Ficha Técnica do Display LED LTD-323JD - Dígito de 0,3 Polegadas - Vermelho Hiper 650nm - Tensão Direta de 2,6V - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTD-323JD é um módulo de display numérico de alto desempenho com altura de dígito de 0,3 polegadas (7,62 mm). Foi concebido para aplicações que exigem leituras numéricas nítidas, brilhantes e fiáveis. O dispositivo apresenta uma face preta com segmentos brancos, proporcionando um excelente contraste para uma aparência ótima dos caracteres e amplos ângulos de visão. A sua construção de estado sólido garante fiabilidade a longo prazo em diversos ambientes operacionais.

1.1 Vantagens Principais e Mercado-Alvo

As principais vantagens deste display incluem o seu alto brilho, elevada relação de contraste e baixo consumo de energia. A utilização de chips LED Vermelho Hiper de AlInGaP (Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio) num substrato de GaAs não transparente é fundamental para o seu desempenho, oferecendo uma eficiência luminosa e pureza de cor superiores em comparação com tecnologias mais antigas. Isto torna-o adequado para uma vasta gama de aplicações, incluindo instrumentação industrial, equipamentos de teste e medição, eletrodomésticos, painéis de instrumentos automóveis (displays secundários) e terminais de ponto de venda, onde é necessária uma indicação numérica clara e energeticamente eficiente.

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

Esta secção fornece uma interpretação objetiva e detalhada dos principais parâmetros técnicos especificados na ficha técnica.

2.1 Características Fotométricas e Ópticas

O desempenho óptico é central para a funcionalidade do display. O comprimento de onda de pico de emissão típico (λp) é de 650 nm, situando-se no espectro do vermelho hiper. O comprimento de onda dominante (λd) é especificado em 639 nm. A meia-largura espectral (Δλ) é de 20 nm, indicando uma largura de banda espectral relativamente estreita, o que contribui para a pureza da cor. A intensidade luminosa média (Iv) varia entre um mínimo de 200 μcd e um máximo de 600 μcd numa condição de teste de corrente direta de 1mA. Uma relação de correspondência de intensidade luminosa de 2:1 (máx.) garante uma uniformidade razoável entre os segmentos. É importante notar que a intensidade luminosa é medida utilizando uma combinação de sensor e filtro que se aproxima da curva de resposta fotópica do olho CIE, garantindo que os valores são relevantes para a perceção humana.

2.2 Parâmetros Elétricos

O parâmetro elétrico chave é a tensão direta (Vf) por segmento, que tem um valor típico de 2,6V a uma corrente direta (If) de 20mA. O valor mínimo é de 2,1V. A corrente reversa (Ir) por segmento é no máximo de 100 μA quando é aplicada uma tensão reversa (Vr) de 5V. Estes parâmetros são críticos para projetar o circuito limitador de corrente apropriado e garantir a polarização correta dos LEDs.

3. Especificações Máximas Absolutas e Considerações Térmicas

As especificações máximas absolutas definem os limites operacionais além dos quais pode ocorrer dano permanente. A corrente direta contínua por segmento é de 25 mA a 25°C, com um fator de derating de 0,33 mA/°C. Isto significa que a corrente contínua permitida diminui à medida que a temperatura ambiente aumenta. A corrente direta de pico por segmento é de 90 mA, mas apenas em condições pulsadas (ciclo de trabalho de 1/10, largura de pulso de 0,1ms). A dissipação de potência máxima por segmento é de 70 mW. O dispositivo pode operar e ser armazenado numa gama de temperaturas de -35°C a +85°C. Para montagem, a temperatura máxima de soldadura é de 260°C durante no máximo 3 segundos a 1,6mm abaixo do plano de assento, o que é uma consideração padrão para perfis de reflow.

4. Explicação do Sistema de Binning

A ficha técnica indica que o dispositivo é categorizado por intensidade luminosa. Isto implica um sistema de binning onde as unidades são classificadas e vendidas com base na sua saída de luz medida a uma corrente de teste padrão (provavelmente 1mA). Os bins são definidos por valores de intensidade mínimos e máximos (ex.: 200-300 μcd, 300-400 μcd, etc.). Os projetistas devem especificar o bin necessário ou estar cientes das potenciais variações de intensidade ao adquirir componentes para aplicações que exijam uniformidade de brilho entre vários displays. A ficha técnica não especifica binning de tensão ou comprimento de onda para esta referência.

