Ficha Técnica do Display LED LTS-3403LJS - Dígito de 0,8 Polegadas - Amarelo AlInGaP - Tensão Direta 2,6V - Dissipação de Potência 70mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTS-3403LJS é um módulo de display alfanumérico de sete segmentos e um único dígito, projetado para aplicações que requerem indicação numérica clara e de baixo consumo. Sua função principal é fornecer uma leitura digital altamente legível. A vantagem central deste dispositivo reside na utilização da tecnologia de semicondutor Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio (AlInGaP) para os chips LED, que são fabricados sobre um substrato não transparente de Arseneto de Gálio (GaAs). Esta combinação específica de materiais é projetada para produzir uma emissão amarela distinta. O display apresenta um painel frontal cinza com marcações de segmentos brancas, melhorando o contraste e a legibilidade sob várias condições de iluminação. É categorizado como um display de cátodo comum, uma configuração padrão para simplificar a multiplexação em aplicações com múltiplos dígitos. O mercado-alvo deste componente inclui painéis de controle industrial, equipamentos de teste e medição, eletrodomésticos, painéis de automóveis (para indicadores não críticos) e qualquer sistema embarcado que necessite de um display numérico de um dígito confiável.

2. Análise Detalhada das Especificações Técnicas

2.1 Características Fotométricas e Ópticas

O desempenho óptico é central para a funcionalidade do display. O parâmetro chave, Intensidade Luminosa Média (Iv), é especificada com um mínimo de 320 µcd, um valor típico de 900 µcd, e sem máximo declarado, quando acionada por uma corrente direta (IF) de 1mA. Isto indica uma saída brilhante adequada para uso interno. A saída de luz é caracterizada por um Comprimento de Onda de Emissão de Pico (λp) de 588 nm e um Comprimento de Onda Dominante (λd) de 587 nm em IF=20mA, posicionando firmemente sua emissão na região amarela do espectro visível. A Largura de Meia Linha Espectral (Δλ) é de 15 nm, denotando uma cor relativamente pura com dispersão espectral mínima. A correspondência de intensidade luminosa entre os segmentos é garantida dentro de uma proporção de 2:1, assegurando brilho uniforme ao longo do dígito, o que é crítico para fins estéticos e de legibilidade. Todas as medições fotométricas estão alinhadas com a curva padrão de resposta do olho fotópico da CIE (Commission Internationale de l'Eclairage).

2.2 Parâmetros Elétricos

As especificações elétricas definem os limites e condições operacionais para uso confiável. As Classificações Absolutas Máximas estabelecem os limites rígidos: uma Dissipação de Potência de 70 mW por segmento, uma Corrente Direta de Pico de 60 mA por segmento (sob condições pulsadas: ciclo de trabalho 1/10, largura de pulso 0,1ms), e uma Corrente Direta Contínua de 25 mA por segmento a 25°C, reduzindo linearmente a 0,33 mA/°C. A Tensão Reversa máxima por segmento é de 5 V. Sob condições operacionais padrão (Ta=25°C), a Tensão Direta (VF) por segmento varia de 2,05V (mín) a 2,6V (máx) a uma corrente de teste de 10mA. A Corrente Reversa (IR) é no máximo de 100 µA na tensão reversa total de 5V, indicando boas características de diodo.

2.3 Especificações Térmicas e Ambientais

O dispositivo é classificado para uma Faixa de Temperatura de Operação de -35°C a +85°C, com uma Faixa de Temperatura de Armazenamento idêntica. Esta ampla faixa o torna adequado para aplicações em ambientes não climatizados. Um parâmetro crítico de montagem é a classificação de Temperatura de Solda: o dispositivo pode suportar 260°C por 3 segundos em um ponto 1/16 de polegada (aproximadamente 1,59 mm) abaixo do plano de assentamento. Esta é uma classificação padrão para processos de soldagem por onda ou refusão, mas deve-se tomar cuidado para não exceder este perfil térmico.

