Ficha Técnica do Display LED LTP-1557AKR - Altura da Matriz de 1,2 Polegadas (30,42mm) - Super Vermelho AlInGaP - Matriz de Pontos 5x7 - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTP-1557AKR é um módulo de display alfanumérico de um dígito, projetado para aplicações que requerem saída de caracteres clara e confiável. Seu componente principal é uma matriz de diodos emissores de luz (LEDs) de 5 colunas por 7 linhas (5x7), fornecendo a resolução padrão para exibir caracteres ASCII e EBCDIC. A área de exibição física possui uma altura de matriz de 1,2 polegadas (30,42 mm), oferecendo boa legibilidade. O dispositivo é construído com um esquema de cores de face cinza e pontos brancos, o que melhora o contraste e a legibilidade sob várias condições de iluminação.

A tecnologia principal por trás da emissão de luz são os chips de LED Super Vermelho AlInGaP (Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio). Estes chips são fabricados sobre um substrato não transparente de Arseneto de Gálio (GaAs). A tecnologia AlInGaP é conhecida por sua alta eficiência e excelente pureza de cor no espectro vermelho-laranja-amarelo, tornando este display adequado para aplicações onde se deseja uma saída vermelha vibrante.

Uma característica operacional fundamental é a sua arquitetura de seleção X-Y. Em vez de endereçar individualmente cada um dos 35 pontos, o display utiliza uma configuração de matriz onde os ânodos são conectados em linhas e os cátodos são conectados em colunas (ou vice-versa). Isto reduz significativamente o número de pinos de acionamento necessários de 35 para 12 (5 linhas + 7 colunas), simplificando o circuito de interface e os requisitos do controlador. O dispositivo também é projetado para ser empilhável horizontalmente, permitindo a criação de displays multi-caracteres ao colocar várias unidades lado a lado.

1.1 Vantagens Principais e Mercado-Alvo

O display oferece várias vantagens distintas para os projetistas de sistemas. Suabaixa exigência de potênciao torna adequado para dispositivos alimentados por bateria ou com consciência energética. Aconfiabilidade de estado sólidodos LEDs, sem partes móveis e com alta resistência a choques e vibrações, garante uma longa vida operacional. Oamplo ângulo de visãoe o designem plano únicofornecem visibilidade consistente de diferentes perspectivas. Além disso, o dispositivo écategorizado por intensidade luminosa, o que significa que as unidades são classificadas e vendidas de acordo com faixas específicas de brilho, permitindo consistência em aplicações com múltiplos displays ou quando a correspondência de brilho é crítica.

Os mercados-alvo primários para este display incluem instrumentação industrial, equipamentos de teste e medição, terminais de ponto de venda, interfaces de computador legadas e qualquer sistema embarcado que necessite de uma leitura de caracteres simples, durável e brilhante. Sua compatibilidade com códigos de caracteres padrão permite fácil integração com microcontroladores e sistemas digitais.

2. Interpretação Profunda 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. O parâmetro chave é aIntensidade Luminosa Média (I_V)), que possui um valor típico de 3800 µcd (microcandelas) e um mínimo de 2100 µcd quando acionada com uma corrente de pico (I_p) de 80mA e um ciclo de trabalho de 1/16. Esta medição aproxima-se da curva de resposta fotópica do olho da CIE, garantindo que o valor se correlacione com o brilho percebido.

As características de cor são definidas pelo comprimento de onda. OComprimento de Onda de Emissão de Pico (λ_p)) é tipicamente 639 nm, posicionando-o na porção vermelha brilhante do espectro. OComprimento de Onda Dominante (λ_d)) é tipicamente 631 nm. A diferença entre o comprimento de onda de pico e o dominante é normal para LEDs e está relacionada à forma do espectro de emissão. ALargura a Meia Altura Espectral (Δλ)é tipicamente 20 nm, indicando a pureza espectral ou a faixa de comprimentos de onda emitidos em torno do pico.

Uma especificação crítica para garantir aparência uniforme é aTaxa de Correspondência de Intensidade Luminosa (I_V-m)), que é no máximo 2:1. Isto significa que o ponto mais brilhante na matriz não será mais do que duas vezes mais brilhante que o ponto mais fraco sob as mesmas condições de acionamento, o que é aceitável para a legibilidade dos caracteres.