5. Análise das Curvas de Desempenho

Embora os gráficos específicos não sejam detalhados no texto fornecido, as curvas típicas para um dispositivo deste tipo incluiriam:

• Curva IV (Corrente vs. Tensão):Mostra a relação exponencial entre a tensão direta e a corrente. A tensão de joelho (onde a corrente começa a subir significativamente) é tipicamente cerca de 1,8-2,0V para LEDs vermelhos de AlInGaP.
• Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta:Uma relação geralmente linear a correntes mais baixas, podendo saturar a correntes mais elevadas devido a efeitos térmicos.
• Intensidade Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Mostra a diminuição da saída de luz à medida que a temperatura da junção aumenta. Os LEDs de AlInGaP têm tipicamente um coeficiente de temperatura negativo para a intensidade luminosa.
• Distribuição Espectral:Um gráfico da intensidade relativa vs. comprimento de onda, mostrando o pico a ~650nm e a meia-largura espectral.

Estas curvas são essenciais para compreender o comportamento do dispositivo em condições operacionais não padrão e para otimizar o circuito de acionamento para eficiência e longevidade.

6. Informações Mecânicas e de Embalagem

O dispositivo é fornecido numa embalagem padrão de display LED. Todas as dimensões são fornecidas em milímetros com uma tolerância geral de ±0,25 mm, salvo indicação em contrário. A pegada exata e o espaçamento dos pinos são definidos no desenho da embalagem, o que é crucial para o layout da PCB (Placa de Circuito Impresso). A disposição dos segmentos é contínua e uniforme.

6.1 Configuração dos Pinos e Identificação da Polaridade

O LTD-323JD tem uma configuração de ânodo comum duplo. Isto significa que existem dois pinos de ânodo comum (um para cada dígito num pacote multi-dígito; para um único dígito, pode ser usado um). A pinagem é a seguinte: O Pino 5 é o ânodo comum para o dígito 2, e o Pino 10 é o ânodo comum para o dígito 1. Os cátodos dos segmentos estão ligados aos pinos: A (pino 3), B (pino 9), C (pino 8), D (pino 6), E (pino 7), F (pino 4) e G (pino 1). O Pino 2 é indicado como \"Sem Pino\". A identificação correta dos pinos de ânodo e cátodo é vital para evitar a polarização reversa dos LEDs.

7. Diretrizes de Soldadura e Montagem

O parâmetro de soldadura chave fornecido é a temperatura máxima admissível de 260°C durante 3 segundos, medida a 1,6mm abaixo do plano de assento. Isto é compatível com perfis padrão de soldadura por reflow sem chumbo. Os projetistas devem garantir que o perfil térmico durante a montagem não exceda este limite para evitar danificar a embalagem epóxi ou as ligações internas. Devem ser observadas as precauções padrão de manuseamento para dispositivos sensíveis a ESD (Descarga Eletrostática). O armazenamento deve ser feito dentro da gama especificada de -35°C a +85°C num ambiente seco.

8. Sugestões de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

Ideal para qualquer dispositivo que necessite de um display numérico brilhante e nítido. Exemplos incluem multímetros digitais, contadores de frequência, rádios-despertador, temporizadores de eletrodomésticos de cozinha, controladores de HVAC, leituras de dispositivos médicos e monitores de processos industriais.

8.2 Considerações de Projeto

• Limitação de Corrente:Utilize sempre uma resistência em série (ou um driver de corrente constante) para cada segmento ou ânodo comum para definir a corrente direta. Calcule o valor da resistência com base na tensão de alimentação (Vcc), na tensão direta típica (Vf ~2,6V) e na corrente desejada (ex.: 10-20mA). R = (Vcc - Vf) / If.
• Multiplexagem:Para displays multi-dígitos, um esquema de acionamento multiplexado é comum para reduzir o número de pinos. Os ânodos comuns são comutados sequencialmente enquanto os dados dos segmentos correspondentes são aplicados. Certifique-se de que a corrente de pico neste esquema não excede a especificação máxima absoluta.
• Ângulo de Visão:O amplo ângulo de visão é benéfico, mas considere a linha de visão do utilizador pretendido durante o projeto mecânico.
• Gestão de Calor:Embora a dissipação de potência seja baixa, garanta ventilação adequada em espaços fechados, especialmente quando operar perto das especificações máximas ou a altas temperaturas ambientes.

