Folha de Dados do Display LED LTP-3786JD-03 - Altura do Dígito 0,54 Polegadas - Vermelho Hiper - Tensão Direta 2,6V - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTP-3786JD-03 é um display alfanumérico de dois dígitos e 14 segmentos, projetado para aplicações que requerem representação clara de caracteres. Apresenta uma altura de dígito de 0,54 polegadas (13,8 mm), tornando-o adequado para leituras de tamanho médio em diversos equipamentos eletrónicos. O dispositivo utiliza chips LED Vermelho Hiper de AlInGaP (Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio) fabricados num substrato de GaAs, oferecendo uma saída espectral específica. O display possui uma face cinza claro com segmentos brancos, melhorando o contraste e a legibilidade.

1.1 Características e Vantagens Principais

• Aparência dos Caracteres:Segmentos contínuos e uniformes contribuem para uma excelente definição e aparência dos caracteres.
• Desempenho Ótico:Alto brilho e alto contraste garantem visibilidade em várias condições de iluminação.
• Ângulo de Visão:Um amplo ângulo de visão permite que o display seja lido de diferentes posições.
• Eficiência Energética:Baixa exigência de potência, típica da tecnologia LED.
• Confiabilidade:Construção de estado sólido oferece longa vida operacional e resistência a choques e vibrações.
• Consistência:Os dispositivos são categorizados ("binned") por intensidade luminosa, auxiliando na obtenção de brilho uniforme entre múltiplas unidades numa montagem.

1.2 Aplicações Alvo

Este display destina-se a ser utilizado em equipamentos eletrónicos comuns. Isto inclui, mas não se limita a, equipamentos de automação de escritório, dispositivos de comunicação, eletrodomésticos, painéis de instrumentação e eletrónica de consumo onde são necessárias leituras numéricas claras e alfanuméricas limitadas.

2. Análise Detalhada das Especificações Técnicas

2.1 Classificações Absolutas Máximas

Estas classificações definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente ao dispositivo. A operação deve ser mantida dentro destes limites.

• Dissipação de Potência por Chip:70 mW
• Corrente Direta de Pico por Chip:90 mA (em condições pulsadas: ciclo de trabalho 1/10, largura de pulso 0,1 ms)
• Corrente Direta Contínua por Chip:25 mA a 25°C. Um fator de derating de 0,33 mA/°C aplica-se acima de 25°C.
• Tensão Reversa por Chip:5 V
• Faixa de Temperatura de Operação e Armazenamento:-35°C a +85°C
• Condição de Soldadura:260°C durante 3 segundos, com o ponto de solda pelo menos 1/16 de polegada (≈1,6 mm) abaixo do plano de assento do dispositivo.

2.2 Características Elétricas e Óticas (Ta=25°C)

Estes são os parâmetros de desempenho típicos sob condições de teste especificadas.

• Intensidade Luminosa Média (I_V):200-520 µcd (microcandelas) a uma corrente direta (I_F) de 1 mA. Medida com um filtro que aproxima a curva de resposta fotópica do olho CIE.
• Comprimento de Onda de Emissão de Pico (λ_p):650 nm a I_F=20 mA.
• Comprimento de Onda Dominante (λ_d):639 nm a I_F=20 mA, com uma tolerância de ±1 nm. Isto define a cor percebida.
• Largura a Meia Altura Espectral (Δλ):20 nm a I_F=20 mA, indicando a pureza espectral.
• Tensão Direta por Segmento (V_F):2,1V a 2,6V a I_F=20 mA. Tolerância é ±0,1V.
• Corrente Reversa por Segmento (I_R):Máximo 100 µA a uma tensão reversa (V_R) de 5V.
• Taxa de Correspondência de Intensidade Luminosa (I_V-m):Razão máxima de 2:1 entre segmentos a I_F=1 mA, garantindo uniformidade de brilho.
• Diafonia:≤ 2,5%, minimizando a iluminação indesejada de segmentos não selecionados.

3. Informações Mecânicas e de Embalagem

3.1 Dimensões da Embalagem

O display é fornecido numa embalagem padrão de dois dígitos com 18 pinos. Notas dimensionais principais incluem:

• Todas as dimensões estão em milímetros (mm).
• A tolerância geral é de ±0,25 mm, salvo indicação em contrário.
• A tolerância de desvio da ponta do pino é de ±0,4 mm.
• O diâmetro recomendado do orifício na PCB para os pinos é de 1,0 mm.
• Critérios de qualidade são definidos para material estranho (≤10 mil), contaminação por tinta (≤20 mil), bolhas nos segmentos (≤10 mil) e curvatura do refletor (≤1% do comprimento).

