Ficha Técnica do Display LED LTS-3361JF - Altura do Dígito 0,3 Polegadas (7,62mm) - Cor Laranja Amarelado - Tensão Direta 2,6V - Dissipação de Potência 70mW - Documentação Técnica em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTS-3361JF é um módulo de display LED de um dígito, com 7 segmentos mais ponto decimal. Sua função principal é fornecer uma leitura numérica e alfanumérica limitada, clara e brilhante, em dispositivos eletrónicos. A tecnologia central é baseada no material semicondutor Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio (AlInGaP), especificamente projetado para emitir luz no espectro laranja-amarelado. Este sistema de material é conhecido pela sua alta eficiência e boa visibilidade. O display apresenta um painel frontal cinza com marcações de segmentos brancas, oferecendo uma aparência de alto contraste quando os segmentos estão iluminados. É categorizado por intensidade luminosa, permitindo a seleção com base nos requisitos de brilho.

1.1 Vantagens Principais e Mercado-Alvo

O dispositivo oferece várias vantagens-chave que o tornam adequado para uma variedade de aplicações. Apresenta uma altura de dígito de 0,3 polegadas (7,62 mm), proporcionando um bom equilíbrio entre legibilidade e tamanho compacto. Os segmentos são projetados para serem contínuos e uniformes, garantindo uma aparência visual consistente e profissional. Opera com baixos requisitos de energia, contribuindo para a eficiência energética no produto final. O display oferece alto brilho e alto contraste, aliados a um amplo ângulo de visão, tornando-o facilmente legível de diferentes perspetivas. A sua construção de estado sólido garante alta confiabilidade e longa vida operacional. Estas características tornam o LTS-3361JF ideal para eletrónica de consumo, instrumentação industrial, equipamentos de teste e medição, painéis de automóveis (displays secundários) e qualquer aplicação que requeira um indicador numérico confiável e brilhante.

2. Análise Detalhada dos Parâmetros Técnicos

Esta secção fornece uma análise objetiva e detalhada dos parâmetros elétricos e ópticos especificados na ficha técnica.

2.1 Características Fotométricas e Ópticas

Os principais parâmetros ópticos são definidos a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C. AIntensidade Luminosa Média (Iv)é especificada com um mínimo de 200 µcd, um valor típico, e um máximo de 600 µcd quando alimentado por uma corrente direta (IF) de 1 mA. Este parâmetro, medido usando um filtro que aproxima a curva de resposta fotópica do olho da CIE, indica o brilho percebido. OComprimento de Onda de Emissão de Pico (λp)é de 611 nm, enquanto oComprimento de Onda Dominante (λd)é de 605 nm a IF=20mA. A ligeira diferença entre o comprimento de onda de pico e o dominante é típica e relaciona-se com a forma do espectro de emissão. ALargura a Meia Altura da Linha Espectral (Δλ)é de 17 nm, indicando a pureza da cor; uma largura mais estreita indicaria uma luz mais monocromática. ORácio de Correspondência de Intensidade Luminosaé especificado como máximo de 2:1, significando que a diferença de brilho entre o segmento mais escuro e o mais brilhante num dispositivo não deve exceder este rácio, garantindo uniformidade.

2.2 Parâmetros Elétricos

O parâmetro elétrico chave é aTensão Direta por Segmento (VF), que tem um valor típico de 2,6V a IF=20mA, com um mínimo de 2,05V. Este valor é crucial para projetar o circuito limitador de corrente. ACorrente Reversa por Segmento (IR)é um máximo de 100 µA a uma Tensão Reversa (VR) de 5V, indicando a corrente de fuga no estado desligado. ACorrente Direta Contínua por Segmentoé classificada em 25 mA a 25°C, com um fator de derating de 0,33 mA/°C. Isto significa que a corrente contínua máxima permitida diminui à medida que a temperatura ambiente sobe acima de 25°C para evitar sobreaquecimento. UmaCorrente Direta de Picode 90 mA é permitida em condições pulsadas (ciclo de trabalho 1/10, largura de pulso 0,1ms), que pode ser usada para multiplexação ou para alcançar brilho instantâneo mais elevado.

