Folha de Dados Técnicos do Display LED Alfanumérico de Dígito Duplo LTP-4823JD - Altura de Dígito 0,4 Polegadas (10mm) - Vermelho Hiper (650nm) - Tensão Direta 2,6V - Dissipação de Potência 70mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTP-4823JD é um módulo de display alfanumérico de dígito duplo, compacto e de alto desempenho, projetado para aplicações que requerem apresentação clara de caracteres e símbolos. A sua função principal é fornecer uma interface de saída visual para dados numéricos, letras e símbolos específicos, tornando-o adequado para uma vasta gama de instrumentação, painéis de controlo e eletrónica de consumo.

A vantagem central deste dispositivo reside na utilização da tecnologia de semicondutor AlInGaP (Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio) para os chips LED. Este sistema de material é reconhecido por produzir LEDs vermelhos e âmbar de alta eficiência. Os chips são fabricados num substrato de GaAs não transparente, o que ajuda a melhorar o contraste, minimizando a dispersão e reflexão interna de luz. O display apresenta uma face cinza com segmentos brancos, uma combinação que melhora a legibilidade e o apelo estético quando os LEDs estão desligados. O dispositivo é categorizado por intensidade luminosa e é oferecido num pacote sem chumbo, em conformidade com as diretivas RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas).

1.1 Características Principais e Mercado-Alvo

O display apresenta várias características que o tornam atrativo para engenheiros de projeto:

• Altura do Dígito:0,4 polegadas (10 mm), oferecendo um bom equilíbrio entre tamanho e visibilidade.
• Qualidade do Segmento:Segmentos uniformes e contínuos garantem uma iluminação consistente e um aspeto profissional.
• Eficiência Energética:Baixo requisito de potência, contribuindo para um design de sistema energeticamente eficiente.
• Desempenho Ótico:Alto brilho e alto rácio de contraste garantem excelente visibilidade, mesmo em ambientes bem iluminados.
• Ângulo de Visão:Um amplo ângulo de visão permite a legibilidade a partir de várias posições.
• Fiabilidade:A construção de estado sólido oferece uma longa vida operacional e resistência a choques e vibrações.

O mercado-alvo inclui sistemas de controlo industrial, equipamentos de teste e medição, dispositivos médicos, painéis de instrumentos automóveis (displays secundários), terminais de ponto de venda e eletrodomésticos onde é necessário um feedback alfanumérico claro e fiável.

2. Análise Profunda das Especificações Técnicas

2.1 Características Elétricas e Óticas

O desempenho do LTP-4823JD é definido sob condições de teste padrão a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C. Os parâmetros-chave incluem:

• Intensidade Luminosa Média (I_V):Varia de um mínimo de 320 µcd a um máximo de 975 µcd a uma corrente direta (I_F) de 1 mA. O valor típico situa-se dentro desta gama. Este parâmetro define o brilho de cada segmento iluminado.
• Comprimento de Onda de Emissão de Pico (λ_p):650 nanómetros (nm). Este é o comprimento de onda no qual o LED emite a maior potência ótica, definindo a sua cor "vermelho hiper".
• Comprimento de Onda Dominante (λ_d):639 nm. Este é o comprimento de onda único percecionado pelo olho humano, que pode diferir ligeiramente do comprimento de onda de pico.
• Largura a Meia Altura Espectral (Δλ):20 nm. Isto indica a pureza espectral ou a dispersão da luz emitida em torno do comprimento de onda de pico.
• Tensão Direta por Segmento (V_F):Tipicamente 2,6 Volts, com um máximo de 2,6V a I_F=20mA. O mínimo é 2,1V. Isto é crucial para projetar o circuito limitador de corrente.
• Corrente Inversa por Segmento (I_R):Máximo de 100 µA a uma tensão inversa (V_R) de 5V.
• Rácio de Correspondência de Intensidade Luminosa:Máximo de 2:1 para segmentos dentro de uma área de luz semelhante a I_F=1mA. Isto especifica a variação máxima permitida de brilho entre segmentos para garantir um aspeto uniforme.

As medições de intensidade luminosa são realizadas utilizando um sensor e um filtro calibrados para aproximar a curva de resposta fotópica do olho CIE, garantindo que os valores se correlacionam com a perceção visual humana.

2.2 Ratings Absolutos Máximos

Estes ratings definem os limites de stress além dos quais pode ocorrer dano permanente. A operação fora destes limites não é garantida.

