Folha de Dados do Display LED LTS-3403JS - Altura do Dígito 0,8 Polegadas - Amarelo AlInGaP - Tensão Direta 2,6V - Dissipação de Potência 40mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTS-3403JS é um módulo de display alfanumérico monocromático de sete segmentos, projetado para aplicações que requerem leituras numéricas claras e brilhantes. A sua função principal é representar visualmente dígitos (0-9) e alguns caracteres limitados através da iluminação seletiva dos seus segmentos individuais de LED. A tecnologia central é baseada no material semicondutor Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio (AlInGaP), que é projetado para emitir luz na região do comprimento de onda amarelo. Esta escolha específica de material oferece um equilíbrio entre eficiência, brilho e pureza da cor. O dispositivo é categorizado como do tipo cátodo comum, o que significa que os cátodos (terminais negativos) dos segmentos de LED estão conectados internamente, simplificando o circuito de acionamento quando se utilizam drivers de corrente de sumidouro. O design físico apresenta um painel frontal cinza claro com contornos de segmentos brancos, melhorando o contraste e a legibilidade quando os segmentos estão iluminados.

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

Esta secção fornece uma análise detalhada dos limites operacionais e das características de desempenho do dispositivo sob condições especificadas.

2.1 Especificações Máximas Absolutas

Estes parâmetros definem os limites de stress além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. A operação nestes ou perto destes limites não é recomendada para um desempenho fiável.

• Dissipação de Potência por Segmento:40 mW. Esta é a quantidade máxima de energia elétrica que pode ser convertida em calor e luz por um único segmento sem risco de dano.
• Corrente Direta de Pico por Segmento:60 mA. Esta corrente é permitida apenas em condições pulsadas com um ciclo de trabalho de 1/10 e uma largura de pulso de 0,1 ms. É utilizada para flashes breves e de alta intensidade.
• Corrente Direta Contínua por Segmento:25 mA a 25°C. Esta classificação diminui linearmente a uma taxa de 0,33 mA/°C à medida que a temperatura ambiente (Ta) sobe acima de 25°C, um processo conhecido como derating.
• Tensão Reversa por Segmento:5 V. Exceder esta tensão na direção de polarização reversa pode causar ruptura da junção.
• Intervalo de Temperatura de Operação e Armazenamento:-35°C a +85°C. O dispositivo está classificado para funcionar e ser armazenado dentro deste intervalo de temperatura ambiental.
• Temperatura de Soldagem:Máximo de 260°C por um máximo de 3 segundos, medido a 1,6 mm (1/16 polegada) abaixo do plano de assentamento do componente durante a soldagem por onda ou por refluxo.

2.2 Características Elétricas e Ópticas

Estes são os parâmetros de desempenho típicos medidos a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C sob as condições de teste especificadas.

• Intensidade Luminosa Média (I_V):Varia de 320 μcd (mín.) a 700 μcd (máx.), com um valor típico implícito, quando acionado com uma corrente direta (I_F) de 1 mA por segmento. Esta é uma medida do brilho percebido da luz emitida.
• Comprimento de Onda de Emissão de Pico (λ_p):588 nm (típico). Este é o comprimento de onda no qual a potência óptica de saída é maior, definindo a cor amarela.
• Largura a Meia Altura da Linha Espectral (Δλ):15 nm (típico). Isto indica a pureza espectral; um valor menor significa uma cor amarela mais monocromática (pura).
• Comprimento de Onda Dominante (λ_d):587 nm (típico). Este é o comprimento de onda percebido pelo olho humano, correspondendo de perto ao comprimento de onda de pico.
• Tensão Direta por Segmento (V_F):Varia de 2,05 V (mín.) a 2,6 V (máx.) a I_F= 20 mA. Esta é a queda de tensão através do LED quando está a conduzir.
• Corrente Reversa por Segmento (I_R):100 μA (máx.) quando uma tensão reversa (V_R) de 5 V é aplicada.
• Taxa de Correspondência de Intensidade Luminosa (I_V-m):2:1 (máx.). Isto especifica a variação máxima permitida de brilho entre diferentes segmentos do mesmo dígito ou entre dígitos, garantindo uma aparência uniforme.

