Folha de Dados do Display LED de Matriz de Pontos LTP-7357KS - Altura de 0,678 Polegadas (17,22mm) - LED Amarelo AlInGaP - Tensão Direta de 2,6V - Dissipação de Potência de 70mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTP-7357KS é um módulo compacto de display LED de matriz de pontos 5x7 de plano único. A sua função principal é exibir caracteres alfanuméricos e símbolos, tornando-o adequado para aplicações que requerem apresentação de informação clara e legível num espaço limitado. A vantagem central deste dispositivo reside na utilização da tecnologia de semicondutor Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio (AlInGaP) para os chips LED, o que proporciona emissão de luz eficiente no espectro amarelo. O display apresenta uma face cinza e cor de ponto branca, melhorando o contraste para uma legibilidade superior. O seu design é direcionado para sistemas embarcados, painéis de controlo industrial, instrumentação, eletrónica de consumo e qualquer aplicação onde seja necessário um display de caracteres pequeno e fiável.

2. Análise Aprofundada de Parâmetros Técnicos

2.1 Características Fotométricas e Ópticas

O desempenho óptico é central para a funcionalidade do display. O dispositivo emite luz na região do comprimento de onda amarelo. O pico típico do comprimento de onda de emissão (λp) é de 588 nm, com um comprimento de onda dominante (λd) de 587 nm, indicando um tom amarelo puro. A meia-largura da linha espectral (Δλ) é de 15 nm, o que descreve a pureza espectral da luz emitida. O parâmetro chave para o brilho é a intensidade luminosa média (Iv), que varia de um mínimo de 630 μcd a um máximo de 1650 μcd numa condição de teste de corrente de pulso de 32mA e um ciclo de trabalho de 1/16. É especificada uma razão de correspondência de intensidade luminosa de 2:1 (máximo para mínimo) para LEDs dentro do mesmo bin de "área de luz similar", garantindo uma uniformidade aceitável através da matriz do display.

2.2 Características e Especificações Elétricas

Compreender os limites elétricos é crucial para uma operação fiável. As Especificações Absolutas Máximas definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente. A dissipação de potência média por ponto LED não deve exceder 70 mW. A corrente direta de pico por ponto é limitada a 60 mA, enquanto a corrente direta média por ponto é classificada em 25 mA a 25°C, reduzindo linearmente 0,28 mA/°C à medida que a temperatura ambiente aumenta. A tensão reversa máxima que pode ser aplicada a qualquer segmento é de 5 V. A tensão direta (Vf) para qualquer ponto, medida a uma corrente direta (If) de 20 mA, tipicamente situa-se entre 2,05 V e 2,6 V. A corrente reversa (Ir) é garantida como sendo inferior ou igual a 100 μA quando uma tensão reversa (Vr) de 5 V é aplicada.

2.3 Especificações Térmicas e Ambientais

O dispositivo foi concebido para uma operação robusta numa ampla gama de temperaturas. A faixa de temperatura de operação é especificada de -35°C a +105°C, e a faixa de temperatura de armazenamento é idêntica. Esta ampla faixa torna-o adequado tanto para ambientes comerciais como industriais. A curva de redução da corrente direta média é uma consideração de projeto crítica para prevenir fuga térmica; à medida que a temperatura ambiente sobe acima de 25°C, a corrente contínua permitida deve ser reduzida em conformidade.

3. Explicação do Sistema de Binning

A folha de dados indica que o produto é "Categorizado por Intensidade Luminosa". Isto refere-se a um processo de binning onde os LEDs fabricados são classificados com base na sua saída de luz medida (intensidade luminosa) em diferentes grupos ou "bins". A faixa de intensidade especificada de 630 μcd a 1650 μcd provavelmente abrange múltiplos bins. Os projetistas podem selecionar componentes de um bin específico para garantir um brilho consistente em múltiplos displays num sistema. A nota sobre o ajuste da proporção de epóxi para "restringir o grau do bin" no histórico de revisões sugere que foram feitos esforços para melhorar a consistência e reduzir a dispersão dos parâmetros ópticos dentro de um lote de produção.

4. Análise de Curvas de Desempenho

Embora o excerto do PDF fornecido mencione "Curvas Típicas de Características Elétricas / Ópticas" na página final, os gráficos específicos não estão incluídos no conteúdo textual. Tipicamente, tais curvas para um display LED incluiriam:

• Corrente Direta vs. Tensão Direta (Curva I-V):Mostra a relação não linear entre corrente e tensão, essencial para projetar o circuito de acionamento limitador de corrente.
• Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta (Curva L-I):Ilustra como a saída de luz aumenta com a corrente, ajudando a otimizar as condições de acionamento para o brilho e eficiência desejados.
• Intensidade Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Demonstra a diminuição da saída de luz à medida que a temperatura da junção aumenta, crítica para a gestão térmica em aplicações de alta temperatura.
• Distribuição Espectral:Um gráfico que traça a intensidade relativa em função do comprimento de onda, mostrando o pico e a forma da emissão amarela.

