Folha de Dados do Display LED LTD-6410JG - Altura do Dígito 0,56 Polegadas - Verde AlInGaP - Tensão Direta 2,6V - Dissipação de Potência 70mW - Documentação Técnica em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTD-6410JG é um módulo de display LED de sete segmentos e dois dígitos, projetado para aplicações de leitura numérica. Apresenta uma altura de dígito de 0,56 polegadas (14,22 mm), fornecendo caracteres nítidos e legíveis adequados para uma variedade de equipamentos eletrônicos. O display utiliza chips LED de AlInGaP (Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio) cultivados em um substrato de GaAs, conhecidos por sua alta eficiência e brilho no espectro verde. O dispositivo possui face cinza com segmentos brancos, oferecendo alto contraste para melhor legibilidade. É categorizado por intensidade luminosa e é oferecido em uma embalagem sem chumbo em conformidade com as diretivas RoHS.

1.1 Características Principais

• Altura do dígito de 0,56 polegadas (14,22 mm).
• Segmentos uniformes e contínuos para aparência consistente.
• Baixa exigência de potência.
• Excelente aparência dos caracteres.
• Alto brilho e alto contraste.
• Ângulo de visão amplo.
• Confiabilidade de estado sólido.
• Categorizado por intensidade luminosa.
• Embalagem sem chumbo (conforme RoHS).

1.2 Identificação do Dispositivo

O número de peça LTD-6410JG especifica um display de sete segmentos, dois dígitos, com ânodo comum, LEDs verdes AlInGaP e um ponto decimal à direita.

2. Informações Mecânicas e de Embalagem

O display é acondicionado em uma embalagem padrão para LED de dois dígitos. Dimensões críticas e tolerâncias são fornecidas no desenho da embalagem. Notas mecânicas importantes incluem:

• Todas as dimensões estão em milímetros. As tolerâncias gerais são de ±0,20 mm, salvo especificação em contrário.
• A tolerância de deslocamento da ponta do pino é de ±0,4 mm.
• São definidos limites para material estranho nos segmentos (≤10 mils), contaminação por tinta na superfície (≤20 mils), curvatura do refletor (≤1% do comprimento) e bolhas dentro dos segmentos (≤10 mils).
• Um diâmetro de furo na placa de circuito impresso de 1,30 mm é recomendado para o melhor encaixe.

O módulo é marcado com o número da peça (LTD-6410JG), um código de data no formato AASSM, o país de fabricação e um código de bin para categorização da intensidade luminosa.

3. Configuração Elétrica e Pinagem

3.1 Diagrama do Circuito Interno

O display possui uma configuração de ânodo comum. Cada um dos dois dígitos compartilha um pino de ânodo comum, enquanto cada segmento (A-G e DP) possui pinos de cátodo individuais para cada dígito. Esta configuração permite o acionamento multiplexado para controlar ambos os dígitos de forma independente.

3.2 Tabela de Conexões dos Pinos

O dispositivo de 18 pinos tem as seguintes atribuições de pinos:

• Pino 1: Cátodo E (Dígito 1)
• Pino 2: Cátodo D (Dígito 1)
• Pino 3: Cátodo C (Dígito 1)
• Pino 4: Cátodo D.P. (Dígito 1)
• Pino 5: Cátodo E (Dígito 2)
• Pino 6: Cátodo D (Dígito 2)
• Pino 7: Cátodo G (Dígito 2)
• Pino 8: Cátodo C (Dígito 2)
• Pino 9: Cátodo D.P. (Dígito 2)
• Pino 10: Cátodo B (Dígito 2)
• Pino 11: Cátodo A (Dígito 2)
• Pino 12: Cátodo F (Dígito 2)
• Pino 13: Ânodo Comum (Dígito 2)
• Pino 14: Ânodo Comum (Dígito 1)
• Pino 15: Cátodo B (Dígito 1)
• Pino 16: Cátodo A (Dígito 1)
• Pino 17: Cátodo G (Dígito 1)
• Pino 18: Cátodo F (Dígito 1)

