Ficha Técnica do Display LED LTD-2601JG-J - Dígito de 0,28 Polegadas - Verde AlInGaP - Tensão Direta de 2,6V - Dissipação de 70mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTD-2601JG-J é um módulo de display alfanumérico de sete segmentos e dois dígitos, projetado para leitura clara de números em diversas aplicações eletrónicas. Apresenta uma altura de dígito de 0,28 polegadas (7,0 mm), oferecendo um equilíbrio entre tamanho compacto e boa visibilidade. O dispositivo utiliza tecnologia de semicondutor AlInGaP (Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio) para seus segmentos emissores de luz verde, proporcionando alto brilho e eficiência. O display possui face cinza com segmentos brancos, melhorando o contraste e a legibilidade. Suas principais vantagens incluem baixo consumo de energia, excelente aparência dos caracteres com segmentos uniformes e contínuos, alto brilho, amplos ângulos de visão e confiabilidade de estado sólido. É categorizado por intensidade luminosa e vem em uma embalagem sem chumbo em conformidade com as diretivas RoHS.

2. Análise Detalhada dos Parâmetros Técnicos

2.1 Características Elétricas e Ópticas

O desempenho do dispositivo é especificado a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C. Os parâmetros-chave incluem:

• Intensidade Luminosa Média por Segmento:Varia de um mínimo de 200 ucd a um máximo de 3400 ucd, com um valor típico de 540 ucd, medido a uma corrente direta (IF) de 1 mA.
• Intensidade Luminosa Média do Ponto Decimal (DP):Mínimo de 50 ucd a IF=1mA.
• Comprimento de Onda de Emissão de Pico (λp):571 nm a IF=20mA.
• Comprimento de Onda Dominante (λd):572 nm a IF=20mA.
• Largura de Meia Espectral (Δλ):15 nm a IF=20mA.
• Tensão Direta por Segmento (VF):Tipicamente 2,6V, com um máximo de 2,6V a IF=20mA.
• Corrente Reversa por Segmento (IR):Máximo de 100 µA a uma tensão reversa (VR) de 5V. Note que esta é uma condição de teste e o dispositivo não se destina a operação contínua em polarização reversa.
• Taxa de Correspondência de Intensidade Luminosa:Máximo de 2:1 para áreas de luz semelhantes a IF=1mA.
• Delta de Correspondência do Comprimento de Onda Dominante (Δλd):Máximo de 4 nm para áreas de luz semelhantes a IF=20mA.
• Crosstalk (Interferência):Especificado como ≤ 2,5%.

2.2 Especificações Máximas Absolutas

Tensões além destes limites podem causar danos permanentes.

• Dissipação de Potência por Segmento:70 mW
• Corrente Direta de Pico por Segmento:60 mA (Ciclo de Trabalho 1/10, Largura de Pulso 0,1ms)
• Corrente Direta Contínua por Segmento:25 mA (Derating linear a partir de 25°C a 0,28 mA/°C)
• Faixa de Temperatura de Operação:-35°C a +105°C
• Faixa de Temperatura de Armazenamento:-35°C a +105°C
• Temperatura de Soldagem:260°C por 5 segundos, medida 1/16 de polegada (≈1,6mm) abaixo do plano de assentamento.

3. Explicação do Sistema de Binagem

O dispositivo emprega um sistema de binagem para categorizar as unidades com base na sua intensidade luminosa medida a 1 mA. Isto garante consistência no brilho para aplicações que requerem aparência uniforme. As bins são definidas da seguinte forma, com uma tolerância de intensidade luminosa de ±15% dentro de cada bin:

• Bin E:201 - 320 ucd
• Bin F:321 - 500 ucd
• Bin G:501 - 800 ucd
• Bin H:801 - 1300 ucd
• Bin J:1301 - 2100 ucd
• Bin K:2101 - 3400 ucd

O código de bin específico para uma unidade está marcado na embalagem do dispositivo. A correspondência também é realizada para o comprimento de onda dominante dentro de um delta de 4 nm para segmentos em áreas de luz semelhantes.

4. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica referencia curvas típicas de características elétricas e ópticas. Embora os gráficos específicos não sejam detalhados no texto fornecido, tais curvas tipicamente ilustram a relação entre a corrente direta (IF) e a tensão direta (VF), a dependência da intensidade luminosa com a corrente direta e a variação destes parâmetros com a temperatura ambiente. Analisar estas curvas é crucial para o projeto do circuito, a fim de garantir a limitação de corrente adequada, prever o brilho sob diferentes condições de acionamento e compreender os efeitos térmicos no desempenho. Os projetistas devem esperar que a tensão direta tenha um coeficiente de temperatura negativo e que a intensidade luminosa diminua à medida que a temperatura aumenta.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões da Embalagem

O display possui um formato padrão de sete segmentos e dois dígitos. As notas dimensionais-chave incluem:

• Todas as dimensões estão em milímetros.
• A tolerância geral é de ±0,25 mm, salvo indicação em contrário.
• A tolerância de deslocamento da ponta do pino é de ±0,4 mm.
• Os limites de defeito são especificados para material estranho nos segmentos (≤10 mil), contaminação por tinta (≤20 mil), curvatura do refletor (≤1/100 do seu comprimento) e bolhas nos segmentos (≤10 mil).
• Um diâmetro de furo na PCB de Ø1,4mm é recomendado para montagem.

5.2 Conexão dos Pinos e Polaridade

O dispositivo utiliza uma configuração de ânodo comum. O diagrama do circuito interno mostra dois ânodos comuns (um para cada dígito) e cátodos individuais para cada segmento (A-G e DP). A pinagem é a seguinte:

• Pino 1: Cátodo E
• Pino 2: Cátodo D
• Pino 3: Cátodo C
• Pino 4: Cátodo G
• Pino 5: Cátodo DP (Ponto Decimal)
• Pino 6: Ânodo Comum (Dígito 2)
• Pino 7: Cátodo A
• Pino 8: Cátodo B
• Pino 9: Ânodo Comum (Dígito 1)
• Pino 10: Cátodo F

A identificação correta dos pinos de ânodo comum é essencial para multiplexar os dois dígitos.

6. Guia de Soldagem e Montagem

6.1 Perfil de Soldagem

Soldagem Automática:A condição recomendada é 260°C por 5 segundos, medida 1/16 de polegada (≈1,6mm) abaixo do plano de assentamento. A temperatura da unidade durante a montagem não deve exceder a classificação máxima de temperatura.
Soldagem Manual:A condição recomendada é 350°C ±30°C por no máximo 5 segundos, medida 1/16 de polegada abaixo do plano de assentamento.

6.2 Precauções e Notas de Aplicação

O display destina-se a equipamentos eletrónicos comuns em aplicações de escritório, comunicação e domésticas. Para aplicações que requerem confiabilidade excepcional onde uma falha pode colocar em risco a vida ou a saúde (ex.: aviação, sistemas médicos), a consulta prévia ao uso é obrigatória. Os projetistas devem aderir estritamente às especificações máximas absolutas. Deve-se ter cuidado durante o manuseio para evitar descargas eletrostáticas (ESD), embora classificações específicas de ESD não sejam fornecidas neste excerto. O armazenamento deve ser dentro da faixa de temperatura especificada de -35°C a +105°C em ambiente seco.

7. Embalagem e Informações para Pedido

A especificação de embalagem padrão é a seguinte:

• Unidades por Tubo: 33
• Tubos por Caixa Interna: 90
• Unidades por Caixa Interna: 2,970
• Tubos por Caixa Externa: 360
• Unidades por Caixa Externa: 11,880

A marcação do módulo no dispositivo inclui o Número da Peça (LTD-2601JG-J), um Código de Data (formato AASSM), o País de Fabricação e o Código de Bin (Z).

8. Sugestões de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

Este display é adequado para qualquer dispositivo que necessite de uma leitura numérica compacta e brilhante de dois dígitos. Aplicações comuns incluem painéis de instrumentos, eletrónicos de consumo (relógios, temporizadores, balanças), controles industriais, equipamentos de teste e medição e displays de eletrodomésticos.

8.2 Considerações de Projeto

• Limitação de Corrente:Resistores limitadores de corrente externos são obrigatórios para cada segmento ou ânodo comum para evitar exceder a corrente direta contínua máxima (25 mA por segmento). O valor deve ser calculado com base na tensão de alimentação e na queda de tensão direta do LED.
• Multiplexação:Para controlar dois dígitos independentemente com apenas 10 pinos, utiliza-se uma técnica de multiplexação. Os ânodos comuns (pinos 6 e 9) são acionados sequencialmente em alta frequência, enquanto os cátodos dos segmentos apropriados são ativados sincronamente. Isto reduz o número de pinos de I/O do microcontrolador necessários.
• Ângulo de Visão:O amplo ângulo de visão é benéfico para aplicações onde o display pode ser visualizado a partir de posições fora do eixo.
• Controle de Brilho:O brilho pode ser ajustado variando a corrente direta (dentro das classificações) ou usando modulação por largura de pulso (PWM) nos sinais de acionamento.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Os principais diferenciadores do LTD-2601JG-J são o uso da tecnologia AlInGaP para emissão verde e o seu sistema específico de binagem para intensidade luminosa. Comparado com tecnologias mais antigas como o GaP, o AlInGaP oferece maior brilho e eficiência. O sistema explícito de binagem fornece aos projetistas níveis de brilho previsíveis, o que é crítico para aplicações que requerem consistência visual entre múltiplas unidades ou produtos. A altura de dígito de 0,28 polegadas posiciona-o numa categoria de tamanho comum, oferecendo um bom compromisso entre legibilidade e espaço na placa.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas nos Parâmetros Técnicos)