Os projetistas devem consultar a folha de dados completa com gráficos para fazer cálculos precisos para as suas condições operacionais específicas.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões Físicas e Tolerâncias

O display tem uma altura de matriz de 0,678 polegadas (17,22 mm). O desenho da embalagem (referenciado mas não detalhado no texto) mostraria o comprimento total, largura e altura, espaçamento dos terminais e plano de assento. Notas dimensionais chave da folha de dados incluem: todas as dimensões estão em milímetros com uma tolerância geral de ±0,25 mm salvo indicação em contrário. Uma revisão específica atualizou a tolerância de largura de 12,6mm ±0,1mm para 12,6mm +0,18/-0,25mm. A tolerância de deslocamento da ponta do terminal é de ±0,4 mm. Notas de qualidade adicionais limitam material estranho nos segmentos, contaminação de tinta, dobragem e bolhas dentro do epóxi.

5.2 Diagrama de Pinagem e Conexão

O dispositivo tem uma configuração de 12 terminais para endereçamento X-Y (matriz). As ligações dos terminais são as seguintes: Terminal 1: Cátodo Coluna 1, Terminal 2: Ânodo Linha 3, Terminal 3: Cátodo Coluna 2, Terminal 4: Ânodo Linha 5, Terminal 5: Ânodo Linha 6, Terminal 6: Ânodo Linha 7, Terminal 7: Cátodo Coluna 4, Terminal 8: Cátodo Coluna 5, Terminal 9: Ânodo Linha 4, Terminal 10: Cátodo Coluna 3, Terminal 11: Ânodo Linha 2, Terminal 12: Ânodo Linha 1. Um diagrama de circuito interno (referenciado na página 3) representa visualmente a matriz 5x7, mostrando como as 5 colunas de cátodo e as 7 linhas de ânodo interligam os 35 pontos LED individuais.

5.3 Polaridade e Orientação

O dispositivo utiliza uma configuração de cátodo comum por coluna. Cada uma das cinco colunas tem uma ligação de cátodo comum, e cada uma das sete linhas tem uma ligação de ânodo comum. Para iluminar um ponto específico, a sua coluna de cátodo correspondente deve ser colocada em nível baixo (aterrada), e a sua linha de ânodo correspondente deve ser colocada em nível alto com uma fonte de tensão limitada de corrente. A orientação correta durante a montagem no PCB é tipicamente indicada por um entalhe, chanfro ou indicador do terminal 1 na embalagem.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

A folha de dados fornece uma condição de soldagem específica: os terminais podem ser submetidos a uma temperatura de ferro de soldar de 260°C durante 3 segundos, medidos 1/16 de polegada (aproximadamente 1,6 mm) abaixo do plano de assento da embalagem. Este é um parâmetro crítico para prevenir danos térmicos ao epóxi interno, ligações de fio e dies semicondutores durante soldagem manual ou retrabalho. Para processos de soldagem por onda ou reflow, deve ser utilizado um perfil padrão sem chumbo (conforme RoHS) com uma temperatura de pico não excedendo a especificação máxima. O próprio dispositivo é confirmado como uma embalagem sem chumbo conforme as diretivas RoHS.

7. Informações de Embalagem e Encomenda

O número da peça é LTP-7357KS. O sufixo "KS" pode indicar características específicas de binning ou ópticas. A embalagem padrão para tais componentes é tipicamente em tubos ou bandejas anti-estáticas para proteger os terminais e a janela de danos e descarga eletrostática (ESD). A quantidade por bobina ou tubo deve ser confirmada com o fabricante ou distribuidor. As etiquetas na embalagem incluirão o número da peça, código do lote e código de data para rastreabilidade.

8. Sugestões de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

Este display é ideal para aplicações que requerem uma leitura de caracteres simples e de baixa potência. Exemplos incluem: indicadores de estado em equipamentos de rede, displays de parâmetros em fontes de alimentação ou equipamentos de teste, displays de mensagens simples em eletrodomésticos, leituras de relógio e painéis de interface de utilizador básicos em controlos industriais. A sua característica horizontal empilhável permite que múltiplas unidades sejam colocadas lado a lado para formar mensagens mais longas ou displays numéricos maiores.

8.2 Considerações de Projeto e Circuito de Acionamento

Acionar uma matriz 5x7 requer um esquema de multiplexagem. É necessário um microcontrolador com pinos de I/O suficientes ou um CI de acionamento de LED dedicado (como um MAX7219 ou similar). O acionador deve percorrer ciclicamente as cinco colunas rapidamente, energizando as sete linhas de ânodo apropriadas para cada coluna. O ciclo de trabalho de 1/16 mencionado na condição de teste é uma razão de multiplexagem comum (1/5 para colunas * algum fator de persistência). O acionador deve fornecer corrente pulsada, não DC contínua, a cada LED. A corrente de pico por ponto pode ser superior à classificação média para alcançar o brilho desejado dentro do ciclo de trabalho de multiplexagem, mas não deve exceder o máximo absoluto de 60mA. É necessário um cálculo cuidadoso das resistências limitadoras de corrente com base na tensão direta e na corrente de pulso desejada. A dissipação de calor pode ser necessária se operar perto das especificações máximas ou em altas temperaturas ambientes.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

