Ficha Técnica do Display LED LTD-322JF - Dígito de 0,3 Polegadas - Cor Laranja-Amarela - Tensão Direta de 2,6V - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTD-322JF é um módulo de display LED de sete segmentos de alto desempenho, projetado para aplicações que requerem leituras numéricas nítidas e brilhantes. A sua função principal é fornecer uma exibição digital altamente legível num formato compacto.

1.1 Vantagens Principais e Mercado-Alvo

Este dispositivo foi concebido com várias vantagens-chave que o tornam adequado para uma variedade de aplicações industriais, comerciais e de instrumentação. Os seus pontos fortes incluem alto brilho e excelente contraste, garantindo legibilidade mesmo em ambientes bem iluminados. O amplo ângulo de visão permite que o display seja visto claramente de várias posições. Além disso, oferece fiabilidade de estado sólido, o que significa que não tem partes móveis e uma longa vida útil com manutenção mínima. O baixo consumo de energia torna-o energeticamente eficiente. O mercado-alvo inclui equipamentos de teste e medição, painéis de controlo industrial, dispositivos médicos, painéis de instrumentos automóveis e eletrodomésticos onde uma indicação numérica fiável é crítica.

2. Análise Profunda das Especificações Técnicas

Esta secção fornece uma análise objetiva e detalhada dos principais parâmetros técnicos do dispositivo, conforme definido na ficha técnica.

2.1 Características Fotométricas e Ópticas

O desempenho óptico é central para a funcionalidade do display. O dispositivo utiliza material semicondutor AlInGaP (Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio) cultivado num substrato de GaAs não transparente, responsável pela sua emissão distintiva laranja-amarela. A intensidade luminosa média típica (Iv) é de 320 a 800 microcandelas (μcd) quando alimentado por uma corrente direta (IF) de 1mA. Este parâmetro define o brilho percebido. O comprimento de onda de emissão de pico (λp) é tipicamente 611 nanómetros (nm), e o comprimento de onda dominante (λd) é 605 nm, definindo precisamente o ponto de cor laranja-amarela. A meia largura da linha espectral (Δλ) é de 17 nm, indicando uma emissão de cor relativamente pura e saturada. A correspondência de intensidade luminosa entre segmentos é especificada numa proporção máxima de 2:1, garantindo uma aparência uniforme em todo o dígito.

2.2 Parâmetros Elétricos

As características elétricas definem as condições de operação e os requisitos de energia. A tensão direta (VF) por segmento é tipicamente 2,6 Volts, com um máximo de 2,6V a uma corrente de teste de 20mA. Este é um parâmetro crítico para projetar o circuito limitador de corrente. As especificações máximas absolutas fornecem os limites para operação segura: a corrente direta contínua por segmento é de 25 mA, e a dissipação de potência por segmento não deve exceder 70 mW. Um fator de derating de 0,33 mA/°C aplica-se para a corrente contínua acima de 25°C de temperatura ambiente. O dispositivo pode suportar uma tensão reversa (VR) de até 5 Volts por segmento, e a corrente reversa (IR) é no máximo 100 μA a esta tensão.

2.3 Especificações Térmicas e Ambientais

A fiabilidade em várias condições ambientais é crucial. O dispositivo está classificado para uma gama de temperatura de operação de -35°C a +85°C. A gama de temperatura de armazenamento é idêntica. Esta ampla gama garante funcionalidade em ambientes adversos. Um parâmetro crítico de montagem é a temperatura de soldadura: o dispositivo pode suportar um máximo de 260°C por um máximo de 3 segundos, medido 1,6mm abaixo do plano de assentamento do encapsulamento. Esta informação é vital para definir o perfil de soldadura por refluxo durante a montagem da PCB.

3. Sistema de Categorização e Binning

A ficha técnica afirma explicitamente que os dispositivos são "categorizados por intensidade luminosa". Isto indica um processo de binning onde as unidades são classificadas e etiquetadas com base na sua saída de luz medida numa condição de teste padrão (tipicamente IF=1mA). Isto permite aos projetistas selecionar componentes com níveis de brilho consistentes para a sua aplicação, prevenindo variações notáveis na intensidade do display entre diferentes unidades ou lotes de produção. Embora os códigos de bin específicos não sejam detalhados neste excerto, a prática garante a consistência do produto.

4. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica faz referência a "Curvas Típicas de Características Elétricas / Ópticas". Embora os gráficos específicos não sejam fornecidos no texto, as curvas padrão para tais dispositivos tipicamente incluiriam:

• Corrente Direta vs. Tensão Direta (Curva I-V):Mostra a relação não linear, crucial para determinar a tensão de acionamento necessária para uma corrente desejada.
• Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta:Demonstra como a saída de luz aumenta com a corrente, até aos limites máximos especificados.
• Intensidade Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Mostra a redução da saída de luz à medida que a temperatura aumenta, o que é importante para aplicações de alta temperatura.
• Distribuição Espectral:Um gráfico de intensidade relativa versus comprimento de onda, confirmando visualmente os comprimentos de onda de pico e dominante e a largura espectral.

Estas curvas são essenciais para um projeto de circuito detalhado e para compreender o desempenho em condições não padrão.

5. Informação Mecânica e de Encapsulamento

5.1 Dimensões Físicas e Contorno

O dispositivo apresenta uma altura de dígito de 0,3 polegadas (7,62 mm). As dimensões do encapsulamento são fornecidas num desenho (referenciado mas não mostrado no texto), com todas as dimensões em milímetros e tolerâncias padrão de ±0,25 mm, salvo indicação em contrário. A construção física inclui uma face preta com segmentos brancos, o que melhora significativamente a relação de contraste quando os LEDs estão apagados, melhorando a legibilidade geral.

5.2 Ligação dos Pinos e Circuito Interno

O LTD-322JF é um display duplex de cátodo comum, o que significa que tem dois dígitos (Dígito 1 e Dígito 2) com os seus cátodos ligados separadamente. A pinagem é a seguinte: Pino 1: Ânodo G, Pino 3: Ânodo A, Pino 4: Ânodo F, Pino 5: Cátodo Comum (Dígito 2), Pino 6: Ânodo D, Pino 7: Ânodo E, Pino 8: Ânodo C, Pino 9: Ânodo B, Pino 10: Cátodo Comum (Dígito 1). Os pinos 2 e uma posição para o Pino 11 são indicados como "Sem Ligação" ou "Sem Pino". Um diagrama de circuito interno mostra o layout padrão de sete segmentos mais ponto decimal, com ânodos separados para cada segmento e cátodos comuns para cada dígito, permitindo o acionamento multiplexado.

6. Diretrizes de Soldadura e Montagem

Como mencionado nas Especificações Máximas Absolutas, o parâmetro crítico para a montagem é a tolerância ao calor da soldadura. O componente pode suportar uma temperatura de pico de 260°C por uma duração máxima de 3 segundos, medida num ponto 1,6mm abaixo do corpo do encapsulamento. Isto define o limite superior para um perfil padrão de soldadura por refluxo sem chumbo. Os projetistas e técnicos de montagem devem garantir que o perfil térmico não exceda este limite para evitar danos aos chips LED ou às ligações internas por fio. Procedimentos adequados de manuseamento ESD (Descarga Eletrostática) devem ser sempre seguidos durante a montagem.

7. Sugestões de Aplicação

7.1 Cenários de Aplicação Típicos

A combinação de alto brilho, contraste, amplo ângulo de visão e fiabilidade torna o LTD-322JF ideal para:

• Controlos Industriais:Medidores de painel, indicadores de processo, displays de temporizadores.
• Equipamentos de Teste e Medição:Multímetros, contadores de frequência, fontes de alimentação.
• Automóvel (Aftermarket):Mostradores, displays de ferramentas de diagnóstico.
• Eletrodomésticos:Fornos micro-ondas, máquinas de lavar roupa, equipamentos de áudio.
• Dispositivos Médicos:Monitores portáteis, equipamentos de diagnóstico (onde a cor específica pode ser escolhida para maior clareza).

7.2 Considerações de Projeto

• Limitação de Corrente:Utilize sempre resistências limitadoras de corrente em série para cada ânodo de segmento. O valor da resistência é calculado com base na tensão de alimentação (Vcc), na tensão direta do LED (Vf ~2,6V) e na corrente direta desejada (por exemplo, 10-20 mA para um bom brilho). Fórmula: R = (Vcc - Vf) / If.
• Multiplexagem:Para displays multi-dígito como este, a multiplexagem é a técnica de acionamento padrão. Isto envolve ativar sequencialmente o cátodo comum de um dígito de cada vez, enquanto se apresentam os dados de segmento para esse dígito. Isto reduz significativamente o número de pinos de I/O do microcontrolador necessários.
• Dissipação de Potência:Certifique-se de que a potência calculada por segmento (Vf * If) não excede 70 mW, especialmente a altas temperaturas ambientes onde se aplica o derating.
• Ângulo de Visão:Posicione o display considerando o seu amplo ângulo de visão para maximizar a visibilidade para o utilizador final.

8. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado com tecnologias mais antigas, como LEDs vermelhos padrão de GaAsP ou GaP, o material AlInGaP utilizado no LTD-322JF oferece uma eficiência luminosa significativamente maior, resultando em maior brilho para a mesma corrente de acionamento. A cor laranja-amarela (605-611 nm) pode oferecer melhor brilho percebido e contraste para o olho humano em certas condições de iluminação, comparada com o vermelho profundo. Comparado com LEDs azuis ou brancos com conversão por fósforo, os dispositivos AlInGaP têm tipicamente uma saída espectral mais estreita e maior eficácia para a sua cor específica. A altura de dígito de 0,3 polegadas coloca-o numa categoria de tamanho comum para displays montados em painel, oferecendo um bom equilíbrio entre legibilidade e requisitos de espaço.

9. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

P: Qual é o propósito da nota "categorizado por intensidade luminosa"?

R: Significa que os LEDs são classificados (binning) com base na sua saída de luz. Pode encomendar componentes de um bin de brilho específico para garantir consistência em todos os displays do seu produto.

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

R: Não. Deve utilizar resistências limitadoras de corrente. Ligar uma fonte de 5V diretamente a um ânodo LED causaria corrente excessiva, destruindo o segmento. Calcule o valor da resistência conforme descrito nas considerações de projeto.

P: O que significa "duplex de cátodo comum" para acionar o display?

R: Significa que os dois dígitos partilham os ânodos dos segmentos, mas têm pinos de cátodo separados. Isto permite-lhe usar multiplexagem: ligar o cátodo do Dígito 1 e acender os seus segmentos, depois desligá-lo, ligar o cátodo do Dígito 2 e acender os seus segmentos, e repetir rapidamente. O olho humano percebe ambos os dígitos como continuamente acesos.

P: O ponto decimal está incluído?

R: O diagrama de circuito interno e a descrição dos pinos (Ânodo DP) indicam que existe um segmento de ponto decimal e que pode ser controlado independentemente, tal como os segmentos principais (A-G).

10. Estudo de Caso de Projeto e Utilização

Cenário: Projetar um medidor de temperatura simples de dois dígitos.Um microcontrolador lê um sensor de temperatura. O valor (de 0 a 99) precisa de ser exibido. O LTD-322JF é escolhido pela sua clareza e facilidade de uso. O projeto utiliza 8 pinos do microcontrolador: 7 para os ânodos dos segmentos (A-G, DP opcional) e 1 para os cátodos dos dígitos (usando um transistor para suportar a corrente combinada mais alta do cátodo). O firmware implementa multiplexagem, atualizando o display 50-100 vezes por segundo para evitar cintilação. As resistências limitadoras de corrente são colocadas em cada uma das 7 linhas de segmento. A face preta do display proporciona um excelente contraste com o painel de instrumentos quando o display está apagado.

11. Introdução ao Princípio Tecnológico

A tecnologia central baseia-se no sistema de material semicondutor AlInGaP (Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio). Quando polarizado diretamente, os eletrões e as lacunas são injetados na região ativa do chip LED onde se recombinam, libertando energia na forma de fotões (luz). A composição específica de alumínio, índio, gálio e fósforo na rede cristalina determina a energia da banda proibida, que corresponde diretamente ao comprimento de onda (cor) da luz emitida. Para o LTD-322JF, esta composição é ajustada para produzir fotões na gama de 605-611 nm, percebidos como laranja-amarelo. O uso de um substrato de GaAs não transparente ajuda a direcionar a luz para fora através do topo do dispositivo, melhorando a eficiência geral de extração de luz em comparação com alguns designs mais antigos.

12. Tendências e Contexto da Indústria

A tecnologia AlInGaP representa uma solução madura e altamente otimizada para LEDs de alto brilho vermelhos, laranja, âmbar e amarelos. Tem sido o material dominante para estas cores em aplicações de indicador e display durante décadas, devido à sua alta eficiência e fiabilidade. As tendências atuais na tecnologia de display para eletrónica de consumo são dominadas por soluções de cor total e pixeladas, como OLEDs e micro-LEDs. No entanto, para displays numéricos e alfanuméricos dedicados e de baixa complexidade que requerem alta fiabilidade, amplas gamas de temperatura de operação e longa vida útil — especialmente nos setores industrial, automóvel e de eletrodomésticos — dispositivos como o LTD-322JF permanecem altamente relevantes. A tendência aqui é para uma eficiência ainda maior e possivelmente a integração de eletrónica de acionamento dentro do encapsulamento do display ("displays inteligentes"), embora o formato básico de sete segmentos continue a ser amplamente utilizado.