Ficha Técnica do Display de Matriz de LEDs LTP-18088KD - Altura 1,85 Polegadas - Hiper Vermelho (650nm) - Tensão Direta 2,6V - Dissipação de Potência 40mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTP-18088KD é um módulo de display de matriz de pontos de estado sólido, projetado para aplicações que requerem apresentação clara e brilhante de informações alfanuméricas ou simbólicas. Sua função principal é fornecer uma interface de saída visual confiável e eficiente.

1.1 Vantagens Principais e Mercado-Alvo

Este dispositivo é construído em torno de várias vantagens-chave que definem seu campo de aplicação. Ele apresentabaixo requisito de energia, tornando-o adequado para dispositivos alimentados por bateria ou com consciência energética. Aaparência excelente dos caracterese oalto brilho e contrastegarantem legibilidade em várias condições de iluminação ambiente, desde ambientes internos escuros até locais mais claros. Umângulo de visão amplopermite que a informação exibida seja vista claramente a partir de posições fora do eixo, o que é crucial para painéis de informação pública ou equipamentos multiusuário. Finalmente, suaconfiabilidade de estado sólido, inerente à tecnologia LED, oferece longa vida operacional e resistência a choques e vibrações em comparação com displays mecânicos. Essas características o tornam ideal para instrumentação industrial, equipamentos de teste, terminais de ponto de venda, painéis de informação de transporte e outros sistemas embarcados que requerem um display robusto e claro.

2. Análise Detalhada das Especificações Técnicas

O desempenho do LTP-18088KD é caracterizado por um conjunto detalhado de parâmetros elétricos, ópticos e mecânicos.

2.1 Descrição do Dispositivo e Tecnologia

O display possui uma altura de matriz de 1,85 polegadas (47,0 mm) e é organizado como uma matriz de pontos 8 x 8. Ele utilizachips LED Hiper Vermelho de Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio (AlInGaP). Esses chips são fabricados em umsubstrato não transparente de Arseneto de Gálio (GaAs). O encapsulamento apresenta umaface preta com segmentos brancos, uma combinação que aumenta significativamente a taxa de contraste ao absorver a luz ambiente e fazer com que os segmentos vermelhos iluminados se destaquem de forma mais proeminente.

2.2 Valores Máximos Absolutos

Esses valores definem os limites de estresse além dos quais danos permanentes ao dispositivo podem ocorrer. A operação sob ou nesses limites não é garantida.

• Dissipação de Potência Média por Ponto:40 mW
• Corrente Direta de Pico por Ponto:90 mA
• Corrente Direta Contínua por Ponto:15 mA (a 25°C), reduzindo linearmente a 0,2 mA/°C acima de 25°C.
• Tensão Reversa por Ponto:5 V
• Faixa de Temperatura de Operação:-35°C a +85°C
• Faixa de Temperatura de Armazenamento:-35°C a +85°C
• Temperatura de Soldagem:260°C por 3 segundos, medida a 1/16 de polegada (aproximadamente 1,6mm) abaixo do plano de assentamento.

2.3 Características Elétricas e Ópticas (a T_A=25°C)

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

• Intensidade Luminosa Média (I_V):1650 μcd (Mín), 3500 μcd (Típ) a I_P=32mA, Ciclo de Trabalho 1/16.
• Comprimento de Onda de Emissão de Pico (λ_p):650 nm (Típ) a I_F=20mA.
• Largura de Meia Espectral (Δλ):20 nm (Típ) a I_F=20mA.
• Comprimento de Onda Dominante (λ_d):639 nm (Típ) a I_F=20mA.
• Tensão Direta por Ponto (V_F):2,1V (Mín), 2,6V (Típ) a I_F=20mA; 2,3V (Mín), 2,8V (Típ) a I_F=80mA.
• Corrente Reversa por Ponto (I_R):100 μA (Máx) a V_R=5V.
• Taxa de Compatibilidade de Intensidade Luminosa (I_V-m):2:1 (Máx) a I_P=32mA, Ciclo de Trabalho 1/16. Isso especifica a variação máxima permitida no brilho entre os pontos mais brilhantes e mais fracos na matriz.

Nota: A medição da intensidade luminosa segue a curva de resposta do olho da CIE (Commission Internationale de l'Éclairage) usando uma combinação apropriada de sensor e filtro.

