Folha de Dados do Display de Matriz de Pontos LED LTP-2057AKY - Altura de 2.0 Polegadas (50.8mm) - Âmbar Amarelo AlInGaP - Tensão Direta de 2.6V - Dissipação de Potência de 70mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTP-2057AKY é um módulo de display monocromático de matriz de pontos projetado para apresentação de caracteres alfanuméricos. Sua função principal é fornecer uma exibição clara e legível de caracteres e símbolos em diversos dispositivos eletrônicos. A tecnologia central por trás deste display é o uso do material semicondutor Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio (AlInGaP) para os chips LED, conhecido por produzir luz de alta eficiência no espectro âmbar amarelo. O dispositivo apresenta face cinza e cor dos pontos branca, o que melhora o contraste e a legibilidade sob diferentes condições de iluminação.

O display é construído como uma matriz de 5 colunas por 7 linhas, resultando em um total de 35 pontos endereçáveis individualmente. Esta configuração é padrão para exibir caracteres ASCII e símbolos simples. A especificação "2.0 polegadas" refere-se à altura do caractere, que é de 50,8 milímetros, tornando-o adequado para aplicações onde a informação precisa ser lida a uma distância moderada. O dispositivo opera com o princípio de seleção X-Y (linha-coluna), permitindo um acionamento multiplexado para controlar os pontos individuais de forma eficiente.

2. Interpretação Profunda e Objetiva dos Parâmetros Técnicos

2.1 Características Fotométricas e Ópticas

O principal parâmetro fotométrico é a Intensidade Luminosa Média (Iv), que tem um valor típico de 3600 microcandelas (µcd) sob uma condição de teste de corrente de pulso de 32mA e um ciclo de trabalho de 1/16. Isto indica um alto nível de brilho adequado para aplicações internas e muitas externas. O Comprimento de Onda Dominante (λd) é especificado como 592 nanômetros (nm), posicionando firmemente a luz emitida na região âmbar amarela do espectro visível. A Largura a Meia Altura da Linha Espectral (Δλ) é de 15 nm, o que descreve a pureza espectral ou a estreiteza da faixa de comprimento de onda da luz emitida; um valor menor indica uma fonte de luz mais monocromática. O dispositivo oferece excelente aparência dos caracteres devido ao alto brilho e alto contraste, conforme destacado em suas características.

2.2 Parâmetros Elétricos

As características elétricas definem os limites e condições de operação para o display. A Tensão Direta (Vf) por segmento é tipicamente de 2,6V a uma corrente direta (If) de 20mA. Em uma corrente de pulso mais alta de 80mA, a Vf aumenta para um valor típico de 2,8V. Este coeficiente de temperatura positivo é normal para o comportamento do LED. A Corrente Reversa (Ir) para qualquer ponto é no máximo de 100 microamperes (µA) quando uma tensão reversa (Vr) de 5V é aplicada, indicando a corrente de fuga no estado desligado. A Taxa de Compatibilidade de Intensidade Luminosa é especificada como máxima de 2:1, o que significa que a diferença de brilho entre o ponto mais brilhante e o mais fraco na matriz não deve exceder esta proporção, garantindo uma aparência uniforme.

2.3 Classificações Absolutas Máximas e Considerações Térmicas

Estas classificações especificam os limites além dos quais danos permanentes ao dispositivo podem ocorrer. A Dissipação de Potência Média por ponto não deve exceder 70 miliwatts (mW). A Corrente Direta de Pico por ponto é classificada em 60mA, enquanto a Corrente Direta Média por ponto é de 25mA a 25°C. Crucialmente, esta classificação de corrente média é reduzida linearmente em 0,33 mA por grau Celsius acima de 25°C. Esta curva de derating é essencial para o projeto de gerenciamento térmico; à medida que a temperatura ambiente aumenta, a corrente contínua máxima permitida deve ser reduzida para evitar superaquecimento e garantir confiabilidade de longo prazo. A Faixa de Temperatura de Operação e Armazenamento é de -35°C a +85°C, definindo as condições ambientais para uso e não operação. A temperatura máxima de soldagem é de 260°C por no máximo 3 segundos, o que é um requisito padrão do perfil de soldagem por refluxo.

3. Informações Mecânicas e de Embalagem

As dimensões físicas da embalagem do display são fornecidas em um desenho detalhado (referenciado na folha de dados). Todas as dimensões são especificadas em milímetros com uma tolerância padrão de ±0,25 mm, salvo indicação em contrário. Isto inclui o comprimento total, largura, altura, o espaçamento entre os pinos e a posição da área da matriz de pontos em relação às bordas da embalagem. A embalagem abriga a matriz LED 5x7 e fornece a estrutura mecânica e as conexões elétricas através dos pinos.