2.2 Características Elétricas

A tensão direta (V_F) para qualquer ponto de LED individual, medida a uma corrente direta (I_F) de 20mA, varia de um mínimo de 2,0V a um máximo de 2,6V, com um valor típico implícito dentro desta faixa. Esta é a queda de tensão no LED quando iluminado. A corrente reversa (I_R) é especificada como um máximo de 100 µA quando uma tensão reversa (V_R) de 5V é aplicada, indicando as características de fuga do dispositivo no estado desligado.

2.3 Ratings Absolutos Máximos e Considerações Térmicas

Estes ratings definem os limites além dos quais danos permanentes podem ocorrer. ADissipação de Potência Média por Pontonão deve exceder 33 mW. ACorrente Direta de Pico por Pontoé classificada em 90 mA, mas apenas sob condições pulsadas específicas: um ciclo de trabalho de 1/10 e uma largura de pulso de 0,1 ms. ACorrente Direta Média por Pontotem uma classificação base de 13 mA a 25°C e é reduzida linearmente a uma taxa de 0,17 mA/°C à medida que a temperatura aumenta acima de 25°C. Esta redução é crucial para o gerenciamento térmico e a confiabilidade de longo prazo.

A máximaTensão Reversa por Pontoé de 5V. O dispositivo é classificado para umaFaixa de Temperatura de Operaçãode -35°C a +85°C e umaFaixa de Temperatura de Armazenamentosimilar. Para montagem, a temperatura de solda não deve exceder 260°C por mais de 3 segundos, medida em um ponto 1,6mm abaixo do plano de assentamento do componente.

3. Explicação do Sistema de Classificação (Binning)

A ficha técnica afirma explicitamente que o dispositivo écategorizado por intensidade luminosa. Este é um processo de classificação (binning) onde as unidades fabricadas são testadas e classificadas em grupos com base em sua saída de luz medida sob condições padrão. Isto permite que os clientes selecionem peças com brilho mínimo garantido ou garantam consistência entre todos os displays em um produto, evitando que um caractere apareça visivelmente mais fraco que outro em uma configuração com múltiplas unidades. Embora a ficha técnica forneça a faixa completa (2100-3800 µcd min/típ.), as peças encomendadas normalmente se enquadram em uma classificação mais estreita e especificada.

4. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica faz referência aCurvas Típicas de Características Elétricas/Ópticas. Embora as curvas específicas não sejam detalhadas no texto fornecido, tais curvas em fichas técnicas de LED normalmente incluem:

• Corrente Direta vs. Tensão Direta (Curva I_F-V_F): Mostra a relação não linear entre corrente e tensão, essencial para projetar circuitos limitadores de corrente.
• Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta (Curva I_V-I_F): Demonstra como a saída de luz aumenta com a corrente, geralmente em uma região linear antes que a eficiência caia em correntes muito altas.
• Intensidade Luminosa vs. Temperatura Ambiente (Curva I_V-T_a): Mostra a diminuição na saída de luz à medida que a temperatura da junção aumenta, destacando a importância do gerenciamento térmico.
• Curva de Distribuição Espectral: Um gráfico que traça a intensidade relativa em função do comprimento de onda, definindo visualmente o pico (λ_p) e a largura a meia altura (Δλ).

Estas curvas são vitais para entender o comportamento do dispositivo sob condições não padrão e para otimizar os parâmetros de acionamento para necessidades específicas da aplicação.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

O dispositivo vem em uma embalagem padrão de display LED. ODesenho das Dimensões da Embalagemfornece todos os contornos mecânicos críticos, embora as dimensões exatas não estejam listadas no texto. As tolerâncias são geralmente ±0,25 mm, salvo indicação em contrário. O desenho incluiria comprimento, largura e altura totais, espaçamento dos terminais e a posição da janela de exibição.