3. Explicação do Sistema de Classificação (Binning)

A ficha técnica indica que o dispositivo écategorizado por intensidade luminosa. Isso significa que as unidades são testadas e classificadas ("binned") com base em sua saída de luz medida. Isso permite que os projetistas selecionem displays com níveis de brilho consistentes para uma aparência uniforme em sua aplicação, o que é crucial quando vários displays são usados lado a lado. A taxa de compatibilidade de 2:1 garante ainda que, dentro de um único display, nenhum ponto seja mais de duas vezes mais brilhante que outro, assegurando a uniformidade visual dos caracteres ou gráficos formados.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Embora o PDF faça referência a curvas características típicas, os dados elétricos/ópticos fornecidos permitem a análise. A tensão direta mostra um aumento previsível com a corrente (de 2,6V típ. a 20mA para 2,8V típ. a 80mA), o que é um comportamento padrão do LED. O comprimento de onda dominante de 639 nm e o pico em 650 nm colocam firmemente este dispositivo no espectro hiper vermelho, oferecendo alto impacto visual. A ampla faixa de temperatura de operação (-35°C a +85°C) sugere desempenho estável em ambientes adversos, embora a corrente direta deva ser reduzida em altas temperaturas ambientes, conforme os valores máximos absolutos.

5. Informações Mecânicas e de Encapsulamento

5.1 Dimensões do Encapsulamento e Empilhabilidade

O desenho mecânico fornece dimensões críticas para o projeto da área de montagem na PCB e integração no invólucro. Uma característica importante destacada é que o módulo éempilhável tanto vertical quanto horizontalmente. Isso implica que o projeto mecânico inclui recursos (como bordas niveladas ou pontos de montagem específicos) que permitem que múltiplos displays sejam colocados adjacentes uns aos outros para criar displays maiores com múltiplos caracteres ou múltiplas linhas, sem lacunas desagradáveis ou problemas de alinhamento.

5.2 Conexão dos Pinos e Circuito Interno

O dispositivo possui uma configuração de 24 pinos. A tabela de pinagem define claramente a função de cada pino: Ânodo para as colunas e Cátodo para as linhas. Vários pinos estão marcados como "SEM CONEXÃO" (N/C). O diagrama do circuito interno, típico de um display de matriz, mostra os 64 LEDs (8x8) dispostos com seus ânodos conectados em colunas e cátodos em linhas. Esta arquitetura de matriz comum minimiza o número de pinos de acionamento necessários (16 para 64 LEDs), mas requer acionamento multiplexado.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

A principal instrução de montagem fornecida é para soldagem:260°C por 3 segundos, medido a 1/16 de polegada abaixo do plano de assentamento. Este é um parâmetro de perfil de soldagem por refluxo padrão. Os projetistas devem garantir que seu processo de montagem de PCB siga isso para evitar danos térmicos aos chips LED ou ao encapsulamento plástico. A faixa de temperatura de armazenamento (-35°C a +85°C) também deve ser respeitada durante o manuseio e antes da montagem.

7. Sugestões de Aplicação

7.1 Cenários de Aplicação Típicos

A combinação de alto brilho, amplo ângulo de visão e construção de estado sólido torna o LTP-18088KD adequado para:Painéis de Controle Industrial(indicadores de status, códigos de falha),Equipamentos de Teste e Medição(leituras, gráficos de barras),Displays de Informação Pública(em transporte, quadros de mensagens simples),Eletrônicos de Consumo(displays de equipamentos de áudio, status de eletrodomésticos), eKits de Prototipagem e Educacionais.

7.2 Considerações de Projeto

• Circuito de Acionamento:Deve usar drivers de corrente constante ou resistores limitadores de corrente apropriados para cada coluna/linha para definir a corrente direta (ex.: 20mA para brilho típico).
• Multiplexação:A matriz requer acionamento multiplexado. O controlador deve percorrer as linhas (ou colunas) rápido o suficiente para evitar cintilação visível (tipicamente >100Hz). A corrente de pico por ponto (90mA) permite correntes pulsadas mais altas durante a multiplexação para alcançar o brilho médio desejado.
• Cálculo de Potência:Com 64 pontos, uma potência média máxima de 40mW por ponto e um ciclo de trabalho definido pelo esquema de multiplexação, a dissipação total de potência do módulo deve ser calculada para garantir um gerenciamento térmico adequado.
• Proteção contra ESD:Como em todos os dispositivos semicondutores, precauções padrão contra ESD devem ser observadas durante o manuseio e montagem.

8. Comparação e Diferenciação Técnica

O principal diferencial do LTP-18088KD é o uso datecnologia AlInGaP (Hiper Vermelho). Comparado aos LEDs GaAsP mais antigos ou aos LEDs vermelhos padrão GaP, o AlInGaP oferece eficiência luminosa significativamente maior, resultando em maior brilho para a mesma corrente de acionamento, ou brilho similar com menor potência. O design de face preta/segmentos brancos melhora o contraste de forma mais eficaz do que os encapsulamentos tradicionais cinza ou bege. Seu design empilhável é uma vantagem mecânica prática para construir displays maiores de forma integrada.