3.2 Configuração dos Pinos e Circuito Interno

O dispositivo apresenta uma configuração deânodo comum. Existem dois pinos de ânodo comum: um para o Carácter 1 (pino 16) e outro para o Carácter 2 (pino 11). Todos os outros pinos (exceto o pino 3, que é Sem Conexão) são cátodos para segmentos individuais (A a P, e D.P. para o ponto decimal). O diagrama do circuito interno mostra os chips LED independentes para cada segmento, conectados aos seus respectivos ânodos comuns. Esta estrutura permite a multiplexação para acionar os dois dígitos.

4. Diretrizes e Precauções de Aplicação

4.1 Considerações de Projeto e Utilização

• Âmbito de Aplicação:Adequado para equipamentos eletrónicos comuns. Não recomendado para aplicações críticas de segurança (aviação, suporte de vida médico, etc.) sem consulta prévia.
• Projeto do Circuito de Acionamento:
  • Acionamento por Corrente Constante:Altamente recomendado para manter intensidade luminosa e cor consistentes.
  • Faixa de Tensão:O circuito deve acomodar toda a faixa de V_F (2,1V-2,6V) para garantir que a corrente desejada seja fornecida em todas as condições.
  • Proteção:O circuito deve proteger contra tensões reversas e picos de tensão transitórios durante ciclos de energia.
  • Gestão Térmica:A corrente de operação deve ser reduzida com base na temperatura ambiente máxima para prevenir degradação da luz ou falha.
• Evitar Polarização Reversa:Pode causar migração de metal, aumentando a corrente de fuga ou causando curtos-circuitos.
• Ambiental:Evitar mudanças rápidas de temperatura em ambientes húmidos para prevenir condensação no display.
• Manuseamento Mecânico:Não aplicar força anormal ao corpo do display durante a montagem.
• Para Múltiplos Displays:Utilizar displays do mesmo lote de intensidade luminosa (BIN) para evitar brilho (tom) irregular numa montagem.

4.2 Condições de Armazenamento e Manuseamento

• Armazenamento Padrão (na embalagem original):Temperatura: 5°C a 30°C. Humidade: Abaixo de 60% RH. Armazenamento de longo prazo fora destas condições pode levar à oxidação dos pinos.
• Armazenamento Pós-Abertura (para tipos SMD, referência):Se a bolsa de barreira de humidade for aberta, o dispositivo deve ser utilizado dentro de 168 horas (Nível MSL 3) nas mesmas condições de temperatura/humidade.
• Secagem (Baking):Se uma embalagem não selada foi armazenada por mais de 6 meses, recomenda-se secagem a 60°C durante 48 horas antes da montagem, que deve ser concluída dentro de uma semana.

5. Análise de Curvas de Desempenho e Características

A folha de dados referencia curvas de desempenho típicas (embora não exibidas no texto fornecido). Estas curvas são cruciais para o projeto e normalmente incluem:

• Corrente Direta vs. Tensão Direta (Curva I-V):Mostra a relação não linear, essencial para selecionar resistências limitadoras de corrente ou projetar drivers de corrente constante.
• Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta:Demonstra como a saída de luz aumenta com a corrente, auxiliando na calibração do brilho e análise de eficiência.
• Intensidade Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Mostra a redução da saída de luz à medida que a temperatura sobe, crítica para o projeto térmico em ambientes de alta temperatura.
• Distribuição Espectral:Um gráfico de intensidade relativa vs. comprimento de onda, confirmando os comprimentos de onda dominante e de pico e a largura a meia altura espectral.

Os projetistas devem consultar os gráficos completos da folha de dados para entender quantitativamente estas relações para as suas condições operacionais específicas.

6. Comparação e Diferenciação Técnica

O LTP-3786JD-03 diferencia-se através de vários aspetos-chave:

• Tecnologia do Chip:Utiliza chips Vermelho Hiper de AlInGaP, que geralmente oferecem maior eficiência e melhor estabilidade térmica em comparação com as tecnologias mais antigas de GaAsP ou GaP para cores vermelhas/laranjas.
• Projeto Ótico:A face cinza claro com segmentos brancos é projetada para alto contraste, melhorando a legibilidade em comparação com displays de face preta ou segmentos difusos.
• Controlo de Qualidade:A especificação de tolerâncias apertadas para defeitos nos segmentos (bolhas, contaminação) e a categorização por intensidade luminosa (BINning) indicam um foco na consistência e qualidade ótica.
• Embalagem:O design de montagem através de orifício (through-hole) com 18 pinos e ânodos comuns separados para cada dígito proporciona flexibilidade em circuitos de acionamento por multiplexação.