5.1 Conexão dos Pinos e Circuito Interno

O display possui uma interface de 14 pinos. A pinagem é a seguinte: Pino 1: Ânodo Linha 5; Pino 2: Ânodo Linha 7; Pino 3: Cátodo Coluna 2; Pino 4: Cátodo Coluna 3; Pino 5: Ânodo Linha 4; Pino 6: Cátodo Coluna 5; Pino 7: Ânodo Linha 6; Pino 8: Ânodo Linha 3; Pino 9: Ânodo Linha 1; Pino 10: Cátodo Coluna 4; Pino 11: Cátodo Coluna 3 (Nota: A Coluna 3 aparece em dois pinos, 4 e 11, o que pode ser uma conexão interna ou um erro de documentação que requer verificação); Pino 12: Ânodo Linha 4 (Nota: A Linha 4 aparece nos pinos 5 e 12); Pino 13: Cátodo Coluna 1; Pino 14: Ânodo Linha 2.

ODiagrama do Circuito Internorepresentaria visualmente a matriz 5x7, mostrando como os 5 ânodos de linha e os 7 cátodos de coluna interconectam os 35 pontos de LED individuais. Este diagrama é essencial para entender a sequência de acionamento por multiplexação.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

A especificação de montagem chave é o perfil de soldagem. O dispositivo pode suportar umatemperatura máxima de solda de 260°C por no máximo 3 segundos. Esta medição é feita em um ponto 1,6mm (1/16 de polegada) abaixo do plano de assentamento do corpo do pacote. Esta diretriz é crítica para processos de soldagem por onda ou reflow para evitar danos térmicos aos chips de LED ou ligações internas. Precauções padrão contra ESD (Descarga Eletrostática) devem ser observadas durante o manuseio. Para armazenamento, a faixa especificada de -35°C a +85°C em ambiente seco deve ser mantida.

7. Sugestões de Aplicação

7.1 Cenários de Aplicação Típicos

Este display é ideal para qualquer aplicação que necessite de uma leitura alfanumérica única e brilhante. Exemplos incluem: medidores de painel digital para tensão, corrente ou temperatura; displays de configuração em controladores industriais; indicadores de status em equipamentos de rede ou telecomunicações; placares ou temporizadores; e displays de diagnóstico em equipamentos médicos ou de teste.

7.2 Considerações de Projeto

• Circuito de Acionamento: É necessário um microcontrolador com pinos de I/O suficientes ou um CI dedicado para acionamento de display LED (como um MAX7219 ou similar) para realizar a multiplexação. O driver deve drenar/fornecer a corrente de pico necessária (até 80mA por ponto pulsado, mas a corrente média é muito menor devido ao ciclo de trabalho).
• Limitação de Corrente: Resistores limitadores de corrente externos são obrigatórios para cada linha de ânodo ou coluna de cátodo (dependendo da configuração de acionamento) para definir a corrente direta e proteger os LEDs.
• Temporização de Multiplexação: A taxa de atualização e o ciclo de trabalho devem ser altos o suficiente para evitar cintilação visível. Um ciclo de trabalho de 1/16, como usado na condição de teste, é comum. A corrente de pico deve ser ajustada para que a corrente média e a dissipação de potência por ponto permaneçam dentro dos limites.
• Gerenciamento Térmico: Certifique-se de que a corrente média seja reduzida apropriadamente se a temperatura ambiente de operação for significativamente superior a 25°C. Pode ser necessário cobre adequado na PCB ou fluxo de ar.
• Interface Óptica: Considere a necessidade de filtros, difusores ou janelas de proteção no design do produto final.

8. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado a tecnologias mais antigas como displays incandescentes ou de fluorescência a vácuo (VFDs), este display LED oferece resistência superior a choques/vibrações, menor tensão de operação, tempo de resposta mais rápido e potencialmente maior vida útil. Comparado a OLEDs ou LCDs gráficos modernos, ele é mais simples, mais robusto em ambientes adversos, oferece brilho e ângulo de visão superiores e requer eletrônica de controle menos complexa, embora seja limitado a formas de caracteres predefinidas.

Dentro da família de displays LED, o uso da tecnologiaSuper Vermelho AlInGaPo diferencia dos LEDs vermelhos padrão GaAsP ou GaP, oferecendo maior eficiência e melhor saturação de cor. A altura específica de 1,2 polegadas e o formato 5x7 o tornam uma peça de reposição padrão para muitos sistemas legados.

