 requer um esquema de multiplexagem. Como apenas uma linha deve estar ativa de cada vez para evitar "ghosting" e consumo excessivo de corrente, é necessário um microcontrolador ou um CI dedicado de acionamento de display para percorrer ciclicamente as sete linhas rapidamente (tipicamente a uma taxa >60 Hz para evitar cintilação). Os dados da coluna para a linha ativa são enviados simultaneamente. A corrente direta média por ponto deve ser calculada com base na corrente de pico e no ciclo de trabalho (1/7 para uma multiplexagem padrão de uma linha de cada vez). Por exemplo, para alcançar uma corrente média de ponto desejada de 10 mA, a corrente de pico durante o seu tempo de linha ativa precisaria ser de 70 mA (10 mA * 7 linhas). Isto deve ser verificado em relação ao rating absoluto máximo para corrente de pico (60 mA a 1/10 de ciclo de trabalho). Portanto, o cálculo cuidadoso do esquema de multiplexagem e das resistências limitadoras de corrente é essencial. A ampla faixa de temperatura de operação permite o uso em ambientes não climatizados.

5. Análise das Curvas de Desempenho

A folha de dados referencia curvas típicas de características elétricas/ópticas. Embora os gráficos específicos não sejam detalhados no texto fornecido, tais curvas geralmente incluem:

• Corrente Direta vs. Tensão Direta (Curva I-V):Esta mostra a relação entre a corrente através de um LED e a tensão nos seus terminais. É não linear, com uma tensão de limiar (cerca de 2V para AlInGaP) após a qual a corrente aumenta rapidamente com pequenos aumentos de tensão. Esta curva é vital para selecionar o valor apropriado da resistência limitadora de corrente num circuito de acionamento de tensão constante.
• Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta:Esta curva demonstra como a saída de luz aumenta com o aumento da corrente. Geralmente é linear numa faixa, mas satura a correntes muito altas. Operar dentro da região linear é importante para o controlo de brilho via modulação por largura de pulso (PWM).
• Intensidade Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Esta mostra a redução da saída de luz à medida que a temperatura de junção do LED aumenta. Para o AlInGaP, a eficiência tipicamente diminui com o aumento da temperatura, o que significa que o display pode parecer mais escuro em ambientes de alta temperatura se não for compensado pela corrente de acionamento.
• Distribuição Espectral:Um gráfico de intensidade relativa versus comprimento de onda, mostrando a concentração da saída de luz em torno do comprimento de onda dominante (592 nm) e a largura do espectro (meia-largura de 15 nm).

Os projetistas devem consultar estas curvas para otimizar as condições de acionamento para brilho, eficiência e longevidade ao longo da faixa de temperatura de operação pretendida.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

O parâmetro crítico para a montagem é a tolerância ao calor da solda. Os terminais podem suportar uma temperatura máxima de 260°C por uma duração máxima de 3 segundos, medida num ponto a 1,6 mm (1/16 de polegada) abaixo do plano de assento do pacote. Esta é uma classificação padrão para processos de soldagem por onda ou reflow. É crucial respeitar este limite para evitar danos às ligações internas por fio ou aos próprios chips LED. Precauções padrão contra ESD (Descarga Eletrostática) devem ser observadas durante a manipulação e montagem, pois os LEDs são sensíveis à eletricidade estática. O armazenamento deve ser dentro da faixa de temperatura especificada de -35°C a +85°C num ambiente de baixa humidade.

7. Comparação e Diferenciação Técnica

Os principais diferenciadores do LTP-1457AKY são o uso da tecnologia AlInGaP e o seu fator de forma mecânico específico. Comparado com as tecnologias LED mais antigas de GaAsP ou GaP, o AlInGaP oferece maior eficiência luminosa, resultando numa saída mais brilhante para a mesma entrada elétrica, e melhor pureza de cor. A cor âmbar amarela é frequentemente escolhida pelo seu alto impacto visual e brilho percebido pelo olho humano. A altura de carácter de 1,2 polegadas é um tamanho específico que pode ser maior do que os displays comuns de 0,56 ou 0,8 polegadas, tornando-o adequado para aplicações onde a distância de visualização é maior ou a visibilidade é primordial. A capacidade de empilhamento horizontal é uma característica prática nem sempre presente em displays semelhantes, simplificando o projeto de matrizes multi-caracteres.

8. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

P: Como posso acionar este display com um microcontrolador?

R: Precisa de pelo menos 12 pinos GPIO (7 para linhas, 5 para colunas). Implemente uma rotina de varrimento que ative uma linha (cátodo em nível baixo) de cada vez, enquanto aplica o padrão para essa linha aos 5 pinos de coluna (ânodo) através de resistências limitadoras de corrente. O varrimento deve ser rápido o suficiente para evitar cintilação (taxa de atualização >60 Hz).

P: Que valor de resistência limitadora de corrente devo usar?

R: Depende da sua tensão de alimentação (Vcc) e da corrente de operação desejada. Use a fórmula: R = (Vcc - Vf) / If. Para uma alimentação de 5V e um Vf típico de 2,3V a 20 mA, R = (5 - 2,3) / 0,02 = 135 Ω. Use o valor padrão mais próximo (ex.: 130 Ω ou 150 Ω). Lembre-se de que isto é para operação constante; para operação multiplexada, a corrente de pico será maior.

P: Posso usar este display ao ar livre?

R: A faixa de temperatura de operação (-35°C a +85°C) é bastante ampla, sugerindo robustez. No entanto, a folha de dados não especifica uma classificação IP (Proteção contra Ingressão) para resistência à água ou poeira. Para uso ao ar livre, o display provavelmente precisaria estar atrás de uma janela protetora ou dentro de um invólucro selado para evitar a entrada de humidade e sujidade, o que poderia danificar a eletrónica ou obscurecer o painel frontal.

P: Por que existem funções de pino duplicadas (ex.: Pino 4 & 11, Pino 5 & 12)?

R: Isto é provavelmente um erro no excerto da tabela de ligação de pinos fornecida. Numa matriz 5x7 padrão, são necessários apenas 12 sinais únicos (5 colunas + 7 linhas). As duplicações podem estar internamente ligadas ao mesmo nó para fornecer opções alternativas de roteamento da PCB ou podem ser um erro de documentação. O diagrama do circuito interno é a fonte autoritativa para a conectividade.

9. Introdução ao Princípio de Funcionamento

O princípio fundamental baseia-se na eletroluminescência de semicondutores. Quando uma tensão direta que excede a tensão de limiar do díodo é aplicada através da junção p-n de AlInGaP, os eletrões e as lacunas recombinam-se na região ativa, libertando energia na forma de fotões. A composição específica das camadas de Alumínio, Índio, Gálio e Fosfeto determina a energia da banda proibida, que está diretamente correlacionada com o comprimento de onda (cor) da luz emitida—neste caso, âmbar amarelo. A matriz 5x7 é uma técnica de endereçamento que reduz o número de linhas de controlo necessárias de 35 (uma por ponto) para 12 (linhas + colunas) ao organizar os LEDs numa grelha. A iluminação é controlada através da ativação seletiva dos pontos de interseção das linhas e colunas alimentadas.

10. Tendências e Contexto Tecnológico

Displays como o LTP-1457AKY representam uma tecnologia madura e confiável para saída alfanumérica de um e poucos dígitos. Embora displays gráficos maiores e OLEDs tenham se tornado prevalentes para informações complexas, os módulos discretos de matriz de pontos LED permanecem altamente relevantes em aplicações industriais, de instrumentação e embarcadas devido à sua simplicidade, robustez, alto brilho, amplos ângulos de visão e excelente longevidade. A transição dos materiais LED mais antigos para o AlInGaP, como visto neste dispositivo, foi uma tendência significativa que melhorou a eficiência e a gama de cores. As tendências atuais em segmentos de display semelhantes podem incluir a integração do circuito de acionamento no próprio módulo (exigindo apenas dados seriais e entradas de energia), o uso de materiais ainda mais eficientes como o InGaN para cores diferentes, e projetos otimizados para processos de montagem automatizados. As vantagens centrais da confiabilidade de estado sólido, baixo consumo e alta visibilidade garantem o uso contínuo desta tecnologia em nichos específicos.