4. Classificações e Características

4.1 Classificações Absolutas Máximas (Ta=25°C)

• Dissipação de Potência por Chip: 70 mW
• Corrente Direta de Pico por Chip (1 kHz, ciclo de trabalho 25%): 60 mA
• Corrente Direta Contínua por Chip: 25 mA (Derating: 0,33 mA/°C acima de 25°C)
• Faixa de Temperatura de Operação: -35°C a +105°C
• Faixa de Temperatura de Armazenamento: -35°C a +105°C
• Condições de Soldagem: 1/16 de polegada abaixo do plano de assentamento por 5 segundos a 260°C.

4.2 Características Elétricas e Ópticas (Ta=25°C)

• Intensidade Luminosa Média (I_V): 320 (Mín), 750 (Típ) μcd @ I_F=1 mA
• Comprimento de Onda de Emissão de Pico (λ_p): 571 nm (Típ) @ I_F=20 mA
• Largura de Meia Altura da Linha Espectral (Δλ): 15 nm (Típ) @ I_F=20 mA
• Comprimento de Onda Dominante (λ_d): 572 nm (Típ) @ I_F=20 mA
• Tensão Direta por Chip (V_F): 2,05 (Mín), 2,6 (Máx) V @ I_F=20 mA
• Corrente Reversa por Chip (I_R): 100 μA (Máx) @ V_R=5V
• Taxa de Compatibilidade de Intensidade Luminosa (Área de Luz Similar): 2:1 (Máx) @ I_F=1 mA
• Crosstalk: ≤2,5%

Notas: A intensidade luminosa é medida com um filtro de resposta ocular CIE. A tensão reversa é apenas para fins de teste e não para operação contínua.

5. Curvas de Desempenho Típicas

A folha de dados inclui curvas típicas que ilustram a relação entre a corrente direta e a intensidade luminosa, bem como a variação da tensão direta com a temperatura. Essas curvas são essenciais para que os projetistas otimizem a corrente de acionamento para o brilho desejado, gerenciando a dissipação de potência e os efeitos térmicos. A tecnologia AlInGaP de alta eficiência normalmente mostra uma relação relativamente linear entre corrente e saída de luz dentro da faixa de operação especificada.

6. Testes de Confiabilidade e Ambientais

O LTD-6410JG passa por uma série abrangente de testes de confiabilidade baseados em padrões militares (MIL-STD) e industriais japoneses (JIS) para garantir desempenho e durabilidade de longo prazo.

• Teste de Vida em Operação (RTOL):1000 horas na corrente máxima nominal em temperatura ambiente.
• Armazenamento em Alta Temperatura / Alta Umidade (THS):500 horas a 65°C ±5°C e 90-95% UR.
• Armazenamento em Alta Temperatura (HTS):1000 horas a 105°C ±5°C.
• Armazenamento em Baixa Temperatura (LTS):1000 horas a -35°C ±5°C.
• Ciclagem de Temperatura (TC):30 ciclos entre -35°C e 105°C.
• Choque Térmico (TS):30 ciclos de transferência líquido-líquido entre -35°C e 105°C.
• Resistência à Soldagem (SR):Imersão por 10 segundos a 260°C.
• Soldabilidade (SA):Imersão por 5 segundos a 245°C.

7. Diretrizes de Soldagem e Montagem

7.1 Soldagem Automatizada

Para soldagem por onda ou por refluxo, a condição recomendada é manter a temperatura da junta de solda a 260°C por no máximo 5 segundos, medida a 1/16 de polegada (aproximadamente 1,6 mm) abaixo do plano de assentamento do display na PCB.

7.2 Soldagem Manual

Ao usar um ferro de solda, a temperatura da ponta deve ser de 350°C ±30°C. O tempo de soldagem por pino não deve exceder 5 segundos, novamente medido a partir de 1/16 de polegada abaixo do plano de assentamento.

8. Notas de Aplicação e Cuidados

8.1 Uso Pretendido e Limitações

Este display é projetado para equipamentos eletrônicos comuns em aplicações de escritório, comunicação e domésticas. Não é recomendado para sistemas críticos de segurança (aviação, suporte à vida médico, etc.) sem consulta e qualificação prévias.