P: Qual é o propósito do código de bin?
R: O código de bin (marcado como 'Z' no dispositivo) indica a faixa de intensidade luminosa daquela unidade específica. Isto permite aos projetistas selecionar peças com brilho consistente para sua aplicação ou adquirir um nível de brilho específico, se necessário.

P: Posso acionar este display sem resistores limitadores de corrente?
R: Não. Acionar um LED diretamente de uma fonte de tensão fará com que uma corrente excessiva flua, potencialmente excedendo a especificação máxima absoluta e destruindo o segmento. Use sempre resistores em série.

P: Como controlo os dois dígitos independentemente?
R: Deve usar multiplexação. Ligue brevemente o ânodo comum do Dígito 1 enquanto define os cátodos para os segmentos desejados do Dígito 1. Depois, desligue o ânodo do Dígito 1, ligue o ânodo do Dígito 2 e defina os cátodos para os segmentos do Dígito 2. Repita este ciclo rapidamente (ex.: >60 Hz) para criar a ilusão de que ambos os dígitos estão ligados continuamente.

P: O que significa "ânodo comum"?
R: Significa que os ânodos (lados positivos) de todos os LEDs num dígito estão conectados juntos a um pino. Para acender um segmento, aplica-se uma tensão positiva ao seu pino de ânodo comum e conecta-se o cátodo (lado negativo) daquele segmento específico ao terra (ou a um nível lógico baixo).

11. Caso Prático de Projeto e Uso

Caso: Projetando um Contador Simples de Dois Dígitos.
Um microcontrolador pode ser usado para implementar um contador de 00 a 99. São necessários dez pinos de I/O: dois para acionar os ânodos comuns (de preferência via transistores para maior corrente) e oito para acionar os cátodos dos segmentos (A-G e DP). O firmware manterá o valor da contagem, converterá cada dígito num padrão de 7 segmentos e executará a rotina de multiplexação. O valor do resistor limitador de corrente (R) para cada segmento pode ser calculado usando a Lei de Ohm: R = (Vcc - Vf) / If, onde Vcc é a tensão de alimentação (ex.: 5V), Vf é a tensão direta do LED (~2,6V) e If é a corrente direta desejada (ex.: 10 mA). Isto dá R = (5 - 2,6) / 0,01 = 240 Ω. Um resistor de 220 Ω ou 270 Ω seriam valores padrão adequados.

12. Introdução ao Princípio de Funcionamento

O dispositivo é baseado na tecnologia de Diodo Emissor de Luz (LED). Um LED é um diodo de junção p-n semicondutor que emite luz quando polarizado eletricamente na direção direta. Os eletrões recombinam-se com as lacunas dentro do dispositivo, libertando energia na forma de fotões. A cor da luz (comprimento de onda) é determinada pela banda proibida de energia do material semicondutor. O LTD-2601JG-J usa AlInGaP, um sistema de material bem adequado para produzir luz vermelha, laranja, âmbar e verde de alta eficiência. O design de sete segmentos usa múltiplos chips de LED individuais dispostos num padrão padrão (segmentos A a G e um ponto decimal DP) para formar caracteres numéricos. A configuração de ânodo comum é um design de circuito comum que simplifica a multiplexação para displays de múltiplos dígitos.

13. Tendências de Desenvolvimento

Embora os displays LED de sete segmentos discretos permaneçam relevantes para aplicações específicas, tendências mais amplas na tecnologia de display incluem uma mudança para displays de matriz de pontos integrados (que oferecem capacidade alfanumérica e gráfica), displays de LED orgânico (OLED) pela sua finura e contraste, e a integração de circuitos de acionamento e, por vezes, microcontroladores diretamente no módulo de display (displays "inteligentes"). No entanto, para leituras numéricas simples, de baixo custo, alto brilho e alta confiabilidade, displays LED de sete segmentos como o LTD-2601JG-J continuam a ser uma solução robusta e eficaz, particularmente em contextos industriais, automotivos e de eletrodomésticos, onde a longevidade e a visibilidade sob várias condições de iluminação são primordiais.