9. Comparação Técnica

Em comparação com tecnologias mais antigas, como os LEDs vermelhos padrão de GaAsP (Fosfeto de Arsénio e Gálio), o LED Vermelho Hiper de AlInGaP oferece uma eficiência luminosa significativamente maior, resultando num brilho superior para a mesma corrente de acionamento. Também proporciona uma melhor saturação de cor (vermelho mais puro) e tipicamente tem uma vida operacional mais longa. Em comparação com LEDs brancos utilizados com filtros para displays vermelhos, o LED Vermelho Hiper é mais eficiente, pois emite a cor desejada diretamente, eliminando as perdas do filtro.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas nos Parâmetros Técnicos)

P: Qual é a finalidade da ligação \"Sem Pino\"?

R: Trata-se tipicamente de uma posição de pino não utilizada na embalagem, muitas vezes incluída por simetria mecânica ou porque o molde da embalagem é utilizado para múltiplas variantes do dispositivo com diferentes pinagens. Não deve ser ligado no circuito.

P: Posso acionar este display diretamente com um pino de um microcontrolador de 5V?

R: Não. A tensão direta é de apenas ~2,6V. Ligar 5V diretamente causaria corrente excessiva, destruindo o LED. É obrigatório o uso de uma resistência limitadora de corrente.

P: O que significa \"categorizado por intensidade luminosa\" para o meu projeto?

R: Significa que displays de diferentes lotes de produção podem ter níveis de brilho ligeiramente diferentes. Se a uniformidade visual entre várias unidades for crítica (ex.: num painel multi-dígitos), deve especificar um código de bin apertado ou implementar uma calibração de brilho por software.

P: Este display é adequado para uso exterior?

R: A gama de temperaturas de operação estende-se de -35°C a +85°C, o que cobre muitos ambientes. No entanto, para exposição direta à luz solar, considere o potencial de degradação por UV do epóxi e garanta que o brilho é suficiente para legibilidade diurna. Pode ser necessário um revestimento conformado para proteção contra humidade.

11. Caso Prático de Projeto

Cenário:Projetar um contador simples de dois dígitos utilizando o LTD-323JD, acionado por um microcontrolador de 3,3V.

Implementação:Utilize uma técnica de multiplexagem. Ligue os dois pinos de ânodo comum (Dígito 1 e Dígito 2) a dois pinos GPIO do microcontrolador configurados como saídas de dreno aberto/fonte. Ligue os sete cátodos dos segmentos (A-G) a outros sete pinos GPIO através de resistências limitadoras de corrente individuais de 33Ω (calculadas para ~20mA: R = (3,3V - 2,6V) / 0,02A = 35Ω; 33Ω é um valor padrão). O software ligaria alternadamente um ânodo comum de cada vez, enquanto define os pinos dos segmentos para o dígito a ser exibido. A taxa de atualização deve ser superior a 60 Hz para evitar cintilação visível.

12. Introdução ao Princípio de Funcionamento

O dispositivo opera com base no princípio da eletroluminescência numa junção p-n de semicondutor. Quando é aplicada uma tensão direta que excede a energia da banda proibida, os eletrões e as lacunas recombinam-se na região ativa (a estrutura de poços quânticos múltiplos de AlInGaP), libertando energia sob a forma de fotões. A composição específica de Alumínio, Índio, Gálio e Fósforo determina a energia da banda proibida e, consequentemente, o comprimento de onda (cor) da luz emitida — neste caso, vermelho hiper a 650 nm. O substrato de GaAs não transparente absorve a luz dispersa, melhorando o contraste.

13. Tendências de Desenvolvimento

A tendência na tecnologia de displays LED continua a direcionar-se para maior eficiência, menor consumo de energia e maior integração. Embora displays discretos de 7 segmentos como o LTD-323JD permaneçam relevantes para aplicações específicas, há uma mudança para displays OLED de matriz de pontos e micro-LED para gráficos mais complexos e flexibilidade. No entanto, para leituras numéricas simples, de alta fiabilidade e alto brilho, os displays LED baseados em AlInGaP e nos mais recentes InGaN continuarão a ser amplamente utilizados devido à sua robustez, longa vida útil e custo-eficácia na produção em volume. Avanços na embalagem podem levar a perfis ainda mais finos e ângulos de visão mais amplos.