Folha de Dados do Display LED LTC-2728JS - Altura do Dígito 0,28 Polegadas - Amarelo AlInGaP - Tensão Direta 2,6V - Dissipação de Potência 40mW - Documentação Técnica em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTC-2728JS é um módulo de display alfanumérico de sete segmentos com quatro dígitos, projetado para aplicações que requerem leituras numéricas claras e brilhantes. A sua função principal é representar visualmente dados numéricos através de segmentos endereçáveis individualmente. O dispositivo é construído utilizando tecnologia avançada de semicondutor de Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio (AlInGaP) para os elementos emissores de luz, que são montados num substrato não transparente de Arsenieto de Gálio (GaAs). Esta combinação resulta na emissão característica de cor amarela. O display apresenta um painel frontal cinza com marcações de segmentos brancas, melhorando o contraste e a legibilidade sob várias condições de iluminação.

As principais vantagens deste display incluem a sua excelente aparência dos caracteres, conseguida através de segmentos contínuos e uniformes, e um alto brilho com forte contraste. Opera com requisitos de baixa potência, tornando-o adequado para dispositivos alimentados por bateria ou com consciência energética. Além disso, oferece um amplo ângulo de visão e beneficia da fiabilidade de estado sólido inerente à tecnologia LED, garantindo uma longa vida operacional e resistência a choques e vibrações.

O mercado-alvo para este componente inclui painéis de controlo industrial, equipamentos de teste e medição, eletrónica de consumo (como relógios ou eletrodomésticos), painéis de instrumentos automóveis (para displays auxiliares) e qualquer sistema embebido que necessite de uma solução de display numérico robusta, legível e eficiente.

2. Interpretação Profunda dos Parâmetros Técnicos

2.1 Características Fotométricas e Ópticas

Os principais parâmetros ópticos definem o desempenho visual do display. AIntensidade Luminosa Média (Iv)é especificada com um valor típico de 600 µcd a uma corrente direta (IF) de 1mA, com um mínimo de 200 µcd. Este parâmetro mede o brilho percebido da luz emitida, tal como visto pelo olho humano, calibrado usando um filtro que se aproxima da curva de resposta fotópica CIE. OComprimento de Onda de Emissão de Pico (λp)é de 588 nm, e oComprimento de Onda Dominante (λd)é de 587 nm, ambos medidos a IF=20mA. Estes valores colocam a emissão firmemente na região amarela do espectro visível. ALargura a Meia Altura Espectral (Δλ)é de 15 nm, indicando uma cor amarela monocromática relativamente pura. ATaxa de Correspondência de Intensidade Luminosaentre segmentos é especificada como 2:1 no máximo, garantindo um brilho uniforme em todos os segmentos de um dígito para uma aparência consistente.

2.2 Parâmetros Elétricos

As especificações elétricas regem a ativação segura e eficaz dos LEDs. ATensão Direta por Segmento (VF)tem um valor típico de 2,6V a IF=20mA, com um máximo de 2,6V. Esta é a queda de tensão através de um segmento iluminado. ACorrente Reversa por Segmento (IR)é no máximo de 10 µA quando é aplicada uma tensão reversa (VR) de 5V, indicando a corrente de fuga no estado desligado. ACorrente Direta Contínua por Segmentoestá classificada em 25 mA no máximo 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. Para operação pulsada, umaCorrente Direta de Pico por Segmentode 60 mA é permitida sob condições específicas (ciclo de trabalho 1/10, largura de pulso 0,1ms). ADissipação de Potência por Segmentoestá limitada a 40 mW.

2.3 Classificações Térmicas e Máximas Absolutas

Estas classificações definem os limites operacionais além dos quais pode ocorrer dano permanente. OIntervalo de Temperatura de Operação e Armazenamentoé de -35°C a +85°C. Esta ampla gama torna o display adequado para ambientes severos. A máximaTensão Reversa por Segmentoé de 5V; exceder este valor pode danificar a junção do LED. Uma especificação crítica de manuseamento é aTemperatura de Soldadura: o dispositivo pode suportar um máximo de 260°C por até 3 segundos, medido num ponto a 1,6mm (1/16 de polegada) abaixo do plano de assentamento do encapsulamento. Isto é crucial para orientar os processos de soldadura por refluxo.