2.3 Valores Máximos Absolutos e Considerações Térmicas

Estes valores definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente. ADissipação de Potência por Segmentoé de 70 mW. Exceder este valor, especialmente combinado com alta temperatura ambiente, pode levar a degradação acelerada ou falha. AGama de Temperatura de Operação e Armazenamentoé de -35°C a +85°C, definindo as condições ambientais para operação confiável e armazenamento não operacional. A especificação deTemperatura de Soldagemé crítica para a montagem: o dispositivo pode suportar um máximo de 260°C por até 3 segundos, medido a 1,6mm (1/16 polegada) abaixo do plano de assentamento do encapsulamento. Isto orienta as definições do perfil de soldagem por refluxo.

3. Explicação do Sistema de Binning

A ficha técnica declara explicitamente que o dispositivo écategorizado por intensidade luminosa. Isto refere-se a um processo de binning ou classificação pós-fabricação. Devido a variações inerentes no crescimento epitaxial do semicondutor e no processamento do chip, LEDs do mesmo lote de produção podem ter saídas de brilho ligeiramente diferentes. Os fabricantes medem a intensidade luminosa de cada unidade e as classificam em diferentes "bins" ou categorias com base em faixas de intensidade pré-definidas (ex.: 200-300 µcd, 300-400 µcd, etc.). Isto permite aos clientes selecionar componentes que atendam a requisitos específicos de consistência de brilho para sua aplicação, garantindo uma aparência uniforme em múltiplos displays num produto. A ficha técnica fornece a faixa geral mín./típ./máx. (200-600 µcd), mas os componentes encomendados normalmente estarão dentro de uma subfaixa mais restrita.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Embora as curvas específicas não sejam detalhadas no texto fornecido, as curvas típicas para tal dispositivo incluiriam:

• Corrente Direta vs. Tensão Direta (Curva I-V):Esta curva não linear mostra a relação entre a corrente que flui através do LED e a tensão nos seus terminais. O "joelho" desta curva está em torno da tensão direta típica (2,6V). Os projetistas usam isto para determinar a tensão de alimentação necessária e o valor do resistor em série para uma regulação de corrente adequada.
• Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta (Curva I-L):Esta curva mostra como a saída de luz aumenta com a corrente. Geralmente é linear numa faixa, mas saturará em correntes muito altas devido ao droop térmico e de eficiência.
• Intensidade Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Esta curva demonstra o efeito de extinção térmica. À medida que a temperatura de junção do LED aumenta, a sua saída de luz tipicamente diminui. O fator de derating para corrente contínua (0,33 mA/°C) está diretamente relacionado com a gestão deste efeito.
• Distribuição Espectral:Um gráfico que mostra a intensidade relativa da luz emitida em diferentes comprimentos de onda, centrado em torno de 611 nm (pico) com uma largura a meia altura de 17 nm.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

O dispositivo é fornecido numa embalagem padrão de display LED. Aaltura do dígitoé de 0,3 polegadas (7,62 mm). A embalagem inclui umpainel frontal cinzaesegmentos brancospara contraste ótimo quando apagado e aceso. Um desenho dimensionado detalhado é referenciado na ficha técnica (PÁGINA 2 de 5), com todas as dimensões fornecidas em milímetros e tolerâncias padrão de ±0,25 mm salvo indicação em contrário. Este desenho é essencial para o projeto da área de montagem no PCB e para garantir o encaixe adequado dentro do invólucro do produto.

5.1 Pinagem e Identificação de Polaridade

O LTS-3361JF é um dispositivo decátodo comum. Isto significa que todos os cátodos (terminais negativos) dos segmentos individuais do LED estão ligados internamente. A tabela de ligação dos pinos é a seguinte: O Pino 1 e o Pino 6 são ambos ligações de cátodo comum. Os ânodos (terminais positivos) para os segmentos A, B, C, D, E, F, G e o ponto decimal (DP) estão ligados aos pinos 10, 9, 8, 5, 4, 2, 3 e 7, respetivamente. Usar uma configuração de cátodo comum simplifica a multiplexação ao acionar múltiplos dígitos, pois os cátodos podem ser comutados para o terra sequencialmente.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

A diretriz principal fornecida é para a temperatura de soldagem: o corpo do componente não deve ser exposto a temperaturas superiores a260°C por mais de 3 segundosdurante o processo de refluxo, conforme medido num ponto 1,6mm abaixo do plano de assentamento do encapsulamento. Esta é uma classificação padrão para processos de soldagem sem chumbo. Os projetistas devem garantir que o perfil do seu forno de refluxo cumpra este limite para evitar danos às ligações internas por fio ou ao encapsulamento epóxi. Precauções padrão contra ESD (Descarga Eletrostática) devem ser observadas durante a manipulação. Para armazenamento, a faixa especificada é de -35°C a +85°C em ambiente seco.