O diferenciador chave do LTP-7357KS é a sua utilização da tecnologia AlInGaP para emissão amarela. Comparado com tecnologias mais antigas como GaAsP (Fosfeto de Arsénio de Gálio), o AlInGaP oferece maior eficiência, melhor estabilidade térmica e uma saída de cor mais consistente. A combinação de face cinza/ponto branco proporciona uma aparência de alto contraste e não reflexiva quando desligado, o que é preferível em muitas aplicações profissionais e de consumo em relação a uma face preta ou transparente. A ampla faixa de temperatura de operação e a construção de estado sólido dão-lhe uma vantagem em fiabilidade sobre outras tecnologias de display como displays fluorescentes a vácuo (VFDs) ou displays de cristal líquido (LCDs) em ambientes adversos, embora lhe falte a flexibilidade de uma matriz gráfica de pixels.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

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

R: O comprimento de onda de pico (λp) é o comprimento de onda no qual o espectro de emissão tem a sua intensidade máxima. O comprimento de onda dominante (λd) é o comprimento de onda único da luz monocromática que corresponderia à cor percebida do LED. Para um espectro estreito como este, eles estão muito próximos (588nm vs. 587nm).

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

R: Tecnicamente sim, mas é altamente ineficiente e exigiria 35 circuitos limitadores de corrente individuais. A multiplexagem (varredura) é o método padrão e prático, permitindo o controlo de 35 LEDs com apenas 12 terminais.

P: A intensidade luminosa é testada com um ciclo de trabalho de 1/16. O que isto significa para o meu projeto?

R: Esta é a condição de teste usada para especificar o brilho. No seu projeto de multiplexagem, terá um ciclo de trabalho similar (ex., 1/5 por coluna). Para alcançar o brilho especificado, a corrente de pulso do seu acionador durante o intervalo de tempo ativo deve ser definida para 32mA (a corrente da condição de teste). A corrente média será muito mais baixa.

P: É necessário um dissipador de calor?

R: Para operação normal dentro dos limites especificados de corrente média e temperatura, um dissipador de calor dedicado normalmente não é necessário para o próprio display. No entanto, um layout de PCB adequado com área de cobre suficiente para os traços de alimentação e terra ajuda a dissipar calor. Se estiver a operar nas especificações máximas numa temperatura ambiente elevada, é recomendada uma análise térmica.

11. Caso Prático de Projeto e Utilização

Considere projetar um controlador de temperatura simples com uma leitura de setpoint e temperatura real. Dois displays LTP-7357KS poderiam ser usados lado a lado. Um microcontrolador lê um sensor de temperatura, executa um cálculo PID e aciona um relé de aquecimento. Também aciona os dois displays LED através de um circuito de acionamento de multiplexagem para mostrar o setpoint e a temperatura atual. A cor amarela é facilmente visível em várias condições de iluminação. O projeto deve incluir resistências limitadoras de corrente nas linhas de ânodo. O firmware deve implementar o mapa de fontes de caracteres (convertendo códigos ASCII para os padrões 5x7 para dígitos, 'C' para Celsius, etc.) e a rotina de varredura para atualizar os displays a uma taxa suficientemente alta para evitar cintilação (tipicamente >60 Hz).

12. Introdução ao Princípio de Funcionamento

O LTP-7357KS é baseado na eletroluminescência de semicondutores. A estrutura do chip AlInGaP consiste em múltiplas camadas epitaxiais crescidas num substrato de GaAs. Quando uma tensão direta que excede o limiar do díodo é aplicada, eletrões e lacunas são injetados na região ativa onde se recombinam, libertando energia na forma de fotões (luz). A composição específica da liga de Alumínio, Índio, Gálio e Fosfeto determina a energia da banda proibida, que corresponde diretamente ao comprimento de onda (cor) da luz emitida—neste caso, amarelo. A matriz 5x7 é formada por 35 destes chips LED individuais, ligados eletricamente num padrão de grelha de linhas e colunas para permitir controlo independente via multiplexagem.

13. Tendências e Contexto Tecnológico

Embora displays de matriz de pontos como o LTP-7357KS permaneçam relevantes para aplicações específicas, sensíveis ao custo ou de baixa densidade de informação, a tendência mais ampla na tecnologia de display é para maior integração e flexibilidade. Módulos gráficos OLED e TFT-LCD estão a tornar-se mais acessíveis e oferecem gráficos endereçáveis por pixel. No entanto, para displays de apenas caracteres simples, brilhantes, robustos e de baixa potência, as matrizes de pontos LED mantêm vantagens. A utilização de AlInGaP representa um avanço em relação aos materiais LED mais antigos, oferecendo melhor desempenho. Desenvolvimentos futuros neste nicho podem focar-se em eficiência ainda maior, ângulos de visão mais amplos, acionadores integrados e embalagens de montagem em superfície para montagem mais fácil, embora a abordagem fundamental de matriz multiplexada esteja bem estabelecida.