Ficha Técnica do Display LED de 7 Segmentos LTC-3620KG - Altura do Dígito 0,39 Polegadas - Verde AlInGaP - Tensão Direta 2,6V - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTC-3620KG é um módulo de display LED de 7 segmentos de alto desempenho, com altura de dígito de 0,39 polegadas (10 mm). Foi projetado para aplicações que requerem leituras numéricas nítidas e brilhantes, com excelente visibilidade. O dispositivo utiliza a tecnologia avançada de chips LED AlInGaP (Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio), conhecida por sua alta eficiência e intensidade luminosa superior em comparação com materiais tradicionais. Os segmentos são apresentados em um esquema de cores cinza e branco, melhorando o contraste e a legibilidade. Este display é categorizado por intensidade luminosa e é oferecido em uma embalagem sem chumbo em conformidade com as diretivas RoHS, tornando-o adequado para projetos eletrónicos modernos com considerações ambientais.

2. Análise Detalhada das Especificações Técnicas

2.1 Características Ópticas

O desempenho óptico é um ponto forte deste display. A uma corrente de teste padrão de 1mA, a intensidade luminosa média (Iv) varia de um mínimo de 200 µcd a um valor típico de 585 µcd. A uma corrente de acionamento mais alta de 10mA, a intensidade típica aumenta significativamente para 6435 µcd, demonstrando a capacidade de alto brilho dos chips AlInGaP. O dispositivo emite luz verde com um comprimento de onda de pico de emissão (λp) de 571 nm e um comprimento de onda dominante (λd) de 572 nm, ambos medidos em IF=20mA. A meia largura da linha espectral (Δλ) é de 15 nm, indicando uma emissão de cor relativamente pura. A intensidade luminosa é medida usando uma combinação de sensor e filtro que se aproxima da curva de resposta fotópica do olho CIE para maior precisão.

2.2 Características Elétricas

Eletricamente, o display é projetado para operação de baixa potência. A tensão direta (VF) por segmento é tipicamente de 2,6V com um máximo de 2,6V quando acionado a 20mA. A corrente reversa (IR) por segmento é especificada como um máximo de 100 µA em VR=5V, embora seja observado que a operação contínua sob polarização reversa não é intencional. A taxa de correspondência de intensidade luminosa entre os segmentos é de no máximo 2:1 em IF=1mA, garantindo uma aparência uniforme em todo o display. Uma especificação de diafonia de ≤ 2,5% é definida para minimizar a iluminação indesejada entre segmentos adjacentes.

2.3 Valores Máximos Absolutos

O dispositivo é classificado para operação robusta dentro dos limites especificados. A dissipação de potência máxima por chip é de 70 mW. A corrente direta de pico por chip é de 60 mA, mas apenas sob condições pulsadas (ciclo de trabalho de 1/10, largura de pulso de 0,1ms). A corrente direta contínua por chip é de 25 mA a 25°C, reduzindo linearmente a 0,28 mA/°C à medida que a temperatura aumenta. A faixa de temperatura de operação e armazenamento é de -35°C a +105°C. Para montagem, a temperatura máxima de solda é de 260°C por no máximo 3 segundos a uma distância de 1,6mm abaixo do plano de assentamento.

3. Informações Mecânicas e de Embalagem

3.1 Dimensões da Embalagem

O display possui uma pegada física específica. Todas as dimensões são fornecidas em milímetros com tolerâncias padrão de ±0,25mm, salvo indicação em contrário. As notas dimensionais principais incluem uma tolerância de deslocamento da ponta do terminal de ±0,4mm, um limite para material estranho nos segmentos (≤10 mils) e um limite para contaminação por tinta na superfície (≤20 mils). A curvatura do refletor não deve exceder 1% do seu comprimento. O diâmetro recomendado do furo na PCB para os terminais é de 1,0 mm. Um detalhe do espaçador permite uma tolerância de deslizamento de ±0,5 mm.

3.2 Configuração dos Terminais e Circuito Interno

O LTC-3620KG é um dispositivo de configuração de ânodo comum. A tabela de conexão dos terminais é a seguinte: O terminal 2 é o ânodo comum para o Dígito 1, o terminal 6 para o Dígito 2 e o terminal 8 para o Dígito 3. Os cátodos dos segmentos são atribuídos a terminais específicos: A (Terminal 13), B (Terminal 12), C (Terminal 4), D (Terminal 5), E (Terminal 3), F (Terminal 16) e G (Terminal 9). O terminal 7 é o cátodo para os pontos decimais (L / L1 / L2). Os terminais 1, 10, 11, 14 e 15 são indicados como sem conexão (SEM TERMINAL). O diagrama do circuito interno mostra as conexões de ânodo comum para os três dígitos, com os segmentos de cada dígito conectados em paralelo aos seus respectivos terminais de cátodo.

4. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica inclui uma seção para curvas típicas de características elétricas e ópticas, medidas a uma temperatura ambiente de 25°C, salvo indicação em contrário. Essas curvas são essenciais para que os projetistas compreendam o comportamento do dispositivo sob diferentes condições de operação. Embora os gráficos específicos não sejam detalhados no texto fornecido, as curvas típicas para tal produto incluiriam a relação entre a corrente direta (IF) e a tensão direta (VF), a relação entre a corrente direta (IF) e a intensidade luminosa (Iv) e a variação da intensidade luminosa com a temperatura ambiente. Analisar essas curvas permite a seleção ideal da corrente de acionamento para alcançar o brilho desejado, mantendo a eficiência e a longevidade.

5. Diretrizes de Soldagem e Montagem

O manuseio adequado é crucial para a confiabilidade. A temperatura máxima de soldagem é explicitamente definida como 260°C por uma duração máxima de 3 segundos, medida 1,6mm abaixo do plano de assentamento do componente. Este é um parâmetro crítico para processos de soldagem por onda ou reflow, para evitar danos térmicos aos chips LED ou à embalagem plástica. Os projetistas devem garantir que seus perfis de montagem de PCB estejam de acordo com este limite. Além disso, as notas sobre tolerâncias dimensionais, como deslocamento de terminais e deslizamento do espaçador, devem ser consideradas durante o layout da PCB e o projeto mecânico para garantir o encaixe e alinhamento adequados.

6. Sugestões de Aplicação

6.1 Cenários de Aplicação Típicos

Este display é ideal para aplicações que requerem leituras numéricas claras e de tamanho médio. Usos comuns incluem painéis de instrumentos industriais, equipamentos de teste e medição, dispositivos médicos, eletrodomésticos (como micro-ondas ou fornos), terminais de ponto de venda e displays automotivos do mercado de reposição. Seu alto brilho e amplo ângulo de visão o tornam adequado para ambientes com alta luminosidade ambiente ou onde o display precisa ser lido de vários ângulos.

6.2 Considerações de Projeto

Ao projetar com o LTC-3620KG, vários fatores devem ser considerados. Primeiro, a configuração de ânodo comum requer um circuito acionador de sumidouro de corrente (por exemplo, um transistor ou um CI dedicado para acionamento de LED) para controlar os cátodos. Resistores limitadores de corrente são obrigatórios para cada cátodo de segmento para definir a corrente direta e o brilho desejados, calculados com base na tensão de alimentação e na tensão direta do LED. A alta intensidade luminosa em baixas correntes (por exemplo, 1mA) permite projetos de muito baixa potência. Os projetistas também devem considerar os limites de dissipação de potência e implementar a redução adequada se a temperatura ambiente de operação for esperada ser alta. A ampla faixa de temperatura de operação (-35°C a +105°C) o torna robusto para ambientes adversos.

7. Comparação e Diferenciação Técnica

O principal fator de diferenciação do LTC-3620KG é o uso do material semicondutor AlInGaP para os chips LED verdes. Em comparação com tecnologias mais antigas, como LEDs verdes padrão de GaP (Fosfeto de Gálio), o AlInGaP oferece eficiência luminosa e brilho significativamente maiores para a mesma corrente de acionamento. Isso resulta em melhor visibilidade e menor consumo de energia. O recurso "categorizado por intensidade luminosa" indica que os dispositivos são classificados ou separados com base em sua saída de luz, permitindo um brilho mais consistente entre lotes de produção e em displays com múltiplos dígitos. A construção sem chumbo e em conformidade com a RoHS está alinhada com as regulamentações ambientais globais.

8. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

P: Qual é a finalidade das conexões "SEM TERMINAL"?

R: As designações "SEM TERMINAL" (Terminais 1, 10, 11, 14, 15) provavelmente são para simetria mecânica e estabilidade durante o processo de moldagem. Elas não estão conectadas eletricamente a nenhum componente interno e devem ser deixadas desconectadas (flutuantes) no circuito.

P: Como controlo os pontos decimais?