Nota sobre Medição:A intensidade luminosa é medida usando uma combinação de sensor e filtro que se aproxima da sensibilidade espectral fotópica (adaptada à luz do dia) do olho humano, conforme definido pela CIE (Comissão Internacional de Iluminação).

3. Explicação do Sistema de Binning

A folha de dados indica que o dispositivo é "Categorizado por Intensidade Luminosa". Isto refere-se a um processo de triagem pós-produção conhecido como "binning". Durante a fabricação, pequenas variações no crescimento epitaxial e no processamento do material AlInGaP podem levar a diferenças em parâmetros-chave como a tensão direta (V_F) e a intensidade luminosa (I_V). Para garantir consistência para o utilizador final, as unidades fabricadas são testadas e classificadas em "bins" ou grupos específicos com base nestes valores medidos. Para o LTS-3403JS, o critério principal de binning é a intensidade luminosa a 1 mA, como evidenciado pelos valores mín. (320 μcd) e máx. (700 μcd) especificados. Isto permite aos projetistas selecionar peças de um bin de intensidade específico se a sua aplicação exigir níveis de brilho rigorosamente correspondentes em múltiplos displays.

4. Análise das Curvas de Desempenho

A folha de dados faz referência a "Curvas Típicas de Características Elétricas/Ópticas". Embora os gráficos específicos não sejam detalhados no texto fornecido, as curvas padrão para tais dispositivos incluem tipicamente:

• Corrente Direta vs. Tensão Direta (Curva I-V):Mostra a relação exponencial. A curva indicará o V_Ftípico em correntes de acionamento comuns como 1 mA e 20 mA.
• Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta:Demonstra como a saída de luz aumenta com a corrente, geralmente numa relação quase linear dentro da faixa de operação, antes de potencialmente saturar a correntes muito altas.
• Intensidade Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Ilustra a diminuição da saída de luz à medida que a temperatura da junção aumenta, um fator crítico para a gestão térmica em aplicações de alto brilho ou alta temperatura.
• Distribuição Espectral:Um gráfico de intensidade relativa versus comprimento de onda, mostrando o pico em ~588 nm e a largura a meia altura, confirmando a emissão de cor amarela.

Estas curvas são essenciais para os projetistas modelarem o comportamento do display sob diferentes condições de operação não explicitamente cobertas na tabela.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões da Embalagem

O dispositivo tem um contorno físico definido. Todas as dimensões são fornecidas em milímetros (mm) com uma tolerância padrão de ±0,25 mm (0,01 polegadas), salvo indicação em contrário no desenho dimensional. A característica principal é a altura do dígito de 0,8 polegadas, que corresponde a 20,32 mm, definindo o tamanho do caráter.

5.2 Configuração dos Pinos e Circuito Interno

O LTS-3403JS é alojado num encapsulamento de 18 pinos. A pinagem é a seguinte: Os pinos 4, 6, 12 e 17 são Ânodos Comuns. Os cátodos dos segmentos são atribuídos a pinos específicos: A(2), B(15), C(13), D(11), E(5), F(3), G(14). Além disso, apresenta Pontos Decimais Esquerdo (L.D.P, pino 7) e Direito (R.D.P, pino 10). Os pinos 1, 8, 9, 16 e 18 são indicados como "Sem Pino" (provavelmente não utilizados ou presentes apenas mecanicamente). O diagrama do circuito interno mostra uma configuração de cátodo comum para os segmentos do dígito principal, o que significa que todos os cátodos dos segmentos são separados, e os ânodos são comuns. Os pontos decimais são acessíveis individualmente.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

