Ficha Técnica do Display LED LTD-6730JD - Altura do Dígito de 0,56 Polegadas - Cor Vermelho Hiper - Tensão Direta de 2,6V - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTD-6730JD é um módulo de display de sete segmentos e dois dígitos, projetado para aplicações que requerem leitura numérica clara. Sua função principal é representar visualmente dois dígitos (0-9 e algumas letras) utilizando segmentos de LED endereçáveis individualmente. A tecnologia central é baseada no material semicondutor AlInGaP (Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio), especificamente desenvolvido para emitir luz no espectro do vermelho hiper. Este dispositivo é categorizado como um display de ânodo comum, o que significa que os ânodos dos LEDs para cada dígito estão conectados internamente, simplificando o circuito de acionamento quando se utilizam drivers de sumidouro de corrente.

O display possui uma altura de caractere de 0,56 polegadas (14,22 mm), oferecendo um equilíbrio entre legibilidade e tamanho compacto. É apresentado com face cinza e marcações de segmentos brancas, o que aumenta o contraste e a legibilidade quando os segmentos estão iluminados. O dispositivo foi projetado para operação de baixa potência, tornando-o adequado para aplicações alimentadas por bateria ou com restrição de energia, onde a iluminação eficiente é crucial.

2. Interpretação Objetiva dos Parâmetros Técnicos

2.1 Características Fotométricas e Ópticas

O desempenho óptico é definido sob condições padrão de teste a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C. O parâmetro chave, Intensidade Luminosa Média (Iv), tem um valor típico de 700 µcd quando acionado por uma corrente direta (IF) de 1 mA por segmento. O valor mínimo especificado é de 320 µcd, e não há um limite máximo listado, indicando um foco em garantir um nível mínimo de brilho. A taxa de correspondência de intensidade luminosa entre os segmentos é especificada em no máximo 2:1, o que define a variação permitida no brilho entre diferentes segmentos para garantir uma aparência uniforme.

As características de cor são definidas pelo comprimento de onda. O Comprimento de Onda de Emissão de Pico (λp) é tipicamente 650 nm, enquanto o Comprimento de Onda Dominante (λd) é tipicamente 639 nm quando acionado com IF=20mA. A pequena diferença entre o comprimento de onda de pico e o dominante é comum em LEDs. A Largura de Meia Espectral (Δλ) é de 20 nm, indicando a pureza espectral ou a dispersão do comprimento de onda da luz emitida em torno do pico. Esta combinação posiciona a emissão firmemente na região do vermelho hiper do espectro visível.

2.2 Características Elétricas

Os parâmetros elétricos definem os limites e condições de operação do dispositivo. A Tensão Direta por segmento (VF) varia de 2,1V a 2,6V a uma corrente de teste de 1 mA. Este parâmetro é crucial para projetar o circuito limitador de corrente. A Corrente Reversa por segmento (IR) é especificada no máximo de 100 µA quando uma Tensão Reversa (VR) de 5V é aplicada, indicando o nível de fuga quando o LED está polarizado reversamente.

Os Valores Nominais Absolutos Máximos estabelecem os limites além dos quais danos permanentes podem ocorrer. A Corrente Direta Contínua por segmento é nominal de 25 mA a 25°C, com um fator de derating de 0,33 mA/°C. Isto significa que a corrente contínua permitida diminui à medida que a temperatura ambiente aumenta. Para operação pulsada, é permitida uma Corrente Direta de Pico de 90 mA sob condições específicas (ciclo de trabalho de 1/10, largura de pulso de 0,1 ms), que pode ser usada para multiplexação ou para alcançar brilho instantâneo mais alto. A Dissipação de Potência Máxima por segmento é de 70 mW. A Tensão Reversa Máxima por segmento é de 5V.

2.3 Especificações Térmicas e Ambientais

O dispositivo é classificado para uma Faixa de Temperatura de Operação de -35°C a +85°C. A idêntica Faixa de Temperatura de Armazenamento indica a robustez do componente quando não energizado. Um parâmetro crítico de montagem é a classificação de Temperatura de Soldagem: o dispositivo pode suportar uma temperatura máxima de 260°C por no máximo 3 segundos, medida a um ponto 1,6mm (1/16 de polegada) abaixo do plano de assentamento do encapsulamento. Esta é uma classificação padrão para processos de soldagem por onda ou refusão.