7. Sugestões de Aplicação

7.1 Circuitos de Aplicação Típicos

O método de acionamento mais comum é usar umresistor limitador de corrente em sériepara cada ânodo de segmento. O valor do resistor (R) é calculado usando a fórmula: R = (Vcc - Vf) / If, onde Vcc é a tensão de alimentação, Vf é a tensão direta do segmento LED (use 2,6V típico), e If é a corrente direta desejada (ex.: 10-20 mA para bom brilho). Por exemplo, com uma alimentação de 5V e uma corrente alvo de 15 mA: R = (5 - 2,6) / 0,015 = 160 Ohms. Um resistor de 150 ou 180 Ohm seria adequado. Para aplicações com múltiplos dígitos, é empregue umatécnica de multiplexação. Um microcontrolador ativa sequencialmente o cátodo comum de cada dígito enquanto envia o padrão de segmentos para esse dígito nas linhas de ânodo comum. Isto reduz significativamente o número de pinos de I/O necessários.

7.2 Considerações de Projeto

• Gestão de Corrente:Não exceda a corrente contínua máxima absoluta (25 mA a 25°C). Use o fator de derating em ambientes de alta temperatura. Para projetos multiplexados, garanta que a corrente de pulso de pico (90 mA máx.) não seja excedida ao calcular a corrente instantânea durante o curto tempo de LIGADO.
• Dissipação de Calor:Embora a dissipação de potência por segmento seja baixa, num projeto multiplexado com múltiplos segmentos ligados simultaneamente ou em altas temperaturas ambientes, considere a potência total e garanta ventilação adequada.
• Ângulo de Visão:O amplo ângulo de visão é benéfico, mas para legibilidade ótima, o display deve estar orientado perpendicularmente à linha de visão principal do utilizador.
• Consistência de Brilho:Se a uniformidade de brilho entre múltiplas unidades for crítica, especifique componentes do mesmo bin de intensidade luminosa junto do fabricante.

8. Comparação e Diferenciação Técnica

O principal diferenciador do LTS-3361JF é o seu uso da tecnologiaAlInGaP (Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio)para emissão laranja-amarelada. Comparada com tecnologias mais antigas como GaAsP (Fosfeto de Arsénio e Gálio), o AlInGaP oferece eficiência luminosa significativamente maior, resultando em saída mais brilhante na mesma corrente, ou o mesmo brilho com menor potência. Geralmente também proporciona melhor estabilidade térmica e maior vida útil. Comparado com displays que usam fósforos de conversão de comprimento de onda (como alguns LEDs brancos), o AlInGaP fornece uma cor mais pura e saturada diretamente da junção semicondutora. A configuração de cátodo comum é padrão, mas oferece uma vantagem em simplicidade para multiplexação baseada em microcontrolador, comparada com ânodo comum em algumas arquiteturas de sistema.

9. Perguntas Frequentes (Baseadas nos Parâmetros Técnicos)

P: Qual é o propósito de ter dois pinos de cátodo comum (Pino 1 e Pino 6)?

R: Isto é principalmente para simetria mecânica e de layout na PCB. Eletricamente, estão ligados internamente. Usar ambos os pinos ajuda na distribuição de corrente se muitos segmentos estiverem acesos simultaneamente e proporciona melhor estabilidade mecânica quando soldados.

P: Posso acionar este display diretamente a partir de um pino de microcontrolador de 3,3V?

R: Possivelmente, mas com limitações. A Vf típica é de 2,6V, deixando apenas 0,7V para o resistor limitador de corrente a 3,3V. Isto requer um valor de resistor muito pequeno (ex.: ~47 Ohms para 15mA), o que pode consumir mais corrente do que o pino do MCU pode fornecer (geralmente 20-25mA máx. por pino). É mais seguro usar um transistor ou um CI driver.

P: O que significa "Rácio de Correspondência de Intensidade Luminosa 2:1" na prática?

