Ficha Técnica do Display LED Matricial LTP-2157AKS 5x7 - Altura de 2.0 Polegadas - Amarelo AlInGaP - Tensão Direta de 2.6V - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTP-2157AKS é um módulo de display matricial monocromático projetado para apresentação de caracteres alfanuméricos. A sua função principal é fornecer uma saída visual clara e brilhante para aplicações que requerem exibição de informações, como mostradores simples, indicadores ou sistemas básicos de mensagens. A vantagem central deste dispositivo reside na utilização da tecnologia de semicondutor Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio (AlInGaP) para os chips LED, conhecida por produzir emissão de luz de alta eficiência no espectro âmbar/amarelo/vermelho. O display apresenta uma configuração de matriz 5x7, que é o padrão para representar caracteres e símbolos ASCII. O design físico incorpora uma face preta com cor de ponto branco, melhorando o contraste e a legibilidade sob várias condições de iluminação. Este produto é direcionado a projetistas de sistemas embarcados, fabricantes de painéis de controle industrial e desenvolvedores de eletrônicos de consumo que necessitam de uma solução de display confiável e de baixa complexidade.

2. Interpretação Profunda dos Parâmetros Técnicos

2.1 Características Fotométricas e Ópticas

O principal parâmetro fotométrico é a Intensidade Luminosa Média (Iv), especificada com 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 uma saída de alto brilho adequada para aplicações internas e muitas externas. O Comprimento de Onda de Emissão de Pico (λp) é de 588 nm, e o Comprimento de Onda Dominante (λd) é de 587 nm, posicionando firmemente a luz emitida na região amarela do espectro visível. A Largura a Meia Altura da Linha Espectral (Δλ) de 15 nm denota uma cor relativamente pura com dispersão espectral mínima. A Proporção de Correspondência de Intensidade Luminosa entre segmentos é especificada como máxima de 2:1, garantindo uma aparência uniforme em todo o display.

2.2 Parâmetros Elétricos

A principal característica elétrica é a Tensão Direta (Vf) por segmento, que tem um valor típico de 2.6V e um máximo de 2.6V a uma corrente de teste (If) de 20mA. Este é um parâmetro crítico para o projeto do circuito de acionamento. As Especificações Absolutas Máximas definem os limites operacionais: uma Corrente Direta Média por Ponto de 25 mA (derating linear de 0.28 mA/°C acima de 25°C), uma Corrente Direta de Pico por Ponto de 60 mA e uma Tensão Reversa por Ponto de 5 V. Exceder estas especificações pode causar danos permanentes. A Corrente Reversa (Ir) é especificada com um máximo de 100 μA a 5V de polarização reversa.

2.3 Características Térmicas e Ambientais

O dispositivo é classificado para uma Faixa de Temperatura de Operação de -35°C a +105°C e uma Faixa de Temperatura de Armazenamento idêntica. Esta ampla faixa garante confiabilidade em ambientes severos. O limite de dissipação de potência é de 70 mW por ponto em média. O fator de derating para a corrente direta (0.28 mA/°C) é essencial para calcular correntes operacionais seguras em temperaturas ambientes elevadas, a fim de prevenir superaquecimento e garantir confiabilidade a longo prazo.

3. Explicação do Sistema de Binning

A ficha técnica fornecida não detalha explicitamente um sistema formal de binning para comprimento de onda, fluxo ou tensão. No entanto, as especificações fornecem valores mínimos, típicos e máximos para parâmetros-chave como Intensidade Luminosa (2100 μcd min, 3600 μcd típ.) e Tensão Direta (2.05V min, 2.6V típ./máx.). Na prática, os fabricantes frequentemente agrupam os produtos em bins com base no desempenho medido para garantir consistência dentro de um lote de produção. Os projetistas devem consultar o fabricante para obter informações específicas de binning se for necessário um casamento rigoroso de parâmetros para a sua aplicação.

4. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica faz referência a 'Curvas Típicas de Características Elétricas / Ópticas' na página final. Embora os gráficos específicos não sejam detalhados no texto, tais curvas normalmente incluem:

• Corrente Direta vs. Tensão Direta (Curva I-V):Este gráfico mostra a relação não linear entre corrente e tensão para o LED. É crucial para projetar drivers de corrente constante, pois uma pequena mudança na tensão pode causar uma grande mudança na corrente.
• Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta:Esta curva demonstra como a saída de luz aumenta com a corrente, geralmente em uma relação aproximadamente linear dentro da faixa de operação, antes que a eficiência caia em correntes muito altas.
• Intensidade Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Este gráfico mostra a redução da saída de luz à medida que a temperatura da junção aumenta. Para LEDs de AlInGaP, a intensidade luminosa tipicamente diminui com o aumento da temperatura.
• Distribuição Espectral:Um gráfico de intensidade relativa versus comprimento de onda, mostrando o pico em ~588 nm e a largura a meia altura de 15 nm, confirmando a pureza da cor.