3. Explicação do Sistema de Binning

Com base na folha de dados fornecida, códigos de binning explícitos para comprimento de onda (ou temperatura de cor), fluxo luminoso ou tensão direta não são detalhados. As especificações fornecem valores mínimos, típicos e máximos para parâmetros-chave como intensidade luminosa (200-600 µcd) e tensão direta (2,05-2,6V). Num contexto de produção, os fabricantes frequentemente agrupam os LEDs em bins de desempenho mais apertados dentro destes intervalos para garantir consistência dentro de um único lote ou para requisitos específicos de clientes. Os projetistas devem consultar o fabricante para opções de binning disponíveis se a correspondência precisa de cor ou uniformidade de intensidade além das especificações mín/máx publicadas for crítica para a aplicação.

4. Análise das Curvas de Desempenho

A folha de dados referencia curvas típicas de características elétricas/ópticas. Embora os gráficos específicos não sejam reproduzidos no texto, as curvas padrão para tais dispositivos normalmente incluiriam:Corrente Direta (IF) vs. Tensão Direta (VF): Esta curva mostra a relação exponencial, crucial para projetar circuitos de limitação de corrente.Intensidade Luminosa (Iv) vs. Corrente Direta (IF): Isto mostra como a saída de luz aumenta com a corrente, geralmente numa região aproximadamente linear antes da eficiência cair a correntes muito altas.Intensidade Luminosa (Iv) vs. Temperatura Ambiente (Ta): Esta curva demonstra o coeficiente de temperatura negativo dos LEDs, onde a saída de luz diminui à medida que a temperatura da junção aumenta.Distribuição Espectral de Potência: Um gráfico que mostra a intensidade relativa da luz emitida através dos comprimentos de onda, centrada em torno de 588 nm com a largura a meia altura especificada de 15 nm. Compreender estas relações é essencial para otimizar as condições de ativação para brilho, eficiência e longevidade.

5. Informação Mecânica e de Encapsulamento

O display tem uma altura de dígito de 0,28 polegadas (7,0 mm). As dimensões do encapsulamento são fornecidas num desenho detalhado com todas as medidas em milímetros. As tolerâncias são geralmente ±0,25 mm salvo indicação em contrário. O dispositivo é um encapsulamento dual in-line (DIP) de 16 pinos. O diagrama de circuito interno revela uma configuração multiplexada de cátodo comum. Isto significa que os cátodos dos LEDs para cada dígito estão ligados em conjunto (quatro pinos de cátodo comum: Dígito 1, 2, 3 e 4), enquanto os ânodos para cada tipo de segmento (A a G, mais DP) estão ligados através de todos os dígitos. Esta estrutura permite a multiplexagem, onde os dígitos são iluminados um de cada vez em sucessão rápida para criar a perceção de todos os dígitos estarem ligados continuamente, reduzindo significativamente o número de pinos de ativação necessários.

6. Diretrizes de Soldadura e Montagem

A diretriz principal fornecida é a resistência ao calor da soldadura: o componente pode suportar uma temperatura de pico de 260°C por um máximo de 3 segundos, medido 1,6mm abaixo do corpo do encapsulamento. Esta é uma classificação padrão para soldadura por onda ou refluxo. Para perfis de refluxo, é aplicável um perfil padrão sem chumbo com uma temperatura de pico não excedendo 260°C. As precauções incluem evitar tensão mecânica nos pinos durante a inserção, garantir o alinhamento adequado antes da soldadura e evitar pontes de soldadura excessivas entre pinos. O dispositivo deve ser armazenado na sua bolsa de barreira à humidade original até à utilização, dentro do intervalo de temperatura de armazenamento especificado de -35°C a +85°C, e num ambiente de baixa humidade para evitar absorção de humidade.

7. Informação de Embalagem e Encomenda

O número de peça é LTC-2728JS. A descrição associada a este número de peça é "Amarelo AlInGaP, Cátodo Comum Multiplexado, Ponto Decimal à Direita." Isto indica o material do LED, a configuração elétrica e a posição do ponto decimal. Detalhes específicos de embalagem, como quantidades em tubos, contagens em bandejas ou especificações de bobinas, não estão incluídos no excerto fornecido. A etiqueta normalmente incluiria o número de peça, o código do lote e o código de data. Para encomendar, é utilizado o número de peça base LTC-2728JS.