3. Sistema de Categorização e Binning

A ficha técnica declara explicitamente que os dispositivos são "Categorizados por Intensidade Luminosa". Isto implica um processo de binning onde as unidades são classificadas e etiquetadas com base em sua saída de luz medida em uma condição de teste padrão (provavelmente IF=1mA). Isto permite que os projetistas selecionem peças com brilho consistente para uma determinada aplicação ou ao longo de uma linha de produção, garantindo uniformidade visual em displays de múltiplos dígitos. Embora não detalhado neste documento específico, o binning típico para tais displays pode envolver a classificação em faixas de intensidade (ex.: Iv > 500 µcd, Iv > 700 µcd). A rigorosa proporção de correspondência de intensidade luminosa de 2:1 é outra forma de categorização de desempenho dentro de um único dispositivo.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Embora o trecho da ficha técnica fornecido faça referência a "Curvas Típicas de Características Elétricas / Ópticas", os gráficos específicos não estão incluídos no texto. Tipicamente, tais curvas para um display LED incluiriam:Corrente Direta vs. Tensão Direta (Curva I-V): Este gráfico mostra a relação exponencial, ajudando os projetistas a selecionar resistores limitadores de corrente apropriados. A tensão de joelho está em torno da VF típica de 2,6V.Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta (Curva L-I): Isto mostra como a saída de luz aumenta com a corrente, até os limites máximos especificados. É geralmente linear na faixa de operação normal.Intensidade Luminosa vs. Temperatura Ambiente: Esta curva mostraria a diminuição na saída de luz à medida que a temperatura da junção aumenta, importante para aplicações de alta temperatura ou alta corrente.Distribuição Espectral de Potência Relativa: Um gráfico mostrando a intensidade da luz emitida através dos comprimentos de onda, centrada em torno de 587-588 nm com a meia largura declarada de 15 nm.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

O LTS-3403LJS vem em um formato padrão de pacote duplo em linha (DIP) adequado para montagem através de furo em uma placa de circuito impresso (PCB) ou inserção em um soquete. As dimensões do pacote são fornecidas em milímetros com uma tolerância geral de ±0,25 mm. As características mecânicas principais incluem a altura do dígito de 0,8 polegadas (20,32 mm), que define o tamanho físico do caractere exibido. A face cinza e os segmentos brancos fazem parte do molde do pacote. O arranjo dos pinos é projetado para compatibilidade com layouts padrão de PCB e soquetes.

6. Conexão dos Pinos e Circuito Interno

O dispositivo tem uma configuração de 17 pinos, embora nem todos os pinos sejam ativos. A pinagem é a seguinte: Pino 2: Ânodo para o segmento A, Pino 3: Ânodo para o segmento F, Pinos 4, 6, 12, 17: Cátodo Comum (todos conectados internamente), Pino 5: Ânodo para o segmento E, Pino 7: Ânodo para o Ponto Decimal Esquerdo (L.D.P), Pino 10: Ânodo para o Ponto Decimal Direito (R.D.P), Pino 11: Ânodo para o segmento D, Pino 13: Ânodo para o segmento C, Pino 14: Ânodo para o segmento G, Pino 15: Ânodo para o segmento B. Os pinos 1, 8, 9 e 16 estão listados como "SEM PINO" (não conectados). O diagrama do circuito interno mostra uma configuração de cátodo comum, onde todos os cátodos dos segmentos LED são conectados internamente aos pinos de cátodo comum. Cada ânodo de segmento é individualmente acessível. Os dois pontos decimais (esquerdo e direito) também são LEDs separados com seus próprios ânodos.

7. Diretrizes de Soldagem e Montagem

A diretriz principal fornecida é o perfil de temperatura de solda absoluto máximo: 260°C por 3 segundos, medido a 1,59 mm (1/16") abaixo do plano de assentamento. Isto é crítico para processos de soldagem por onda. Para soldagem manual, deve-se usar um ferro de soldar com controle de temperatura, e o tempo de contato por pino deve ser minimizado para evitar danos por calor ao chip interno e ao pacote plástico. O dispositivo deve ser armazenado na faixa de temperatura especificada (-35°C a +85°C) em um ambiente seco para evitar absorção de umidade, que pode causar "efeito pipoca" durante a refusão se não for adequadamente pré-aquecido antes do uso.