As especificações máximas absolutas fornecem o parâmetro-chave de soldagem: o dispositivo pode suportar uma temperatura máxima de 260°C por até 3 segundos durante o processo de soldagem. Isto é típico para perfis de soldagem por onda ou por refluxo infravermelho. É crucial que este limite térmico não seja excedido para evitar danos nas ligações internas por fio, no chip LED ou no encapsulamento plástico. Os projetistas devem seguir as diretrizes padrão JEDEC ou IPC para o design da pegada da PCB, garantindo o tamanho e espaçamento adequados dos pads para facilitar a boa formação da junta de solda e evitar pontes. O dispositivo deve ser armazenado na sua bolsa de barreira à humidade original até à utilização para evitar a absorção de humidade, que pode causar "popcorning" (fissuração do encapsulamento) durante o refluxo.

7. Recomendações de Aplicação

7.1 Cenários de Aplicação Típicos

O LTS-3403JS é adequado para uma ampla gama de aplicações que requerem displays numéricos claros e fiáveis, incluindo:

• Equipamento de Teste e Medição:Multímetros, contadores de frequência, fontes de alimentação.
• Controlos Industriais:Medidores de painel, indicadores de processo, displays de temporizador.
• Eletrónica de Consumo:Equipamento de áudio (amplificadores, receptores), eletrodomésticos de cozinha.
• Automóvel (Aftermarket):Medidores e mostradores (onde as especificações ambientais são cumpridas).
• Dispositivos Portáteis de Baixa Potência:Onde o seu excelente desempenho a baixa corrente (até 1mA/segmento) é uma vantagem significativa para a vida útil da bateria.

7.2 Considerações de Projeto

• Limitação de Corrente:Os LEDs são dispositivos acionados por corrente. Um resistor limitador de corrente em série é obrigatório para cada ânodo comum ou deve ser utilizado um driver de corrente constante para evitar exceder a corrente contínua máxima, especialmente porque V_Fpode variar.
• Multiplexagem:Para displays multi-dígitos, a multiplexagem (ciclagem rápida de energia entre dígitos) é comum para reduzir a contagem de pinos e o consumo de energia. O design de cátodo comum do LTS-3403JS é bem adequado para isto. A classificação de corrente de pico (60mA) permite correntes pulsadas mais altas durante a multiplexagem para alcançar o brilho percebido.
• Ângulo de Visão:A característica de "amplo ângulo de visão" é benéfica para aplicações onde o display pode ser visto a partir de posições fora do eixo.
• Gestão Térmica:Embora de baixa potência, em ambientes de alta temperatura ambiente ou quando acionado a correntes mais altas, deve ser dada atenção à curva de derating para corrente contínua.

8. Comparação e Diferenciação Técnica

As principais vantagens diferenciadoras do LTS-3403JS, com base na sua folha de dados, são:

• Material (AlInGaP):Comparado com tecnologias mais antigas como GaAsP, o AlInGaP oferece uma eficiência luminosa significativamente maior e melhor estabilidade térmica, resultando numa saída mais brilhante e consistente.
• Operação a Baixa Corrente:A sua caracterização e teste para excelente desempenho a correntes tão baixas quanto 1 mA por segmento destacam-no para aplicações de ultra-baixa potência onde outros displays podem ser fracos ou instáveis.
• Correspondência de Segmentos:O dispositivo é testado para correspondência de segmentos, garantindo brilho uniforme em todos os segmentos de um dígito, o que é crítico para uma aparência de grau profissional.
• Embalagem de Alto Contraste:A face cinza claro com segmentos brancos proporciona alto contraste mesmo quando desligado, melhorando a legibilidade geral.

9. Perguntas Frequentes (Baseadas nos Parâmetros Técnicos)

P: Posso acionar este display diretamente a partir de um pino de microcontrolador de 5V?

A: Não. A tensão direta típica é de 2,05-2,6V. Conectá-lo diretamente a 5V sem um resistor limitador de corrente causaria um fluxo de corrente excessivo, destruindo o LED. Um resistor em série deve ser calculado com base na tensão de alimentação (ex., 5V), no V_Fdo LED, e na I_F.

desejada.