Estas curvas são vitais para compreender o comportamento do dispositivo em condições não padrão e para otimizar o projeto para desempenho e longevidade.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

O LTP-2157AKS é apresentado em um formato padrão de pacote duplo em linha (DIP) adequado para montagem em PCB através de furos. As dimensões do pacote são fornecidas em milímetros, com uma tolerância geral de ±0.25 mm. Uma característica mecânica importante é a tolerância de deslocamento da ponta do pino de ±0.4 mm, o que é importante para o alinhamento dos furos na PCB durante a montagem. O dispositivo utiliza um pacote sem chumbo em conformidade com as diretivas RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas). A aparência física é caracterizada por uma face preta com pontos brancos, que serve para absorver a luz ambiente e melhorar o contraste, fazendo com que as áreas não iluminadas pareçam mais escuras.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

A seção de Especificações Absolutas Máximas fornece condições específicas de soldagem: o dispositivo pode ser submetido a uma temperatura de soldagem de 260°C por 3 segundos, medida em um ponto 1/16 de polegada (aproximadamente 1.6 mm) abaixo do plano de assentamento do pacote. Este é um parâmetro crítico para processos de soldagem por onda ou soldagem manual, a fim de prevenir danos térmicos aos chips LED ou às ligações internas de fio. É imperativo que a classificação de temperatura máxima não seja excedida durante o processo de montagem. Precauções padrão contra ESD (Descarga Eletrostática) devem ser observadas ao manusear o dispositivo.

7. Embalagem e Informações de Pedido

O número da peça é claramente identificado como LTP-2157AKS. A ficha técnica não especifica detalhes de embalagem a granel, como quantidades em bobinas, contagens em tubos ou configurações de bandejas. Para produção em massa, os engenheiros devem contactar o fornecedor para obter especificações sobre quantidades mínimas de pedido, tipo de embalagem (por exemplo, tubos ou bandejas antiestáticas) e convenções de rotulagem. O 'Número da Especificação' e a 'Data de Efetivação' fornecem rastreabilidade para a revisão específica da documentação técnica.

8. Sugestões de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

Este display matricial 5x7 é ideal para aplicações que requerem saída de caracteres simples e legíveis. Usos comuns incluem: painéis de instrumentos industriais (para exibir pontos de ajuste, códigos de status ou mensagens de erro), eletrodomésticos (fornos de micro-ondas, máquinas de lavar), displays de informação básica em máquinas de venda automática ou terminais de ponto de venda, e kits eletrônicos educacionais. A sua cor amarela é frequentemente escolhida para indicadores de advertência ou onde é necessária alta visibilidade.

8.2 Considerações de Projeto

Projetar com este display requer um circuito de acionamento multiplexado devido à sua arquitetura de seleção X-Y (matricial), conforme mostrado no diagrama de circuito interno. A tabela de conexão dos pinos é essencial para interligar corretamente o microcontrolador ou o CI driver. Os pinos 4 & 11 e os pinos 5 & 12 estão internamente conectados, o que deve ser considerado no layout da PCB e na rotina de varredura do software. É recomendado um driver de corrente constante para manter o brilho consistente e proteger os LEDs. O projeto deve respeitar as especificações absolutas máximas para corrente e dissipação de potência, especialmente considerando o fator de derating em altas temperaturas. Dissipadores de calor geralmente não são necessários para este dispositivo de baixa potência em condições normais.

9. Comparação Técnica

Comparado a outras tecnologias de display, esta matriz LED baseada em AlInGaP oferece vantagens distintas. Em relação aos LEDs mais antigos de GaAsP ou GaP, o AlInGaP fornece eficiência luminosa e brilho significativamente maiores. Comparado a displays de 7 segmentos simples, uma matriz de pontos 5x7 oferece muito mais flexibilidade na exibição de caracteres alfanuméricos e gráficos simples. Quando contrastado com LCDs ou OLEDs modernos, esta matriz LED é superior em termos de ângulo de visão, brilho e robustez, embora consuma mais energia para uma área de display comparável e seja limitada a uma única cor. O seu principal diferencial é a simplicidade, confiabilidade e alta visibilidade em várias condições de iluminação sem necessidade de luz de fundo.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas nos Parâmetros Técnicos)

P: Por que a corrente direta é especificada com um ciclo de trabalho (1/16)?