R: Os pontos decimais (L, L1, L2) compartilham um cátodo comum no Terminal 7. Para iluminar um ponto decimal específico, você ativaria (colocaria em nível baixo) o Terminal 7 enquanto também habilita o ânodo comum do dígito onde esse ponto decimal está localizado (Terminal 2, 6 ou 8). O diagrama interno esclareceria o mapeamento exato.

P: Posso acionar este display diretamente com um microcontrolador?

R: É possível, mas requer um projeto cuidadoso. Os pinos GPIO de um microcontrolador normalmente podem drenar ou fornecer apenas uma corrente limitada (geralmente 20-25mA). Como a corrente contínua por segmento do display é de no máximo 25mA, acionar múltiplos segmentos simultaneamente pode exceder a classificação de corrente total do microcontrolador. É altamente recomendável usar transistores acionadores externos ou um CI dedicado para acionamento de LED para lidar com a corrente e a multiplexação, protegendo o microcontrolador.

P: O que significa "taxa de correspondência de intensidade luminosa 2:1"?

R: Esta especificação significa que a intensidade luminosa do segmento mais brilhante não será mais do que o dobro da intensidade do segmento mais fraco dentro do mesmo dispositivo, quando medido sob condições idênticas (IF=1mA). Isso garante uma aparência razoavelmente uniforme, evitando que um segmento pareça muito mais brilhante que outro.

9. Exemplo de Caso de Projeto e Uso

Considere projetar um display simples de voltímetro de 3 dígitos. O microcontrolador mediria uma tensão, a converteria em um número de 3 dígitos e precisaria exibi-lo. Os três ânodos comuns do LTC-3620KG (Terminais 2, 6, 8) seriam conectados ao coletor de três transistores PNP (ou similares), cujas bases são controladas por pinos do microcontrolador. Os sete cátodos de segmento (Terminais 3, 4, 5, 9, 12, 13, 16) e o cátodo do ponto decimal (Terminal 7) conectariam-se cada um a um resistor limitador de corrente e depois ao dreno de um MOSFET de canal N (ou similar), cujo gate é controlado pelo microcontrolador. O firmware implementaria a multiplexação: ligaria o transistor para o Dígito 1, configuraria os MOSFETs para os segmentos necessários para exibir o primeiro dígito, aguardaria um curto período, depois desligaria o Dígito 1 e repetiria para os Dígitos 2 e 3 em rápida sucessão. Esta multiplexação reduz o número de pinos de acionamento necessários e permite uma iluminação constante e sem cintilação.

10. Introdução ao Princípio de Funcionamento

Um display LED de 7 segmentos é uma coleção de diodos emissores de luz dispostos em um padrão de figura de oito. Cada um dos sete segmentos (rotulados de A a G) é um LED individual. Um LED adicional é frequentemente usado para um ponto decimal. Em uma configuração de ânodo comum como o LTC-3620KG, os ânodos de todos os LEDs para um determinado dígito são conectados juntos a um terminal comum de tensão positiva. O cátodo de cada segmento LED individual é trazido para um terminal separado. Para iluminar um segmento específico, seu terminal de ânodo comum deve ser levado a uma tensão mais alta que a tensão do cátodo (aplicando polarização direta), e o terminal de cátodo correspondente deve ser conectado a uma tensão mais baixa (tipicamente terra através de um resistor limitador de corrente). Ao controlar quais terminais de cátodo são aterrados enquanto um ânodo comum específico está ativo, caracteres numéricos ou alfanuméricos específicos podem ser formados.

11. Tendências Tecnológicas

Embora os displays LED de 7 segmentos discretos permaneçam relevantes para aplicações específicas, a tendência mais ampla na tecnologia de display é em direção à integração e flexibilidade. Chips acionadores integrados com controladores embutidos (para relógio, temperatura, etc.) estão se tornando mais comuns, simplificando o projeto. Há também uma mudança para embalagens de dispositivo de montagem em superfície (SMD) para montagem automatizada, embora tipos de furo passante como este ainda sejam valorizados para prototipagem, reparo e ambientes de alta vibração. Em termos de materiais, o AlInGaP representa um passo avançado para LEDs vermelhos, laranja, âmbar e verdes, mas para capacidades de cor total, o InGaN (Nitreto de Índio e Gálio) é a tecnologia dominante para azul e verde, e é frequentemente usado com fósforos para criar luz branca. O futuro pode ver mais módulos híbridos ou personalizáveis de múltiplos dígitos que combinam display, acionador e lógica de interface em uma única unidade compacta.