7. Perguntas Frequentes (FAQs)

7.1 Como aciono este display?

Utilize uma técnica de multiplexação. Ative sequencialmente um ânodo comum (dígito) de cada vez, enquanto aplica o padrão de cátodo correto para os segmentos desejados nesse dígito. O ciclo deve ser suficientemente rápido para evitar cintilação (tipicamente >60 Hz). Recomenda-se um driver de corrente constante por segmento ou uma fonte com limitação de corrente.

7.2 Qual é o propósito do código BIN de intensidade?

O código BIN agrupa os displays com base na sua intensidade luminosa medida a uma corrente de teste padrão. Usar displays do mesmo BIN numa aplicação com múltiplas unidades garante brilho uniforme em todos os dígitos, prevenindo uma aparência irregular.

7.3 Posso usar uma simples resistência para limitar a corrente?

Sim, para aplicações simples. Calcule o valor da resistência usando R = (V_fonte- V_F) / I_F. Use o V_Fmáximo da folha de dados (2,6V) para garantir que a corrente mínima seja atingida nas piores condições. No entanto, para a melhor consistência entre segmentos e temperaturas, um circuito de corrente constante é superior.

7.4 Por que a proteção contra tensão reversa é importante?

Aplicar uma polarização reversa além da classificação absoluta máxima (5V) pode causar dano imediato. Mesmo tensões reversas menores, se sustentadas ou repetitivas (ex., de "kickback" indutivo num circuito), podem degradar o LED ao longo do tempo através de eletromigração, levando ao aumento da fuga ou falha.

8. Exemplo de Aplicação Prática

Cenário: Projetar um contador simples de dois dígitos.

1. Interface com Microcontrolador:Conecte os dois pinos de ânodo comum (11, 16) a dois pinos GPIO configurados como saídas de fornecimento de corrente (sourcing). Conecte os 16 pinos de cátodo de segmento a pinos GPIO configurados como saídas de absorção de corrente (sinking), possivelmente através de transístores ou um CI driver para correntes mais altas.
2. Limitação de Corrente:Implemente sumidouros de corrente constante para cada linha de cátodo, ajustados para 10-15 mA para um bom equilíbrio entre brilho e longevidade, mantendo-se bem abaixo da classificação contínua de 25 mA.
3. Software:Crie uma tabela de pesquisa mapeando números de 0 a 9 para os padrões de segmento apropriados (A-G). No loop principal, ative o Dígito 1, envie o padrão para a casa das dezenas, aguarde 1-5 ms, desative o Dígito 1, ative o Dígito 2, envie o padrão para a casa das unidades, aguarde 1-5 ms e repita. Isto cria uma exibição estável e sem cintilação.
4. Consideração Térmica:Se o invólucro puder ficar quente (ex., >50°C), considere reduzir ligeiramente a corrente de acionamento usando o fator de derating (0,33 mA/°C acima de 25°C) para garantir a confiabilidade.

9. Princípio de Operação e Tendências Tecnológicas

9.1 Princípio Básico de Operação

Um LED é um díodo semicondutor. Quando uma tensão direta que excede a sua banda proibida é aplicada, eletrões e lacunas recombinam-se na região ativa (a camada de AlInGaP neste caso), libertando energia na forma de fotões (luz). A composição específica da liga de AlInGaP determina a energia da banda proibida e, portanto, o comprimento de onda (cor) da luz emitida, que está no espectro do vermelho hiper para este dispositivo. O layout de 14 segmentos permite a formação de numerais e um conjunto limitado de caracteres alfabéticos através da iluminação seletiva de combinações dos segmentos.

9.2 Tendências da Indústria

Embora displays de montagem através de orifício como o LTP-3786JD-03 permaneçam relevantes para prototipagem, reparação e certas aplicações industriais, a tendência mais ampla na tecnologia de displays é para embalagens de dispositivo de montagem em superfície (SMD) para montagem automatizada e miniaturização. Adicionalmente, há um impulso contínuo para maior eficiência (mais lúmens por watt), o que para LEDs vermelhos envolve otimizar a estrutura epitaxial de AlInGaP e melhorar a extração de luz do chip. Para displays alfanuméricos, painéis de matriz de pontos são cada vez mais comuns, pois oferecem capacidade alfanumérica e gráfica completa, embora os displays segmentados mantenham vantagens em custo, simplicidade e clareza para leituras numéricas dedicadas.