Folha de Dados do Display LED LTP-2057AJD - Altura de 2.0 Polegadas - Matriz de Pontos 5x7 - Vermelho AlGaAs - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTP-2057AJD é um módulo de display alfanumérico de dígito único, projetado para aplicações que requerem saída de caracteres clara e legível. A sua função principal é representar informações visualmente através da iluminação seletiva de uma matriz de diodos emissores de luz (LEDs).

1.1 Vantagens Principais e Mercado-Alvo

Este dispositivo oferece várias vantagens-chave que definem o seu campo de aplicação. Apresenta umaaltura de caractere de 2.0 polegadas (50.8 mm), tornando-o adequado para visualização a média distância. O seubaixo consumo de energiaé um benefício significativo para sistemas alimentados por bateria ou com restrições energéticas. A suafiabilidade de estado sólidogarante uma longa vida operacional sem partes móveis, e oângulo de visão amplodo seu design de plano único permite visibilidade a partir de várias posições. O display éempilhável horizontalmente, permitindo a criação de mensagens com múltiplos caracteres. Écompatível com os códigos de caracteres padrão USASCII e EBCDIC, simplificando a integração com microcontroladores e computadores. O dispositivo também écategorizado por intensidade luminosa, permitindo a correspondência de brilho em aplicações com múltiplas unidades. Os seus principais mercados-alvo incluem painéis de controlo industrial, instrumentação, terminais de ponto de venda, displays de informação básicos e sistemas embebidos onde é necessária uma saída de caracteres robusta e simples.

2. Análise Detalhada das Especificações Técnicas

O desempenho do LTP-2057AJD é definido por um conjunto de limites absolutos e características operacionais típicas.

2.1 Especificações Máximas Absolutas

Estas especificações definem os limites de stress além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. Não são para operação contínua.

• Dissipação de Potência Média por Ponto:33 mW
• Corrente Direta de Pico por Ponto:90 mA
• Corrente Direta Média por Ponto:13 mA a 25°C, com derating linear de 0.17 mA/°C acima de 25°C.
• Tensão Reversa por Ponto:5 V
• Gama de Temperatura de Operação:-35°C a +85°C
• Gama de Temperatura de Armazenamento:-35°C a +85°C
• Temperatura de Soldadura:Máximo de 260°C por um máximo de 3 segundos, medido a 1.6mm (1/16 polegada) abaixo do plano de assento.

2.2 Características Elétricas e Ópticas

Estes parâmetros são medidos em condições de teste específicas (Ta=25°C) e representam o desempenho típico.

• Intensidade Luminosa Média (I_V):1300 μcd (Mín), 3000 μcd (Típ) a I_p=32mA, Ciclo de Trabalho 1/16. Este é o parâmetro-chave de brilho.
• Comprimento de Onda de Emissão de Pico (λ_p):660 nm (Típ) a I_F=20mA. Isto indica que a cor está no espectro vermelho profundo.
• Largura a Meia Altura Espectral (Δλ):35 nm (Típ) a I_F=20mA.
• Comprimento de Onda Dominante (λ_d):638 nm (Típ) a I_F=20mA.
• Tensão Direta (V_F) Qualquer Ponto:1.8V a 2.4V (Típ) a I_F=20mA; 2.0V a 2.7V (Típ) a I_F=80mA.
• Corrente Reversa (I_R) Qualquer Ponto:100 μA (Máx) a V_R=5V.
• Rácio de Correspondência de Intensidade Luminosa (I_V-m):2:1 (Máx) a I_p=32mA, Ciclo de Trabalho 1/16. Isto especifica a variação máxima de brilho entre pontos.

Nota: A intensidade luminosa é medida com uma combinação de sensor de luz e filtro que se aproxima da curva de resposta fotópica do olho da CIE (Commission Internationale de l'Éclairage).

3. Explicação do Sistema de Binning

A folha de dados indica que o dispositivo écategorizado por intensidade luminosa. Isto significa que as unidades são testadas e classificadas (binning) com base no seu brilho medido em condições padrão. Isto permite aos projetistas selecionar displays com níveis de brilho consistentes para a sua aplicação, prevenindo variações notáveis em displays multi-caractere. Embora códigos de bin específicos não sejam fornecidos neste excerto, o rácio de correspondência de 2:1 define a variação máxima permitida dentro de um determinado bin.