• Dissipação de Potência Média por Segmento:70 mW.
• Corrente Direta de Pico por Segmento:90 mA (provavelmente para operação pulsada).
• Corrente Direta Média por Segmento:25 mA a 25°C. Este rating reduz-se linearmente em 0,33 mA/°C à medida que a temperatura ambiente aumenta acima de 25°C.
• Tensão Inversa por Segmento:5 V.
• Gama de Temperatura de Operação:-35°C a +105°C.
• Gama de Temperatura de Armazenamento:-35°C a +105°C.

3. Informações Mecânicas e de Pacote

3.1 Dimensões Físicas e Tolerâncias

As dimensões do pacote são fornecidas em milímetros. As tolerâncias-chave incluem ±0,25 mm para a maioria das dimensões e ±0,4 mm para o desvio da ponta do pino. Desenhos dimensionais detalhados são essenciais para o design da pegada na PCB (Placa de Circuito Impresso) para garantir um encaixe e alinhamento adequados. O display é um dispositivo de montagem através de orifício com pinos projetados para soldadura.

3.2 Ligação dos Pinos e Circuito Interno

O LTP-4823JD é um dispositivo de 20 pinos configurado como umdisplay duplex de ânodo comum. Isto significa que tem dois dígitos independentes (Carácter 1 e Carácter 2), cada um com uma ligação de ânodo partilhada. Os cátodos dos segmentos individuais são trazidos para pinos separados.

Resumo da Pinagem:Os pinos 4 e 10 são os ânodos comuns para o dígito 1 e dígito 2, respetivamente. Os pinos restantes (1-3, 5-9, 11-13, 15-20) são cátodos para os vários segmentos (A, B, C, D, E, F, G, H, K, M, N, P, R, S, T, U, D.P.). O pino 14 é indicado como "Sem Ligação" (N/C). O diagrama do circuito interno mostra o arranjo destes LEDs com as suas ligações de ânodo comum.

Esta configuração de ânodo comum requer que o circuito de acionamento forneça corrente ao pino do ânodo comum e absorva corrente através dos pinos de cátodo individuais para iluminar um segmento específico.

4. Diretrizes de Soldadura e Montagem

A folha de dados especifica as condições de soldadura para prevenir danos térmicos durante a montagem. A condição recomendada é soldar a 260°C durante um máximo de 3 segundos, medido num ponto a 1/16 de polegada (aproximadamente 1,6 mm) abaixo do plano de assentamento do pacote. É crítico não exceder os ratings de temperatura máxima do dispositivo durante qualquer parte do processo de montagem. Procedimentos adequados de manuseamento de ESD (Descarga Eletrostática) devem ser sempre seguidos para componentes LED.

5. Sugestões de Aplicação e Considerações de Projeto

5.1 Circuitos de Aplicação Típicos

Para acionar o LTP-4823JD, um esquema de multiplexagem é tipicamente empregue devido à sua configuração de ânodo comum. É utilizado um microcontrolador ou um CI dedicado de acionamento de display. Os ânodos comuns (pinos 4 e 10) são ligados a saídas de fonte de corrente ou a energia comutada através de transístores. Os pinos de cátodo dos segmentos são ligados a acionadores de sumidouro de corrente (como um array de transístores ou um CI acionador com saídas de coletor aberto/dreno aberto).

O display é multiplexado alternando rapidamente (strobing) a energia para o ânodo comum de cada dígito enquanto se apresentam os dados de segmento correspondentes nas linhas de cátodo. Uma taxa de atualização suficientemente alta para evitar cintilação visível (tipicamente >60 Hz por dígito) deve ser mantida. Resistências limitadoras de corrente são obrigatórias para cada cátodo de segmento (ou possivelmente para cada ânodo comum, dependendo do design do acionador) para definir a corrente direta desejada, tipicamente entre 1 mA e 20 mA de acordo com o requisito de brilho da aplicação.

5.2 Considerações de Projeto

• Limitação de Corrente:Utilize sempre resistências em série para controlar a corrente do segmento. Calcule o valor da resistência usando R = (V_fonte- V_F) / I_F, onde V_Fé a tensão direta da folha de dados (use o valor máximo para um design seguro).
• Dissipação de Potência:Certifique-se de que a corrente média por segmento não excede os 25 mA classificados, considerando a redução com a temperatura. A potência total para todos os segmentos iluminados deve ser gerida.
• Condições de Visualização:O alto contraste e o amplo ângulo de visão tornam-no adequado para aplicações onde o display pode ser visto de um ângulo. A face cinza reduz a reflexão da luz ambiente.
• Atenuação:O brilho pode ser controlado através da modulação por largura de pulso (PWM) da corrente de acionamento, que é mais eficaz e estável em termos de cor do que a redução analógica de corrente.