9. Perguntas Frequentes (Baseadas nos Parâmetros Técnicos)

P: Qual é a diferença entre Comprimento de Onda de Pico (650nm) e Comprimento de Onda Dominante (639nm)?

R: O comprimento de onda de pico é o ponto de máxima potência no espectro emitido. O comprimento de onda dominante é o ponto de cor percebido, calculado a partir do espectro e das funções de correspondência de cores da CIE. Para uma fonte monocromática como este LED vermelho, eles são próximos, mas não idênticos.

P: Como alcanço a intensidade luminosa típica de 3500 μcd?

R: A condição de teste é umacorrente de pico (I_P) de 32mA com um ciclo de trabalho de 1/16. Em uma matriz multiplexada de 8 linhas, um ciclo de trabalho de 1/8 é mais comum. Para alcançar um brilho médio similar, a corrente de pico durante seu intervalo de tempo ativo pode precisar de ajuste com base no ciclo de trabalho do driver e na corrente média necessária por LED.

P: Posso acioná-lo diretamente com um pino de microcontrolador de 5V?

R: Não. A tensão direta é de ~2,6V, e um resistor limitador de corrente em série é obrigatório. Conectar 5V diretamente destruiria o LED devido à corrente excessiva. Além disso, os pinos de microcontrolador normalmente não podem fornecer/absorver a corrente cumulativa necessária para uma coluna ou linha inteira em uma configuração multiplexada; drivers externos (transistores ou circuitos integrados dedicados para LED) são necessários.

10. Exemplo de Projeto e Caso de Uso

Cenário: Projetando um display numérico simples de 4 dígitos para um contador.

Quatro displays LTP-18088KD seriam colocados lado a lado (facilitado pelo design empilhável). Um microcontrolador seria usado para gerenciar o display. Como cada matriz 8x8 pode formar números reconhecíveis, o firmware do controlador conteria um mapa de fontes. O microcontrolador, via arranjos de transistores externos ou um CI driver de LED dedicado, multiplexaria os displays. Ele percorreria os quatro displays (multiplexação por divisão de tempo) e, dentro de cada display, percorreria as 8 linhas (varredura de linhas). A corrente de pico por LED seria definida pelo circuito de acionamento para alcançar o brilho desejado, considerando o ciclo de trabalho total de multiplexação (ex.: 1/32 se varrendo 4 displays * 8 linhas). A fonte de alimentação deve ser dimensionada para fornecer a corrente média total para todos os pontos iluminados.

11. Introdução ao Princípio de Operação

O LTP-18088KD opera com base no princípio daeletroluminescência em uma junção p-n semicondutora. Quando uma tensão direta que excede o limiar do diodo é aplicada através de um chip LED AlInGaP, elétrons e lacunas se recombinam na região ativa, liberando energia na forma de fótons (luz). A composição específica da liga semicondutora AlInGaP determina a energia da banda proibida, que define o comprimento de onda (cor) da luz emitida—neste caso, hiper vermelho. Os 64 chips LED individuais são dispostos em uma matriz com colunas de ânodo comum e linhas de cátodo comum. Aplicando seletivamente uma tensão positiva a uma coluna específica (ânodo) e aterrando uma linha específica (cátodo), apenas o LED na interseção dessa linha e coluna acende. Ao sequenciar rapidamente este processo (multiplexação), todos os pontos desejados podem ser iluminados para formar uma imagem estável.

12. Tendências Tecnológicas

A tecnologia de display está em constante evolução. Embora matrizes de pontos LED discretas como o LTP-18088KD permaneçam relevantes para aplicações embarcadas específicas devido à sua robustez, simplicidade e alto brilho, várias tendências são notáveis. Há uma movimentação em direção aarranjos de LED de montagem em superfície (SMD)para maior densidade e montagem automatizada.Matrizes de drivers de LED integradoscom controladores embutidos (como interfaces I2C ou SPI) estão simplificando a complexidade do projeto. Para aplicações coloridas,matrizes de LED RGBestão se tornando mais comuns. Além disso, em muitas aplicações de consumo, pequenos módulos OLED ou TFT LCD estão substituindo matrizes de pontos LED monocromáticas onde gráficos completos, cor e menor consumo de energia em cenários sempre ligados são necessários. No entanto, para aplicações que demandam brilho extremo, longa vida útil, ampla faixa de temperatura e simplicidade, os displays de matriz de pontos baseados em AlInGaP continuam mantendo uma posição forte.