4. Análise das Curvas de Desempenho

A folha de dados referenciaCurvas Típicas de Características Elétricas / Ópticas. Embora as curvas específicas não sejam exibidas no texto fornecido, tais gráficos normalmente incluem:

• Corrente Direta vs. Tensão Direta (Curva I-V):Mostra a relação não linear entre a corrente e a queda de tensão na junção do LED.
• Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta:Demonstra como a saída de luz aumenta com a corrente, mostrando tipicamente uma região de relação linear antes da saturação.
• Intensidade Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Ilustra a diminuição da saída de luz à medida que a temperatura da junção aumenta, um fator crítico para a gestão térmica.
• Distribuição Espectral:Um gráfico que mostra a intensidade relativa da luz emitida em diferentes comprimentos de onda, centrada no comprimento de onda de pico de 660 nm.

Estas curvas são essenciais para o design detalhado do circuito, seleção do driver e compreensão do desempenho em condições não padrão.

5. Informação Mecânica e de Embalagem

5.1 Dimensões da Embalagem

O dispositivo tem uma pegada física específica. Todas as dimensões estão em milímetros com uma tolerância geral de ±0.25 mm (0.01") salvo indicação em contrário. O desenho dimensional exato é referenciado na folha de dados, detalhando o comprimento total, largura, altura, espaçamento dos terminais e posicionamento da área de display.

5.2 Ligação dos Pinos e Polaridade

O LTP-2057AJD tem uma configuração de 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 do Pino 4, provavelmente uma nota de documentação para verificar)
• Pino 12: Cátodo Linha 4 (Nota: Função duplicada do Pino 5, provavelmente uma nota de documentação para verificar)
• Pino 13: Ânodo Coluna 1
• Pino 14: Cátodo Linha 2

O diagrama de circuito interno mostra uma configuração de cátodo comum para as linhas, o que significa que cada linha de 5 LEDs partilha uma ligação comum de cátodo (negativo). Os ânodos (positivo) para cada coluna são separados. Este arranjo em matriz minimiza o número de pinos de driver necessários (12 para 35 LEDs).

6. Diretrizes de Soldadura e Montagem

A especificação de montagem principal fornecida é operfil de temperatura de soldadura. O dispositivo pode suportar uma temperatura máxima de260°C por um máximo de 3 segundos, medido num ponto a 1.6mm (1/16 polegada) abaixo do plano de assento do encapsulamento. Isto é crítico para processos de soldadura por onda ou reflow. Os projetistas devem garantir que o seu perfil de soldadura não excede este limite para evitar danos nos chips LED internos ou no encapsulamento plástico. Devem ser observadas as precauções padrão contra ESD (Descarga Eletrostática) durante a manipulação. A gama de temperatura de armazenamento (-35°C a +85°C) também deve ser respeitada para fiabilidade a longo prazo.

7. Recomendações de Aplicação

7.1 Cenários de Aplicação Típicos

• Painéis de Controlo Industrial:Exibição de setpoints, códigos de estado ou mensagens de erro.
• Equipamento de Teste e Medição:Mostrar leituras numéricas ou identificadores de unidade.
• Eletrónica de Consumo:Displays básicos em eletrodomésticos, equipamento de áudio ou relógios.
• Prototipagem de Sistemas Embebidos:Um dispositivo de saída simples para projetos com microcontroladores.
• Atualizações de Sistemas Legados:Substituição de displays incandescentes ou fluorescentes a vácuo mais antigos.

7.2 Considerações de Design

• Circuito Driver:Requer um circuito driver de multiplexagem (ou um CI driver de display dedicado) capaz de fornecer/absorver as correntes necessárias das colunas/linhas. O ciclo de trabalho 1/16 mencionado na condição de teste sugere um esquema de multiplexagem.
• Limitação de Corrente:Resistências limitadoras de corrente externas são obrigatórias para cada coluna de ânodo (ou uma fonte de corrente controlada) para evitar exceder as especificações máximas absolutas de corrente.
• Gestão Térmica:Embora de baixa potência, a operação contínua a altas temperaturas ambiente pode exigir a redução da corrente direta conforme especificado.
• Ângulo de Visão:O ângulo de visão amplo é benéfico, mas a posição de montagem deve ser considerada para se alinhar com o visualizador pretendido.
• Filtragem Óptica:Um filtro vermelho pode melhorar o contraste em condições de luz ambiente elevada.

8. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado com outras tecnologias de display disponíveis na sua época (e módulos básicos semelhantes hoje), os principais diferenciadores do LTP-2057AJD são a suatecnologia LED de AlGaAs (Arsenieto de Gálio e Alumínio)e aaltura de caractere de 2.0 polegadas. Os LEDs de AlGaAs oferecem tipicamente boa eficiência e uma cor vermelha estável. Comparado com displays mais pequenos (ex., 0.56") ou maiores, preenche um nicho específico que requer caracteres de tamanho médio. Versus LCDs, oferece ângulos de visão superiores, uma gama de temperatura mais ampla e não requer retroiluminação, mas consome mais energia para uma área iluminada similar. A sua simplicidade e robustez são as suas principais vantagens sobre displays gráficos mais complexos.

9. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

P: Que tensão de driver é necessária?

R: A tensão direta por LED é tipicamente 1.8-2.4V a 20mA. Um circuito driver que forneça 5V é comum, usando resistências de queda. O driver deve lidar com o timing de multiplexagem.

P: Como alcanço o brilho nominal de 3000 μcd?

R: A condição de teste é umacorrente de pico (I_p) de 32mA com um ciclo de trabalho de 1/16. Isto implica uma corrente média por ponto de 2mA. O seu driver de multiplexagem deve fornecer este pulso específico para alcançar o brilho típico.

P: Posso ligar vários displays juntos?

R: Sim, a folha de dados afirma que éempilhável horizontalmente. Isto provavelmente significa que o design mecânico permite justaposição física, e o design elétrico envolveria ligar as linhas de linha e coluna correspondentes em paralelo, exigindo um driver com maior capacidade de corrente para as linhas partilhadas.

P: Qual é a diferença entre comprimento de onda de pico e dominante?

R: O comprimento de onda de pico (660 nm) é o comprimento de onda único onde o espectro de emissão é mais forte. O comprimento de onda dominante (638 nm) é o comprimento de onda único de uma luz monocromática pura que pareceria ter a mesma cor para o olho humano. A diferença deve-se à forma do amplo espectro de emissão do LED.

10. Estudo de Caso de Design e Utilização

Cenário: Projetar um contador de produção simples de 4 dígitos para uma estação de trabalho fabril.

Quatro displays LTP-2057AJD seriam empilhados horizontalmente. Um microcontrolador (ex., um Arduino ou PIC) seria programado para contar pulsos de um sensor. O firmware trataria da conversão do número decimal nos padrões de segmento apropriados para cada dígito. Os pinos de I/O do microcontrolador, provavelmente através de arrays de transístores ou um CI driver dedicado como o MAX7219, multiplexariam os displays. A altura de 2.0 polegadas garante que a contagem seja facilmente visível a vários metros de distância. Os LEDs vermelhos AlGaAs proporcionam alto contraste contra os fundos industriais típicos. O baixo consumo médio de energia permite que a unidade seja alimentada por uma fonte DC de 24V comum em fábricas, reduzida para 5V para a lógica. A robusta gama de temperatura garante operação fiável em ambientes não climatizados.

11. Introdução ao Princípio de Operação

O LTP-2057AJD é umdisplay de matriz de pontos 5x7. Contém 35 chips individuais de LED vermelho AlGaAs dispostos numa grelha de 5 colunas e 7 linhas. Cada LED está localizado na interseção de uma linha de ânodo de coluna e uma linha de cátodo de linha. Para iluminar um ponto específico, uma tensão positiva (através de um limitador de corrente) é aplicada ao seu ânodo de coluna correspondente, enquanto o seu cátodo de linha é ligado à terra (ou a uma baixa tensão). Ao sequenciar rapidamente (multiplexar) através das linhas e definir os padrões de coluna apropriados para cada linha, cria-se a ilusão de um caractere estável. Esta multiplexagem reduz drasticamente o número de pinos de controlo necessários de 35 para 12 (7 linhas + 5 colunas). A persistência da visão do olho humano mistura os pontos que piscam rapidamente numa imagem contínua.

12. Tendências e Contexto Tecnológico

Displays como o LTP-2057AJD representam uma tecnologia madura. Embora largamente suplantados para novos designs de alta densidade de informação por OLEDs gráficos de matriz de pontos, LCDs, ou arrays de LED de montagem em superfície mais pequenos, eles permanecem relevantes em nichos específicos. As tendências que influenciam este segmento incluem: uma mudança paraencapsulamentos de dispositivo de montagem em superfície (SMD)para montagem automatizada, a integração deCIs driver e controladores diretamente no módulo de display(simplificando a interface para um simples barramento serial como I2C ou SPI), e o desenvolvimento de displays commúltiplas cores ou LEDs RGBnum único encapsulamento. No entanto, as vantagens fundamentais dos displays simples de matriz de pontos LED — extrema fiabilidade, ampla gama de temperatura, alto brilho e simplicidade — garantem a sua utilização contínua em aplicações industriais, automóveis e de ambientes severos onde tecnologias mais recentes podem ser menos robustas. Os princípios do endereçamento de matriz multiplexada permanecem fundamentais para quase todos os displays modernos baseados em píxeis.