R: Significa que, dentro de uma única unidade de display, o segmento mais escuro não será menos de metade do brilho do segmento mais brilhante. Isto garante uniformidade visual quando todos os segmentos estão acesos.

P: Como interpreto a classificação de Corrente Direta de Pico para multiplexação?

R: Se multiplexar 4 dígitos com um ciclo de trabalho de 1/4, pode acionar cada dígito com 4x a corrente média desejada durante 1/4 do tempo. Se quiser um brilho médio correspondente a 10mA, pode pulsar a 40mA. Isto está dentro da classificação de pico de 90mA, mas deve garantir que a largura do pulso (tempo LIGADO por ciclo) seja de 0,1ms ou menos conforme a condição de classificação, ou calcular a temperatura de junção resultante.

10. Exemplo de Caso de Projeto e Uso

Caso: Projetar uma Leitura de Voltímetro Simples de 4 Dígitos.

Um projetista está a criar uma unidade de fonte de alimentação de bancada que requer um display de tensão de 4 dígitos (0,000 a 19,99V). Seleciona quatro displays LTS-3361JF. Para minimizar os pinos de I/O do microcontrolador, usa um esquema de multiplexação. Os quatro pinos de cátodo comum (dois por dígito) são ligados a quatro transistores NPN, controlados por quatro pinos do MCU. As oito linhas de ânodo de segmento (A-G, DP) são ligadas a oito pinos do MCU através de resistores limitadores de corrente de 180 ohms (para um sistema de 5V). O MCU executa uma interrupção de temporizador a cada 5ms. Em cada interrupção, desliga o transistor do dígito anterior, calcula o padrão de segmentos para o próximo dígito com base na tensão medida, envia esse padrão para os pinos de ânodo e depois liga o transistor para esse dígito. Este ciclo é contínuo, criando um display estável e sem cintilação. A cor laranja-amarelada é escolhida para boa visibilidade em várias condições de iluminação. O projetista garante que o tempo total LIGADO por dígito e a corrente instantânea por segmento permaneçam dentro dos valores máximos absolutos.

11. Introdução ao Princípio Tecnológico

O LTS-3361JF é baseado na tecnologia deDiodo Emissor de Luz (LED). Um LED é um díodo de junção p-n semicondutor. Quando uma tensão direta é aplicada, eletrões da região tipo-n e lacunas da região tipo-p são injetados na região da junção. Quando estes portadores de carga se recombinam, libertam energia. Num díodo de silício padrão, esta energia é libertada principalmente como calor. Num semicondutor de banda proibida direta como o AlInGaP, uma porção significativa desta energia é libertada como fotões (luz). O comprimento de onda específico (cor) da luz emitida é determinado pela energia da banda proibida do material semicondutor. As ligas de AlInGaP permitem aos engenheiros "sintonizar" a banda proibida para produzir luz nas partes vermelha, laranja, âmbar e amarelo-esverdeada do espectro. O dispositivo usa um substrato de GaAs não transparente, que absorve parte da luz emitida, mas o projeto e a eficiência do material ainda produzem alto brilho. Cada segmento do display é um chip LED separado ou um conjunto de chips, ligados internamente aos pinos correspondentes.

12. Tendências Tecnológicas

Embora o AlInGaP permaneça uma tecnologia de alto desempenho para cores do vermelho ao amarelo, o mercado mais amplo de displays LED mostra várias tendências. Existe uma contínua busca pormaior eficiência(mais lúmens por watt), reduzindo o consumo de energia em dispositivos alimentados por bateria.Miniaturizaçãoé outra tendência, com alturas de dígito e passos de pixel menores a tornarem-se disponíveis para exibição de informação mais densa. O desenvolvimento demicroLEDs de visualização diretapromete brilho, contraste e confiabilidade ainda maiores para futuros displays de ultra-alta resolução, embora esta tecnologia esteja atualmente focada em pixels menores do que dígitos de 7 segmentos. Para displays alfanuméricos, há também uma tendência para integração, com CIs drivers, microcontroladores e, por vezes, até sensores sendo combinados com o módulo de display num único componente inteligente para simplificar o projeto do produto final. No entanto, para indicadores numéricos padrão, de um dígito e de baixo custo como o LTS-3361JF, a tecnologia AlInGaP estabelecida oferece um excelente equilíbrio entre desempenho, confiabilidade e custo.