3. Informações Mecânicas e de Embalagem

O dispositivo é fornecido em um encapsulamento padrão de sete segmentos e dois dígitos. As dimensões fornecidas definem a área ocupada, o espaçamento dos furos e a altura total, que são essenciais para o layout da PCB (Placa de Circuito Impresso) e integração mecânica no produto final. O desenho especifica que todas as dimensões estão em milímetros, com tolerâncias padrão de ±0,25 mm, salvo indicação em contrário. O encapsulamento inclui a face cinza com marcações de segmentos brancas e os pinos necessários para conexão elétrica.

4. Conexão dos Pinos e Circuito Interno

O dispositivo possui uma configuração de 18 pinos. A pinagem é a seguinte: Os pinos 1-12 e 15 são cátodos para segmentos específicos (A, B, C, D, E, F, G, H, J, DP) para o Dígito 1 e Dígito 2. O mapeamento dos segmentos (por exemplo, qual pino controla o segmento 'A' do Dígito 2) é explicitamente definido. Os pinos 13 e 14 são os Ânodos Comuns para o Dígito 2 e Dígito 1, respectivamente. Os pinos 16, 17 e 18 são listados como "Sem Conexão" (NC). O diagrama do circuito interno mostra que cada dígito tem uma configuração de ânodo comum, onde o ânodo é compartilhado entre todos os sete segmentos (mais o ponto decimal) daquele dígito, e cada segmento tem seu próprio pino cátodo individual. Esta arquitetura é ideal para multiplexação, onde os ânodos de cada dígito são ligados sequencialmente em alta frequência enquanto os pinos cátodos correspondentes são acionados para iluminar os segmentos desejados.

5. Análise das Curvas de Desempenho

Embora os gráficos específicos não sejam detalhados no texto fornecido, as curvas típicas para tal dispositivo incluiriam várias relações-chave. A curva Corrente Direta vs. Tensão Direta (I-V) mostra a relação exponencial característica de um diodo; compreender esta curva é vital para selecionar o resistor em série correto ou projetar um driver de corrente constante. A curva Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta normalmente mostra uma relação quase linear em correntes mais baixas, saturando em correntes mais altas. A curva Intensidade Luminosa vs. Temperatura Ambiente é crítica, pois a saída do LED geralmente diminui com o aumento da temperatura da junção. Para um LED colorido como este tipo vermelho hiper, a curva de Distribuição Espectral mostraria a intensidade da luz emitida em diferentes comprimentos de onda, centrada em torno de 650 nm.

6. Sugestões de Aplicação

6.1 Cenários de Aplicação Típicos

Este display é adequado para uma ampla gama de aplicações que requerem indicação numérica clara e confiável. Usos comuns incluem painéis de instrumentação (por exemplo, multímetros, frequencímetros), eletrodomésticos (micro-ondas, fornos, máquinas de lavar), leituras de controle industrial, equipamentos de teste e medição, e terminais de ponto de venda. Sua baixa exigência de corrente o torna um candidato para dispositivos portáteis e operados por bateria.

6.2 Considerações de Projeto e Circuito de Acionamento

Projetar com este display requer um circuito de acionamento capaz de sumir a corrente do segmento. Por ser um display de ânodo comum, os ânodos (pinos 13 e 14) devem ser conectados a uma fonte de tensão positiva (Vcc) através de um resistor limitador de corrente ou, mais comumente, chaveados por um transistor ou o pino de saída de um CI driver dedicado. Os pinos cátodos (1-12, 15) são conectados às saídas de sumidouro de corrente do driver (por exemplo, um pino GPIO de um microcontrolador, um registrador de deslocamento ou um driver de LED dedicado).

Para controlar ambos os dígitos, a multiplexação é a abordagem padrão. O circuito alternaria rapidamente entre ligar o ânodo do Dígito 1 (enquanto aciona os cátodos para os segmentos desejados do Dígito 1) e depois ligar o ânodo do Dígito 2 (enquanto aciona os cátodos para os segmentos desejados do Dígito 2). A persistência da visão do olho humano combina esses flashes rápidos em uma imagem estável de dois dígitos. A frequência de multiplexação deve ser alta o suficiente para evitar cintilação visível, tipicamente acima de 60 Hz. Ao multiplexar, a corrente instantânea por segmento pode ser maior que a classificação DC (usando a classificação de corrente de pico como guia) para alcançar o mesmo brilho médio, mas os limites térmicos e de ciclo de trabalho devem ser observados.