6. Análise das Curvas de Desempenho

A folha de dados referencia curvas típicas de características elétricas e óticas. Embora os gráficos específicos não sejam detalhados no texto fornecido, tais curvas geralmente incluem:

• Intensidade Luminosa Relativa vs. Corrente Direta (I_Vvs. I_F):Mostra como o brilho aumenta com a corrente, tipicamente de forma sub-linear, destacando o ponto de retornos decrescentes.
• Tensão Direta vs. Corrente Direta (V_Fvs. I_F):Demonstra a característica exponencial I-V do díodo.
• Intensidade Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente (I_Vvs. T_a):Ilustra como a saída do LED diminui à medida que a temperatura da junção aumenta, enfatizando a importância da gestão térmica em aplicações de alto brilho ou alta temperatura.
• Distribuição Espectral:Um gráfico que mostra a intensidade da luz emitida em diferentes comprimentos de onda, centrada em torno de 650 nm com uma largura a meia altura de ~20 nm.

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

7. Comparação e Diferenciação Técnica

O LTP-4823JD diferencia-se através da sua tecnologia AlInGaP. Comparado com tecnologias mais antigas, como os LEDs vermelhos padrão GaAsP (Fosfeto de Arsénio e Gálio), o AlInGaP oferece uma eficiência luminosa significativamente maior, resultando em maior brilho para a mesma corrente de acionamento ou menor consumo de energia para o mesmo brilho. A cor "vermelho hiper" (650nm) é frequentemente mais impactante visualmente e pode ter melhor desempenho em alguns sistemas de sensores óticos. O formato de 16 segmentos fornece capacidade alfanumérica para além dos simples displays numéricos de 7 segmentos, enquanto a construção de dígito duplo num único módulo economiza espaço na placa em comparação com duas unidades de dígito único separadas.

8. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

P: Qual é a diferença entre o comprimento de onda de pico (650nm) e o comprimento de onda dominante (639nm)?

R: O comprimento de onda de pico é o pico físico do espetro de emissão. O comprimento de onda dominante é o ponto de cor percecionado. A ligeira diferença deve-se à forma do espetro de emissão e à curva de sensibilidade do olho humano (CIE). O comprimento de onda dominante é mais relevante para a especificação da cor.

P: Posso acionar este display com um microcontrolador de 5V sem outros componentes?

R: Não. Deve utilizar resistências limitadoras de corrente externas para cada cátodo de segmento. Ligar um LED diretamente a um pino de um microcontrolador pode danificar tanto o LED (por sobrecorrente) como o pino do microcontrolador (por exceder a sua capacidade de sumidouro/fonte de corrente).

P: O que significa "categorizado por intensidade luminosa"?

R: Significa que os displays são testados e classificados de acordo com o seu brilho medido a uma corrente de teste padrão. Isto permite aos projetistas selecionar peças com níveis de brilho consistentes para a sua aplicação, garantindo um aspeto uniforme em várias unidades num produto.

P: Como consigo controlar o ponto decimal?

R: O ponto decimal (D.P.) é um segmento separado com a sua própria ligação de cátodo (Pino 5). É controlado de forma independente, tal como qualquer outro segmento (A, B, C, etc.).

9. Princípio de Funcionamento e Tendências Tecnológicas

9.1 Princípio de Funcionamento Básico

Um LED é um díodo semicondutor. Quando uma tensão direta que excede a sua tensão de banda proibida é aplicada, os eletrões e as lacunas recombinam-se na região ativa do semicondutor, libertando energia na forma de fotões (luz). A cor da luz é determinada pela banda proibida do material semicondutor. O AlInGaP tem uma banda proibida correspondente à luz vermelha/laranja/âmbar. O substrato não transparente ajuda a direcionar mais da luz gerada para o topo do dispositivo, melhorando a eficiência.

9.2 Tendências da Indústria

A tendência nos displays alfanuméricos é para uma maior integração, pacotes de tecnologia de montagem em superfície (SMT) para montagem automatizada e, por vezes, a inclusão do CI acionador dentro do próprio módulo de display. Embora os displays de montagem através de orifício, como o LTP-4823JD, permaneçam populares para prototipagem, designs amigáveis para reparação e certas aplicações industriais, as versões SMT estão a tornar-se mais prevalentes na eletrónica de consumo de alto volume. Além disso, existe uma constante busca por maior eficiência (mais luz por watt) e fiabilidade melhorada em gamas de temperatura mais amplas.