8.2 Considerações de Projeto

• Classificações Absolutas Máximas:O circuito de acionamento deve ser projetado para garantir que as classificações absolutas máximas de corrente, potência e temperatura nunca sejam excedidas. A operação além desses limites pode causar severa degradação da luz ou falha catastrófica.
• Acionamento por Corrente:É fortemente recomendado um acionamento por corrente constante em vez de um por tensão constante para garantir saída luminosa estável e longevidade. A corrente deve ser ajustada de acordo com o brilho desejado, tipicamente entre 1 mA e 20 mA por segmento.
• Proteção contra Tensão Reversa:O circuito de acionamento deve incorporar proteção contra tensões reversas e picos de tensão transitórios que possam ocorrer durante as sequências de ligar ou desligar. Mesmo uma breve exposição à polarização reversa pode danificar os chips LED.
• Gerenciamento Térmico:Embora o dispositivo possa operar até 105°C, temperaturas de junção mais baixas prolongam a vida útil e mantêm o brilho. Um layout adequado da PCB e, se necessário, dissipação de calor devem ser considerados para aplicações de alta temperatura ambiente ou quando acionado em correntes mais altas.
• Multiplexação:Devido à sua configuração de ânodo comum, pino a pino, o display é ideal para acionamento multiplexado. Os projetistas devem garantir que a frequência de multiplexação seja alta o suficiente para evitar cintilação visível (tipicamente >60 Hz) e que a corrente de pico em cada ciclo de multiplexação não exceda as classificações absolutas máximas.

9. Comparação Técnica e Vantagens

O uso da tecnologia AlInGaP oferece várias vantagens principais em relação a tecnologias mais antigas, como LEDs padrão de GaP ou GaAsP:

• Maior Brilho e Eficiência:Os LEDs AlInGaP oferecem intensidade luminosa significativamente maior para a mesma corrente de acionamento, permitindo menor consumo de energia ou displays mais brilhantes.
• Pureza de Cor Superior:As características espectrais (pico em 571 nm, meia largura estreita) resultam em uma cor verde saturada e pura, visualmente distinta e com alto contraste contra o fundo cinza.
• Melhor Estabilidade Térmica:Os LEDs AlInGaP geralmente exibem menos variação na tensão direta e na saída luminosa com mudanças de temperatura em comparação com alguns outros tipos de LED, levando a um desempenho mais consistente.
• Categorização por Bin:A disponibilização de códigos de bin de intensidade luminosa permite que os projetistas selecionem displays com níveis de brilho correspondentes, garantindo aparência uniforme em aplicações com múltiplos dígitos ou múltiplas unidades.

10. Cenários de Aplicação Típicos

O LTD-6410JG é bem adequado para uma ampla gama de aplicações de display numérico, incluindo:

• Equipamentos de teste e medição (multímetros, contadores de frequência).
• Painéis de controle industrial e temporizadores.
• Eletrodomésticos (micro-ondas, fornos, máquinas de lavar).
• Equipamentos de áudio/vídeo (amplificadores, sintonizadores).
• Terminais de ponto de venda e calculadoras.
• Displays para o mercado automotivo de reposição (onde as especificações ambientais são atendidas).

11. Perguntas Frequentes (FAQ)

P: Qual é a diferença entre ânodo comum e cátodo comum?

R: Em um display de ânodo comum, todos os ânodos dos LEDs em um dígito são conectados juntos a uma fonte positiva. Os segmentos são ligados aplicando um sinal de terra (baixo) aos seus respectivos pinos de cátodo. O LTD-6410JG é um dispositivo de ânodo comum.

P: Como calculo o resistor limitador de corrente necessário?

R: Use a Lei de Ohm: R = (V_fonte- V_F) / I_F. Por exemplo, com uma fonte de 5V, uma V_Ftípica de 2,3V por segmento e uma I_Fdesejada de 10 mA: R = (5 - 2,3) / 0,01 = 270 Ω. Use a V_Fmáxima da folha de dados para um projeto conservador.