A limitação de corrente é obrigatória. Mesmo com multiplexação, um resistor em série para cada cátodo de segmento ou o uso de um driver de corrente constante é necessário para evitar que corrente excessiva danifique os chips de LED. O valor do resistor pode ser calculado usando a Lei de Ohm: R = (Vcc - VF) / IF, onde VF é a tensão direta do LED (use o valor máximo de 2,6V para um projeto conservador), Vcc é a tensão de alimentação e IF é a corrente direta desejada.

7. Comparação Técnica e Características

As características listadas destacam suas vantagens competitivas: Segmentos Contínuos e Uniformes garantem uma aparência suave e sem lacunas do número iluminado. Alto Brilho e Alto Contraste, facilitados pela tecnologia AlInGaP e acabamento cinza/branco, garantem legibilidade em várias condições de iluminação. Amplo Ângulo de Visão é um benefício da tecnologia LED e do design do encapsulamento. Confiabilidade de Estado Sólido refere-se à robustez inerente dos LEDs em comparação com displays mecânicos ou baseados em filamento. Baixa Exigência de Potência é uma característica chave para o design eletrônico moderno. O dispositivo ser Categorizado por Intensidade Luminosa significa que as unidades são classificadas ou testadas para atender a limites específicos de brilho, proporcionando consistência na produção.

8. Perguntas Frequentes Baseadas em Parâmetros Técnicos

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 único comprimento de onda onde o espectro de emissão é mais intenso. O Comprimento de Onda Dominante é o único comprimento de onda da luz monocromática que corresponderia à cor percebida da luz do LED. Eles geralmente são próximos, mas não idênticos, devido ao formato do espectro de emissão do LED.

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

R: Não, não diretamente. Você deve usar um resistor limitador de corrente em série com cada cátodo de segmento. Conectar um LED diretamente a uma fonte de tensão como um pino GPIO (configurado como saída) tentaria drenar corrente excessiva, potencialmente danificando tanto o LED quanto o pino do microcontrolador.

P: Por que existem pinos "Sem Conexão"?

R: O encapsulamento de 18 pinos é provavelmente um padrão de footprint usado para várias configurações de display. Para este modelo específico de dois dígitos, apenas 15 pinos são eletricamente ativos. Os pinos NC fornecem estabilidade mecânica e se alinham com o soquete padrão ou layout de PCB.

P: Como calculo o consumo de energia?

R: Para um display estático não multiplexado: Potência = (Número de segmentos acesos) * (Corrente Direta por segmento) * (Tensão Direta por segmento). Para um display multiplexado, a corrente média por segmento é IF * Ciclo de Trabalho. A potência total é a soma para todos os segmentos acesos em ambos os dígitos, considerando seus respectivos ciclos de trabalho (por exemplo, 50% para cada dígito em uma multiplexação de dois dígitos).

9. Diretrizes de Soldagem e Montagem

A adesão ao perfil de soldagem especificado é crítica para evitar danos térmicos aos chips de LED internos, às ligações de fio e ao encapsulamento plástico. A temperatura máxima de soldagem de 260°C por 3 segundos a 1,6mm abaixo do plano de assentamento é um parâmetro chave para soldagem por refusão. Os perfis padrão de refusão sem chumbo (SAC) normalmente têm uma temperatura de pico nesta faixa. Para soldagem manual, deve ser usado um ferro com controle de temperatura, e o tempo de contato com os pinos deve ser minimizado. Após a soldagem, o dispositivo deve ser deixado esfriar naturalmente. Evite submeter a face do display a estresse mecânico ou solventes de limpeza que possam danificar o plástico ou as marcações.

10. Princípio de Funcionamento

O dispositivo opera com base no princípio da eletroluminescência em uma junção p-n semicondutora. O sistema de material AlInGaP é usado para criar a junção. Quando uma tensão direta que excede o limiar da junção (aproximadamente 2,1-2,6V) é aplicada, elétrons da região tipo n e lacunas da região tipo p são injetados na região ativa onde se recombinam. Nos LEDs de AlInGaP, esta recombinação libera energia principalmente na forma de fótons (luz) na parte vermelha a amarelo-alaranjada do espectro, dependendo da composição exata da liga. O substrato de GaAs não transparente ajuda a direcionar a saída de luz para cima através do topo do chip, aumentando o brilho do lado da visualização. Cada segmento do display contém um ou mais desses chips de LED conectados em paralelo.