R: O display utiliza um esquema de acionamento multiplexado. Para alcançar uma corrente média por ponto de, por exemplo, 5 mA, o driver aplicaria uma corrente de pico mais alta (por exemplo, 80 mA) por um curto período (1/16 do ciclo de varredura). Isto permite que todos os pontos sejam endereçados sequencialmente, mantendo o brilho percebido e permanecendo dentro dos limites de dissipação de potência média.

P: Posso acionar este display com uma fonte de tensão constante?

R: Não é recomendado. Os LEDs são dispositivos acionados por corrente. A sua tensão direta tem uma tolerância e varia com a temperatura. Acionar com uma tensão constante corre o risco de sobrecorrente se a Vf estiver na extremidade inferior da especificação, levando à redução da vida útil ou falha. Utilize sempre um resistor limitador de corrente ou, preferencialmente, um driver de corrente constante.

P: Qual é o propósito dos pinos internamente conectados (4/11 e 5/12)?

R: Estas conexões internas simplificam a ligação interna do chip semicondutor aos terminais do pacote e provavelmente ajudam a equilibrar a distribuição de corrente dentro da matriz. Da perspectiva do utilizador, eles fornecem múltiplos pontos de conexão para o mesmo nó elétrico, o que pode oferecer flexibilidade de layout na PCB.

11. Caso de Uso Prático

Considere projetar um controlador de temperatura simples com um ponto de ajuste e leitura da temperatura real. O LTP-2157AKS pode exibir valores como \"SET 75\" e \"ACT 72\". Um microcontrolador varreria as 7 linhas e 5 colunas. O firmware conteria um mapa de fontes, traduzindo cada caractere (por exemplo, 'S', 'E', 'T') no padrão específico de 35 pontos (5x7) a iluminar. O circuito de acionamento, possivelmente consistindo de transistores discretos ou um CI driver de LED dedicado, drenaria corrente através dos cátodos da coluna selecionada e forneceria corrente aos ânodos da linha selecionada com base nos pinos GPIO do microcontrolador. O alto brilho garante que o display seja legível à distância no painel de controle.

12. Introdução ao Princípio

O dispositivo opera com base no princípio da eletroluminescência em uma junção p-n de semicondutor. O sistema de material AlInGaP (Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio) é um semicondutor de banda proibida direta. Quando polarizado diretamente, elétrons da região n e lacunas da região p são injetados na região ativa onde se recombinam. A energia liberada durante esta recombinação é emitida como fótons (luz). A composição específica da liga AlInGaP determina a energia da banda proibida e, portanto, o comprimento de onda (cor) da luz emitida—neste caso, amarelo (~587-588 nm). A matriz 5x7 é formada dispondo 35 chips LED individuais (pontos) em uma grade, com seus ânodos conectados em linhas e cátodos conectados em colunas. Esta estrutura matricial de ânodo comum/cátodo comum permite controlar 35 pontos com apenas 12 pinos (7 linhas + 5 colunas), reduzindo significativamente o número necessário de linhas de acionamento em comparação com LEDs endereçados individualmente.

13. Tendências de Desenvolvimento

Embora displays matriciais de LED discretos como o LTP-2157AKS permaneçam relevantes para aplicações específicas, a tendência mais ampla na tecnologia de display está se movendo em direção a maior integração e funcionalidade. Pacotes de dispositivo de montagem em superfície (SMD) estão se tornando mais comuns para montagem automatizada. Chips de driver e controlador integrados são frequentemente combinados com a matriz LED em um único módulo, simplificando a interface para o projetista do sistema (por exemplo, comunicação SPI ou I2C em vez de varredura matricial direta). Além disso, matrizes LED RGB de cor completa são cada vez mais populares para sinalização dinâmica e gráficos mais complexos. No entanto, para necessidades de exibição de caracteres simples, robustas e de cor única, o design fundamental representado por este produto continua a ser uma solução confiável e econômica. Avanços em materiais também podem levar a eficiência e brilho ainda maiores de futuros LEDs de AlInGaP ou baseados em nitreto relacionados (InGaN) no espectro âmbar/amarelo.