9. Perguntas Frequentes Baseadas em Parâmetros Técnicos

P: Posso acionar este display com uma corrente DC constante em cada ponto?

R: Tecnicamente sim, mas exigiria 35 drivers independentes, o que é impraticável. O design da matriz é destinado ao acionamento multiplexado (X-Y) para minimizar a contagem de pinos.

P: Por que a corrente de pico (90mA) é tão maior que a classificação de corrente média (13mA)?

R: Porque o display é multiplexado, cada ponto é alimentado apenas por uma fração do tempo (ciclo de trabalho). A corrente de pico durante seu breve tempo "ligado" pode ser maior para alcançar o brilho desejado, desde que a correntemédiaao longo do tempo permaneça dentro do limite de 13mA para evitar superaquecimento.

P: O que significa uma taxa de correspondência de intensidade de 2:1 para minha aplicação?

R: Significa que alguma variação no brilho dos pontos é normal. Para displays de caracteres, esta variação menor geralmente não é perceptível a olho nu e não afeta a legibilidade. Para aplicações que requerem uniformidade perfeita, pode ser necessário selecionar peças de uma classificação mais restrita ou usar difusores ópticos.

P: Como calculo o valor do resistor limitador de corrente necessário?

R: Você precisa da tensão de alimentação (V_CC), da corrente direta desejada (I_F) e da tensão direta do LED (V_F). Use a Lei de Ohm: R = (V_CC - V_F) / I_F. Lembre-se de que I_Faqui é a correntede picodurante o tempo ativo do ponto no ciclo de multiplexação.

10. Exemplo de Caso de Uso Prático

Considere projetar um termômetro digital simples. Um microcontrolador lê um sensor de temperatura, realiza um cálculo e precisa exibir um valor de 3 dígitos (ex.: " 23.5"). Três displays LTP-1557AKR poderiam ser empilhados horizontalmente. O microcontrolador, usando um CI driver de display, multiplexaria os três displays. Ele converteria o valor numérico nos padrões de fonte 5x7 correspondentes para dígitos, ponto decimal e símbolo de grau. O CI driver ativaria sequencialmente as linhas e colunas corretas para cada display em alta velocidade, criando a ilusão de uma leitura estável e continuamente iluminada. Os LEDs vermelhos AlInGaP garantiriam que a leitura seja claramente visível mesmo em ambientes bem iluminados.

11. Introdução ao Princípio de Operação

O display opera com base no princípio damultiplexação de matriz de LEDs. Internamente, 35 LEDs discretos são dispostos em uma grade. Todos os ânodos dos LEDs em uma determinada linha são conectados juntos, e todos os cátodos em uma determinada coluna são conectados juntos. Para iluminar um ponto específico na interseção da Linha X e Coluna Y, uma tensão positiva é aplicada à Linha X enquanto a Coluna Y é conectada ao terra (para configuração de cátodo comum, que parece ser o caso com base na pinagem). Ao varrer rapidamente cada linha e ativar as colunas apropriadas para o padrão daquela linha, todos os pontos na forma de caractere desejada podem ser iluminados em uma sequência que o olho humano percebe como uma imagem estável. Este método reduz o número de linhas de controle de 35 para 12.

12. Tendências e Contexto Tecnológico

Displays como o LTP-1557AKR representam uma tecnologia madura e confiável. Embora displays de matriz de pontos de alta resolução e OLEDs/LCDs gráficos dominem as interfaces de usuário modernas, os displays de caracteres LED discretos permanecem relevantes em nichos específicos. Suas vantagens são inabaláveis: durabilidade extrema, ampla faixa de temperatura de operação, alto brilho, baixo custo para tarefas simples e simplicidade de interface. A tendência dentro deste nicho é em direção a LEDs de maior eficiência (como o AlInGaP usado aqui), embalagens de montagem em superfície para montagem automatizada e integração com interfaces de controlador mais simples (ex.: I2C ou SPI). É improvável que sejam substituídos em aplicações onde a robustez ambiental e a confiabilidade de longo prazo sob condições adversas são as principais preocupações, em detrimento da flexibilidade gráfica.