8. Sugestões de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

Este display é ideal para aplicações que requerem um único dígito numérico altamente visível. Exemplos incluem:Instrumentação: Medidores de painel, contadores de frequência, temporizadores.Eletrônicos de Consumo: Display de relógio de forno micro-ondas, leitura de termostato, balança de banheiro.Controles IndustriaisMercado Automotivo de Acessórios: Medidores auxiliares (tensão, temperatura).Kits Educacionais: Para ensinar eletrônica digital e interfaceamento com microcontroladores.

8.2 Considerações de Projeto

Limitação de Corrente: Cada ânodo de segmento deve ser acionado através de um resistor limitador de corrente. O valor do resistor (R) é calculado usando R = (Vcc - VF) / IF, onde Vcc é a tensão de alimentação, VF é a tensão direta (use o valor máximo para confiabilidade) e IF é a corrente direta desejada (não exceder 25 mA DC). Para uma alimentação de 5V e IF=10mA, R = (5 - 2,6) / 0,01 = 240 Ohms.Circuito de Acionamento: Sendo de cátodo comum, os cátodos são tipicamente conectados ao terra (ou a um transistor de chaveamento para multiplexação), e os ânodos são levados a nível alto para iluminar um segmento. Microcontroladores ou CIs dedicados de acionamento de display (como registradores de deslocamento 74HC595 ou MAX7219) são comumente usados.Multiplexação: Para displays de múltiplos dígitos, múltiplas unidades LTS-3403LJS podem ser multiplexadas habilitando sequencialmente o cátodo comum de cada dígito enquanto os dados de segmento para aquele dígito são apresentados. Isto reduz o número de pinos de I/O necessários.Ângulo de Visão: O amplo ângulo de visão é benéfico para aplicações onde o display pode ser visualizado de posições fora do eixo.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

O LTS-3403LJS se diferencia principalmente pelo uso datecnologia LED Amarelo AlInGaP. Comparado a tecnologias mais antigas como GaP padrão (que produz um amarelo menos eficiente e mais esverdeado) ou luz filtrada, o AlInGaP oferece maior eficiência luminosa e uma cor amarela mais saturada e pura. Aface cinza com segmentos brancosfornece excelente contraste quando os LEDs estão desligados, tornando o contorno do dígito sempre visível, ao contrário de faces totalmente pretas. Seubaixo consumo de energia(possibilitado por LEDs eficientes e baixa VF) o torna adequado para dispositivos alimentados por bateria. Acategorização por intensidade luminosaé um diferencial de qualidade chave, garantindo consistência de brilho, o que nem sempre é garantido com displays de baixo custo.

10. Perguntas Frequentes (FAQ)

P: Qual é a diferença entre cátodo comum e ânodo comum?

R: Em um display de cátodo comum, todos os cátodos dos LEDs são conectados juntos. Para acender um segmento, seu ânodo é levado a nível alto (para Vcc) enquanto o cátodo comum é conectado a nível baixo (ao terra). No ânodo comum, o oposto é verdadeiro. O LTS-3403LJS é de cátodo comum.

P: Posso acionar este display diretamente a partir de um pino de um microcontrolador?

R: Sim, mas com ressalvas importantes. Um pino de microcontrolador pode fornecer/absorver apenas uma corrente limitada (frequentemente 20-25mA). Você deve usar um resistor limitador de corrente para cada segmento que acionar. Além disso, se acionar múltiplos segmentos simultaneamente a partir de uma porta, certifique-se de que a corrente total não exceda o limite de corrente total da porta ou do chip do microcontrolador. Usar um CI de acionamento é geralmente mais seguro.

P: O que significa "Compatível com C.I."?