P: Qual é a diferença entre "Comprimento de Onda de Pico" e "Comprimento de Onda Dominante"?

R: O comprimento de onda de pico é o pico físico do espectro de luz emitido. O comprimento de onda dominante é o único comprimento de onda percebido pelo olho humano que corresponde à cor da luz. Para uma fonte monocromática como este LED amarelo, eles são muito próximos (587nm vs 588nm)._FP: A corrente contínua máxima é 25mA, mas a condição de teste para V

é 20mA. Qual devo usar para o projeto?

R: 20mA é uma condição de teste padrão e um ponto de operação comum para um bom brilho. Pode projetar para 20mA. A classificação de 25mA é o máximo absoluto; projetar perto deste limite sem consideração térmica não é aconselhado para fiabilidade a longo prazo.

P: Como uso os pontos decimais esquerdo e direito?

R: São LEDs independentes. O pino 7 (L.D.P) é o cátodo para o ponto decimal esquerdo, e o pino 10 (R.D.P) é para o direito. Para iluminar um, deve conectar o seu pino de cátodo ao terra (através de um resistor) e fornecer tensão a um dos ânodos comuns (pinos 4, 6, 12, 17).

10. Exemplo Prático de ProjetoCenário:

1. Projetar uma leitura de voltímetro de um dígito alimentada por uma fonte de 5V, visando uma corrente de segmento de 10 mA para brilho adequado.Configuração do Circuito:
2. Utilize uma configuração de cátodo comum. Conecte todos os cátodos dos segmentos (A-G, DP) a pinos I/O individuais de um microcontrolador através de resistores limitadores de corrente. Conecte todos os quatro ânodos comuns (pinos 4, 6, 12, 17) juntos ao barramento de alimentação de 5V.Cálculo do Resistor:_FAssumindo um pior caso de V_{de 2,6V a 10mA. Valor do Resistor R = (V}alimentação_F- V_F) / I²= (5V - 2,6V) / 0,01A = 240 Ohms. Um resistor padrão de 220 ou 270 Ohm seria adequado. A dissipação de potência no resistor P = I²R = (0,01)
3. * 240 = 0,024W, portanto um resistor padrão de 1/4W é suficiente.Interface com o Microcontrolador:
4. Para exibir um número (ex., '7'), o microcontrolador definiria os seus pinos conectados aos segmentos A, B e C para um nível lógico BAIXO (drenando corrente), mantendo os outros em ALTO. Isto completa o circuito desde 5V (ânodo) através do LED e resistor até ao terra do microcontrolador, iluminando os segmentos A, B e C.Extensão de Multiplexagem:

Para um display de 4 dígitos, teria quatro unidades LTS-3403JS. Conecte todos os cátodos de segmentos correspondentes juntos (todos os pinos 'A' juntos, etc.). Os ânodos comuns de cada display seriam controlados separadamente por um interruptor de transistor. O microcontrolador cicla rapidamente, ativando o ânodo de um dígito de cada vez enquanto envia o padrão de segmentos para esse dígito. A persistência da visão faz com que todos os dígitos pareçam iluminados simultaneamente.

11. Princípio de Funcionamento

O LTS-3403JS opera no princípio da eletroluminescência numa junção p-n semicondutora. O material ativo é o AlInGaP. Quando uma tensão direta que excede o limiar da junção (aproximadamente 2V) é aplicada, eletrões da região tipo-n e lacunas da região tipo-p são injetados na região ativa. Quando estes portadores de carga se recombinam, libertam energia na forma de fotões (luz). A composição específica da liga AlInGaP determina a energia da banda proibida, que dita diretamente o comprimento de onda (cor) dos fotões emitidos—neste caso, luz amarela em torno de 587-588 nm. Cada segmento do dígito é um LED separado com a sua própria junção p-n. A configuração de cátodo comum significa que o lado-n (cátodo) de todas estas junções para o dígito principal está conectado internamente, enquanto os lados-p (ânodos) são separados para controlo individual dos segmentos.

12. Tendências Tecnológicas