4. Conexão dos Pinos e Circuito Interno

O dispositivo possui uma configuração de 14 pinos. A pinagem é claramente definida: os pinos são designados como ânodos para colunas específicas e cátodos para linhas específicas. Por exemplo, o Pino 1 é o cátodo para a Linha 5, o Pino 3 é o ânodo para a Coluna 2, e assim por diante. Este arranjo específico é crítico para projetar o circuito de acionamento externo. O diagrama do circuito interno mostra que os pontos LED estão dispostos em uma configuração de matriz de cátodo comum. O ânodo de cada LED está conectado a uma linha de coluna, e seu cátodo está conectado a uma linha de linha. Para iluminar um ponto específico, sua linha de coluna correspondente deve ser acionada em nível alto (ânodo positivo), e sua linha de linha deve ser acionada em nível baixo (cátodo aterrado).

5. Diretrizes de Soldagem e Montagem

A folha de dados fornece um parâmetro chave para o processo de montagem: a temperatura de solda. O dispositivo pode suportar uma temperatura máxima de 260°C por uma duração máxima de 3 segundos, medida a 1,6mm (1/16 de polegada) abaixo do plano de assentamento da embalagem. Esta informação é vital para configurar um perfil de forno de soldagem por refluxo. Um perfil de refluxo padrão sem chumbo com uma temperatura de pico em torno de 250°C é tipicamente compatível. A exposição prolongada a temperaturas acima deste limite pode danificar as ligações internas dos fios, os chips LED ou o material da embalagem plástica.

6. Sugestões de Aplicação

6.1 Cenários de Aplicação Típicos

Este display de matriz de pontos 5x7 é ideal para aplicações que requerem leituras alfanuméricas simples com fonte fixa. Usos comuns incluem painéis de controle industrial para exibir pontos de ajuste, códigos de status ou mensagens de erro. Pode ser encontrado em equipamentos de teste e medição, eletrônicos de consumo como equipamentos de áudio mais antigos ou eletrodomésticos, e vários painéis de instrumentação. Sua cor âmbar amarela é frequentemente escolhida por sua boa visibilidade e menor tensão de brilho percebida em ambientes com pouca luz em comparação com o verde puro ou azul.

6.2 Considerações de Projeto

Projetar com este display requer atenção cuidadosa ao circuito de acionamento. Como se trata de uma matriz multiplexada, um microcontrolador ou um CI driver de display dedicado é necessário para digitalizar sequencialmente as linhas e colunas. Resistores limitadores de corrente são obrigatórios para cada linha de coluna (ânodo) para definir a corrente direta para os LEDs, tipicamente para o valor médio recomendado de 20mA. A curva de derating para a corrente direta deve ser respeitada com base na temperatura ambiente máxima esperada dentro do invólucro do produto. Dissipadores de calor ou ventilação podem ser necessários se operar próximo ao limite superior de temperatura. O esquema de multiplexação também afeta o brilho aparente; um ciclo de trabalho mais alto ou corrente de pico pode ser usado para compensar o tempo de ativação reduzido por LED, mas sempre dentro das classificações absolutas máximas.

7. Comparação e Diferenciação Técnica

O principal fator de diferenciação do LTP-2057AKY é o uso da tecnologia LED AlInGaP. Comparado com tecnologias mais antigas, como LEDs padrão de Fosfeto de Gálio (GaP) usados para âmbar/amarelo, o AlInGaP oferece uma eficiência luminosa significativamente maior. Isto se traduz em maior brilho para a mesma corrente de acionamento ou menor consumo de energia para o mesmo nível de brilho. A característica "alto brilho e alto contraste" é um resultado direto desta vantagem do material. A face cinza com pontos brancos aumenta ainda mais a taxa de contraste, tornando os caracteres mais nítidos e definidos, especialmente em condições de iluminação intensa.

8. Perguntas Frequentes Baseadas em Parâmetros Técnicos

P: Qual é o propósito do ciclo de trabalho de 1/16 na condição de teste de intensidade luminosa?
R: O ciclo de trabalho de 1/16 (por exemplo, um pulso) é usado porque o display é projetado para operação multiplexada. Em uma matriz 5x7, um esquema de multiplexação comum pode digitalizar uma linha por vez. Se todas as 7 linhas forem digitalizadas igualmente, cada linha (e, portanto, cada LED) fica ativa por aproximadamente 1/7 do tempo. O ciclo de 1/16 no teste é uma condição padronizada para medir o brilho de pico de um único LED quando ele é brevemente ligado, o que é relevante para o brilho percebido em um sistema multiplexado.