R: Significa que as características elétricas (tensão direta, requisitos de corrente) do display estão dentro das capacidades de tensão de saída e fornecimento/absorção de corrente de saídas de circuitos integrados (CI) padrão, como aquelas das famílias lógicas TTL ou CMOS ou microcontroladores, especialmente quando usadas com resistores limitadores de corrente apropriados.

P: Como calculo o valor do resistor para um segmento?

R: Use a Lei de Ohm: R = (Tensão de Alimentação - Tensão Direta do LED) / Corrente Desejada do LED. Sempre use a VF máxima da ficha técnica (2,6V) para um projeto conservador que garanta que a corrente nunca seja excedida, mesmo com variação entre peças.

11. Exemplo Prático de Projeto e Uso

Estudo de Caso: Construindo um Contador de Um Dígito com um Arduino.O objetivo é criar um contador que incremente de 0 a 9.Componentes: Arduino Uno, LTS-3403LJS, oito resistores de 220Ω (um para os segmentos A-G e o ponto decimal), uma placa de ensaio e fios jumper.Fiação: Conecte os pinos de cátodo comum (4,6,12,17) do display ao GND do Arduino. Conecte cada ânodo de segmento (pinos 2,3,5,7,10,11,13,14,15) a um pino digital individual do Arduino (ex.: 2 a 10) via um resistor limitador de corrente de 220Ω.Software: No sketch do Arduino, defina um array que mapeia dígitos (0-9) para a combinação de segmentos que precisam ser acesos (um "mapa de segmentos"). No loop, percorra os dígitos de 0 a 9, use o mapa de segmentos para definir os pinos corretos do Arduino como HIGH para iluminar os segmentos correspondentes, aguarde um segundo, então limpe o display e passe para o próximo dígito. Este exemplo demonstra acionamento direto, limitação de corrente e o uso de cátodo comum.

12. Introdução ao Princípio Tecnológico

O LTS-3403LJS é baseado natecnologia de Diodo Emissor de Luz (LED). Um LED é um diodo semicondutor de junção p-n. Quando polarizado diretamente (tensão positiva aplicada ao lado p em relação ao lado n), elétrons da região n e lacunas da região p são injetados na região da junção. Quando esses portadores de carga se recombinam, eles liberam energia. Em um diodo de silício padrão, essa energia é liberada como calor. Em um semicondutor de banda direta como o AlInGaP, uma porção significativa dessa energia é liberada como fótons (luz). O comprimento de onda específico (cor) da luz emitida é determinado pela energia da banda proibida do material semicondutor. As ligas de AlInGaP são projetadas para ter uma banda proibida correspondente à emissão de luz nas regiões vermelha, laranja, âmbar e amarela do espectro. O "substrato GaAs não transparente" mencionado na ficha técnica é a pastilha base sobre a qual as camadas de AlInGaP são crescidas. Sua natureza não transparente ajuda a refletir a luz para cima, melhorando a eficiência geral de extração de luz do topo do chip.

13. Tendências e Contexto Tecnológico

Embora esta ficha técnica específica seja de 2001, a tecnologia subjacente de AlInGaP representou um avanço significativo na época para a produção de LEDs amarelos, laranjas e vermelhos de alto brilho. Ela substituiu amplamente tecnologias mais antigas e menos eficientes como GaAsP e GaP para essas cores. No cenário mais amplo da tecnologia de displays, displays LED discretos de sete segmentos como o LTS-3403LJS foram amplamente suplantados em novos projetos por soluções mais integradas. Estas incluem:Displays LED de Matriz de PontoseDisplays OLED, que oferecem capacidades alfanuméricas e gráficas completas.Módulos de Display Integradoscom controladores embutidos (I2C, SPI) que simplificam a interface.LCDspara aplicações de ultrabaixo consumo. No entanto, os LEDs discretos de sete segmentos permanecem relevantes em nichos onde suas vantagens específicas são primordiais: extrema simplicidade, brilho e contraste muito altos, amplos ângulos de visão, robustez, baixo custo para necessidades de um dígito e a estética "retrô" distintiva que às vezes é desejada. Eles também são ferramentas educacionais fundamentais para aprender eletrônica digital.