8. Recomendações de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

Este display é ideal para qualquer aplicação que requeira uma leitura numérica clara e com múltiplos dígitos. Usos comuns incluem: medidores de painel digital para tensão, corrente ou frequência; temporizadores e relógios; contadores de linha de produção; leituras de dispositivos médicos (por exemplo, monitores de pressão arterial); displays de eletrodomésticos (fornos, micro-ondas, máquinas de lavar); e medidores automóveis do mercado de acessórios.

8.2 Considerações de Projeto

Circuito de Ativação:Devido ao seu design multiplexado de cátodo comum, é quase sempre necessário um CI driver de display dedicado (como um MAX7219 ou um microcontrolador com software de multiplexagem). Cada dígito é ligado ao drenar corrente através do seu pino de cátodo comum enquanto se fornece corrente aos pinos de ânodo de segmento apropriados.Limitação de Corrente:Resistores de limitação de corrente externos são obrigatórios para cada linha de ânodo de segmento (ou possivelmente para cada cátodo comum, dependendo da arquitetura do driver) para definir a corrente direta para um valor seguro, tipicamente entre 5-20 mA dependendo do brilho desejado e do orçamento de potência. O valor do resistor pode ser calculado usando R = (Vcc - VF) / IF.Taxa de Atualização:Ao multiplexar, a taxa de atualização por dígito deve ser suficientemente alta para evitar cintilação visível, tipicamente acima de 60 Hz por dígito (portanto, uma taxa de ciclo total >240 Hz para 4 dígitos).Ângulo de Visão:O amplo ângulo de visão permite posições de montagem flexíveis.Sequenciamento de Energia:Certifique-se de que o circuito driver não aplica tensão reversa ou corrente excessiva durante a ligação ou desligamento da energia.

9. Comparação Técnica

Comparado com outras tecnologias de sete segmentos, os LEDs amarelos de AlInGaP oferecem vantagens distintas. Em relação aos LEDs vermelhos tradicionais de GaAsP ou GaP, o AlInGaP fornece uma eficiência luminosa significativamente maior, resultando em maior brilho para a mesma corrente de ativação. Também oferece melhor estabilidade térmica e maior tempo de vida. Comparado com LEDs azuis ou brancos com filtros, o amarelo AlInGaP é uma cor de emissão direta, evitando as perdas de eficiência associadas à conversão por fósforo. A altura de dígito de 0,28 polegadas é um tamanho comum, oferecendo um bom equilíbrio entre legibilidade e consumo de espaço na placa, sendo maior do que displays de 0,2 polegadas para visualização mais fácil e menor do que displays de 0,5 polegadas para compacidade. O design multiplexado de cátodo comum é padrão para displays de múltiplos dígitos, minimizando a contagem de pinos em comparação com um design não multiplexado (ativação estática) que exigiria muito mais linhas de I/O.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

P: Qual é o propósito do "Ponto Decimal à Direita" na descrição?

R: Isto especifica a posição física do segmento do ponto decimal. "À Direita" significa que o ponto decimal está localizado à direita do dígito. Alguns displays oferecem pontos decimais à esquerda ou no centro.

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

R: Não. Os LEDs são dispositivos ativados por corrente. Uma fonte de tensão constante sem um resistor limitador de corrente em série provavelmente permitirá que flua corrente excessiva, destruindo o segmento do LED. Utilize sempre um esquema de limitação de corrente.

P: O que significa "Ciclo de Trabalho 1/10, Largura de Pulso 0,1ms" para a Corrente Direta de Pico?

R: Esta classificação permite uma corrente instantânea mais alta (60 mA) apenas se o pulso for muito curto (0,1ms) e o LED estiver desligado por muito mais tempo (dando um ciclo de trabalho de 10%). Isto permite-lhe alcançar um breve surto de maior brilho para multiplexagem ou efeitos de estroboscópio sem sobreaquecer o chip. Para iluminação em estado estacionário, deve utilizar a classificação de Corrente Direta Contínua (25 mA máx.).