P: Posso acionar este display diretamente de um microcontrolador?

R: A maioria dos pinos GPIO de microcontroladores não pode fornecer ou drenar corrente suficiente (tipicamente 20-25 mA máx., frequentemente menos). Você precisará de transistores de acionamento (para os ânodos comuns) e provavelmente de CIs de acionamento de segmentos (como um registrador de deslocamento 74HC595 com maior capacidade de corrente ou um driver LED dedicado) para uma interface segura e eficaz.

P: O que significa "taxa de compatibilidade de intensidade luminosa 2:1"?

R: Significa que, dentro de uma única unidade de display, o brilho de qualquer segmento não será menor que a metade do brilho do segmento mais brilhante quando medido nas mesmas condições. Isso garante uniformidade visual.

12. Estudo de Caso de Projeto e Uso

Cenário: Projetando um contador simples de dois dígitos.

Um projetista precisa de um display para um contador de eventos básico que incrementa de 00 a 99. Ele escolhe o LTD-6410JG por sua legibilidade clara e interface padrão.

1. Projeto do Circuito:Ele usa um pequeno microcontrolador para gerenciar a lógica da contagem. Os pinos de I/O do microcontrolador são conectados aos cátodos dos segmentos via resistores limitadores de corrente (calculados como acima). Os dois pinos de ânodo comum são conectados ao microcontrolador via transistores NPN para lidar com a corrente cumulativa mais alta de um dígito totalmente aceso (ex.: dígito "8" mais ponto decimal).
2. Software:O firmware implementa multiplexação. Ele liga o transistor para o Dígito 1, configura os pinos de cátodo para exibir o valor da casa das dezenas, aguarda um curto intervalo (ex.: 5 ms), depois desliga o Dígito 1. Em seguida, liga o transistor para o Dígito 2, configura os pinos de cátodo para a casa das unidades, aguarda e o desliga. Este ciclo se repete rapidamente.
3. Resultado:O display mostra um número de dois dígitos estável e sem cintilação. O alto contraste e brilho dos LEDs AlInGaP tornam os números facilmente legíveis, mesmo em ambientes moderadamente iluminados. A categorização por bin garante que ambos os dígitos pareçam igualmente brilhantes.

13. Princípio de Funcionamento

Um LED (Diodo Emissor de Luz) é um dispositivo semicondutor que emite luz quando a corrente flui através dele na direção direta. No LTD-6410JG, o material emissor de luz é o AlInGaP. Quando uma tensão direta que excede o limiar do diodo (aproximadamente 2V) é aplicada, elétrons e lacunas se recombinam na região ativa do semicondutor, liberando energia na forma de fótons. A composição específica da liga AlInGaP determina o comprimento de onda (cor) da luz emitida, que neste caso está na região verde do espectro (~571 nm). Os sete segmentos são LEDs individuais dispostos em um padrão de oito. Ao iluminar seletivamente diferentes combinações desses segmentos, os numerais de 0 a 9 e algumas letras podem ser formados.

14. Tendências Tecnológicas

Embora displays LED de sete segmentos discretos, como o LTD-6410JG, permaneçam altamente relevantes por sua simplicidade, confiabilidade e custo-benefício em aplicações numéricas dedicadas, tendências mais amplas da tecnologia de display são evidentes. Há uma mudança geral para maior integração, como displays com controladores embutidos (interface I2C ou SPI) que reduzem a contagem de pinos do microcontrolador e a carga de software. Além disso, em aplicações que exigem conteúdo alfanumérico ou gráfico, displays LED de matriz de pontos, OLEDs e LCDs são cada vez mais comuns devido à sua flexibilidade. No entanto, para saída puramente numérica onde alto brilho, amplos ângulos de visão e longa vida útil são primordiais, especialmente em configurações industriais ou externas, os tradicionais displays LED de sete segmentos que utilizam materiais semicondutores eficientes como o AlInGaP continuam sendo uma escolha excelente e robusta.