P: Como interpreto a especificação de Tensão Direta com dois valores de corrente diferentes?
R: A Tensão Direta (Vf) não é uma constante; ela aumenta com a corrente. A folha de dados fornece dois pontos de dados: um valor típico na corrente de operação padrão (20mA) e outro em uma corrente de pulso mais alta (80mA) que pode ser usada em sistemas multiplexados para alcançar um brilho percebido maior. Os projetistas devem garantir que seu circuito driver possa fornecer a tensão necessária, especialmente ao usar correntes de pulso mais altas.

P: Por que a redução da corrente acima de 25°C é necessária?
R: Os LEDs geram calor internamente. A junção semicondutora tem uma temperatura máxima de operação. À medida que a temperatura ambiente aumenta, a capacidade da embalagem de dissipar esse calor interno diminui. Para evitar que a temperatura da junção exceda seu limite seguro, o que reduziria drasticamente a vida útil ou causaria falha imediata, a corrente contínua máxima permitida deve ser reduzida. O fator de derating de 0,33 mA/°C fornece a diretriz para esta redução.

9. Caso Prático de Projeto e Uso

Considere projetar um controlador de temperatura simples com uma leitura digital. Um microcontrolador leria um sensor de temperatura, executaria um algoritmo de controle e acionaria o display LTP-2057AKY para mostrar a temperatura atual (por exemplo, " 23 C"). As portas de I/O do microcontrolador, configuradas com capacidades apropriadas de sumidouro e fornecimento de corrente, seriam conectadas às linhas e colunas do display através de resistores limitadores de corrente. O firmware implementaria uma rotina de digitalização: definiria uma linha de linha em nível baixo (ativa) enquanto colocava o padrão para aquela linha nas cinco linhas de coluna, aguardaria um curto período e, em seguida, passaria para a próxima linha. Este ciclo se repete rapidamente, criando uma imagem visual persistente. A cor âmbar fornece visibilidade clara no painel de controle. O projetista deve calcular os valores dos resistores com base na tensão de alimentação e na corrente desejada do LED (por exemplo, 20mA), considerando a queda de Vf e a tensão de saída do microcontrolador.

10. Introdução ao Princípio de Funcionamento

O princípio de funcionamento baseia-se na eletroluminescência em uma junção p-n semicondutora. Quando uma tensão direta que excede o limiar do diodo é aplicada através do chip LED AlInGaP, elétrons e lacunas se recombinam na região ativa, liberando energia na forma de fótons. A composição específica da liga AlInGaP determina a energia da banda proibida, que corresponde diretamente ao comprimento de onda (cor) da luz emitida—neste caso, âmbar amarelo a 592 nm. O substrato transparente de GaAs permite que mais luz escape, contribuindo para uma maior eficiência externa. O arranjo da matriz 5x7 é um método prático para formar caracteres iluminando seletivamente um subconjunto dos 35 pontos disponíveis.

11. Tendências de Desenvolvimento

Embora displays discretos de matriz de pontos 5x7 como o LTP-2057AKY permaneçam em uso para aplicações específicas, a tendência mais ampla na tecnologia de display mudou para módulos integrados. Estes incluem LCDs (Displays de Cristal Líquido) e OLEDs (Diodos Emissores de Luz Orgânicos) que oferecem gráficos totalmente endereçáveis por ponto, maior resolução e a capacidade de exibir informações mais complexas. Para displays alfanuméricos baseados em LED, embalagens de dispositivo de montagem em superfície (SMD) e módulos multidígitos com controladores integrados tornaram-se mais comuns, simplificando o projeto e a montagem. No entanto, as vantagens fundamentais dos LEDs—alto brilho, longa vida útil e robustez—garantem que eles continuem relevantes, particularmente em ambientes adversos ou onde a visibilidade sob luz solar direta é necessária. O próprio sistema de material AlInGaP viu melhorias contínuas em eficiência e foi amplamente sucedido por materiais ainda mais eficientes, como InGaN para azul/verde/branco e AlInGaP para vermelho/âmbar, mas representa um passo histórico significativo no desenvolvimento de LEDs visíveis de alto brilho.