P: Os pinos 4, 9, 10 e 12 estão listados como "SEM PINO." O que significa isto?

R: Estes são pinos fisicamente ausentes. O encapsulamento tem uma pegada de 16 pinos, mas apenas 12 pinos estão realmente presentes e eletricamente ligados. Esta é uma prática comum para padronizar o tamanho do encapsulamento enquanto acomoda diferentes configurações de circuito interno.

P: Como calculo o consumo total de energia?

R: Para um display multiplexado, a potência não é simplesmente a soma de todos os segmentos. Num esquema de multiplexagem típico, apenas um dígito está ligado de cada vez. Portanto, a potência instantânea é aproximadamente a potência para um dígito totalmente iluminado (por exemplo, 8 segmentos * IF por segmento * VF). A potência média é este valor dividido pelo número de dígitos (para tempos de ligação iguais).

11. Caso de Uso Prático

Caso: Projetar uma Leitura de Voltímetro de 4 Dígitos.Um projetista está a construir um voltímetro digital para exibir 0,00V a 19,99V. Eles selecionam o LTC-2728JS pelo seu brilho e legibilidade. Utilizam um microcontrolador com um conversor analógico-digital (ADC) para medir a tensão. O firmware do microcontrolador trata da conversão da leitura do ADC para o formato BCD (Decimal Codificado em Binário). Quatro pinos de I/O são configurados como saídas de dreno aberto para ativar os pinos de cátodo comum (Dígitos 1-4). Outros sete pinos de I/O (mais um para o ponto decimal) são configurados como saídas push-pull para ativar os ânodos dos segmentos (A-G, DP) através de resistores limitadores de corrente individuais de 100Ω (calculados para Vcc=5V, VF~2,6V, IF~20mA). O firmware implementa uma interrupção de temporizador que percorre os quatro dígitos a uma taxa de 1 kHz (250 Hz por dígito). Na rotina de interrupção, desliga todos os dígitos, envia o padrão de segmentos para o próximo dígito e depois liga o cátodo desse dígito. Isto cria um display estável e sem cintilação que mostra a tensão medida.

12. Introdução ao Princípio

O princípio de operação baseia-se na eletroluminescência numa junção p-n de semicondutor. A estrutura cristalina de AlInGaP (Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio) é um semicondutor de banda proibida direta. Quando polarizada diretamente, os eletrões da região tipo-n e as lacunas da região tipo-p são injetados na região ativa onde se recombinam. A energia libertada durante esta recombinação é emitida como fotões (luz). A composição específica da liga de AlInGaP determina a energia da banda proibida, que corresponde diretamente ao comprimento de onda (cor) da luz emitida—neste caso, amarelo (~587-588 nm). O substrato não transparente de GaAs absorve qualquer luz emitida para baixo, melhorando o contraste ao evitar a reflexão interna que poderia causar uma aparência "desbotada". O formato de sete segmentos é um padrão padronizado onde sete LEDs em forma de barra controlados independentemente (segmentos) podem ser iluminados em diferentes combinações para formar os algarismos 0-9 e algumas letras.

13. Tendências de Desenvolvimento

A tendência em displays de sete segmentos e indicadores LED discretos similares continua em direção a maior eficiência, menor consumo de energia e maior fiabilidade. Embora a tecnologia fundamental de AlInGaP seja madura, os refinamentos do processo levam a uma melhor eficiência quântica interna e extração de luz. Há uma crescente integração da eletrónica de ativação, movendo-se para displays "inteligentes" com controladores incorporados, interfaces I2C ou SPI, e até sensores de luz ambiente para ajuste automático de brilho, reduzindo a carga de projeto no microcontrolador do sistema. Em termos de fator de forma, há uma pressão constante para encapsulamentos mais finos e menores espaçamentos de píxeis para exibição de informação de maior densidade. No entanto, para leituras industriais padrão, o clássico encapsulamento DIP de orifício passante, como o utilizado pelo LTC-2728JS, permanece popular devido à sua robustez, facilidade de soldadura manual para prototipagem e fiabilidade comprovada em ambientes exigentes.