Ficha Técnica do Display LED LTC-5837JD - Dígito de 0,52 Polegadas - Hiper Vermelho 650nm - Tensão Direta de 2,6V - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTC-5837JD é um módulo de display LED de alto desempenho, com quatro dígitos e sete segmentos. A sua função principal é fornecer informações numéricas e alfanuméricas limitadas de forma clara e brilhante numa vasta gama de equipamentos eletrónicos. O dispositivo é construído utilizando tecnologia avançada de semicondutor AlInGaP (Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio) para os chips LED, que são montados num substrato não transparente de GaAs. Esta construção resulta num display com face cinzenta e segmentos brancos, oferecendo um excelente contraste para legibilidade. O display apresenta uma configuração de ânodo comum, uma escolha de design padrão para simplificar circuitos de acionamento multiplexado em aplicações com múltiplos dígitos.

1.1 Vantagens Principais e Mercado-Alvo

O display foi concebido para aplicações que requerem leituras numéricas fiáveis e de alta visibilidade. As suas vantagens principais, conforme listadas na ficha técnica, incluem um design de segmento contínuo e uniforme para uma aparência coesa, baixo requisito de energia para eficiência energética, alto brilho e contraste para visibilidade em várias condições de iluminação e um amplo ângulo de visão. A fiabilidade do estado sólido da tecnologia LED garante uma longa vida operacional. Estas características tornam-no adequado para mercados-alvo, incluindo instrumentação industrial (por exemplo, medidores de painel, controladores de processo), equipamentos de teste e medição, dispositivos médicos, painéis de instrumentos automóveis (displays secundários) e eletrodomésticos onde uma indicação numérica clara é crítica.

2. Interpretação Profunda dos Parâmetros Técnicos

2.1 Características Fotométricas e Ópticas

O principal parâmetro fotométrico é a Intensidade Luminosa Média (Iv), especificada com um mínimo de 320 µcd, típico de 700 µcd, e sem máximo declarado, sob uma condição de teste de corrente direta (IF) de 1mA. Isto indica uma saída brilhante adequada para uso interior. A luz é caracterizada como Hiper Vermelha, com um Comprimento de Onda de Emissão de Pico (λp) de 650 nm (nanómetros) e um Comprimento de Onda Dominante (λd) de 639 nm, situando-a firmemente na porção vermelha profunda do espetro visível. A Largura a Meia Altura da Linha Espetral (Δλ) é de 20 nm, o que descreve a pureza espetral da luz emitida. É especificada uma Proporção de Correspondência de Intensidade Luminosa (IV-m) de 2:1, o que significa que a intensidade do segmento mais fraco não deve ser inferior a metade da do segmento mais brilhante dentro de um dispositivo, garantindo uniformidade visual.

2.2 Parâmetros Elétricos

O principal parâmetro elétrico é a Tensão Direta por Segmento (VF), que tem um valor típico de 2,6V e um máximo de 2,6V a IF=1mA. Este é um valor crítico para o desenho do circuito limitador de corrente. Os Valores Máximos Absolutos definem os limites operacionais: uma Corrente Direta Contínua por Segmento de 25 mA (com redução acima de 25°C), uma Corrente Direta de Pico de 90 mA em condições pulsadas (ciclo de trabalho 1/10) e uma Tensão Reversa máxima (VR) de 5V para evitar danos. A Corrente Reversa (IR) é muito baixa, com um máximo de 100 µA a VR=5V. A Dissipação de Potência total por segmento está limitada a 70 mW.

2.3 Especificações Térmicas e Ambientais

O dispositivo está classificado para uma Gama de Temperatura de Funcionamento de -35°C a +85°C e uma Gama de Temperatura de Armazenamento idêntica. Esta ampla gama garante funcionalidade em ambientes adversos. Um parâmetro crítico de montagem é a temperatura máxima de soldadura de 260°C durante no máximo 3 segundos, medida 1,6mm abaixo do plano de assento, o que orienta o processo de soldadura por refluxo.

3. Explicação do Sistema de Binning

A ficha técnica afirma que o dispositivo é "Categorizado por Intensidade Luminosa". Isto implica que as unidades são classificadas ("binned") com base na sua saída de luz medida a uma corrente de teste padrão. Embora códigos de bin específicos não sejam fornecidos neste excerto, tal sistema permite aos projetistas selecionar displays com níveis de brilho consistentes para a sua aplicação, prevenindo variações notáveis entre diferentes unidades num produto.

4. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica refere "Curvas Típicas de Características Elétricas / Ópticas", que são tipicamente representações gráficas de como os parâmetros mudam sob diferentes condições. As curvas comuns para tal dispositivo incluiriam:Corrente Direta vs. Tensão Direta (Curva I-V): Mostra a relação não linear, crucial para o desenho do acionador.Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta: Mostra como a saída de luz aumenta com a corrente, até ao valor máximo nominal.Intensidade Luminosa vs. Temperatura Ambiente: Mostra a diminuição da saída à medida que a temperatura sobe, importante para a gestão térmica.Distribuição Espetral: Um gráfico que traça a intensidade relativa em função do comprimento de onda, centrado em torno de 650nm.

5. Informação Mecânica e de Embalagem

5.1 Dimensões e Contorno

O desenho do encapsulamento (referenciado mas não detalhado no texto) mostraria o contorno físico do módulo de display de 4 dígitos. As dimensões-chave incluem o comprimento, largura e altura totais, a altura do dígito de 0,52 polegadas (13,2 mm), o espaçamento entre dígitos e as dimensões dos segmentos. As tolerâncias são geralmente ±0,25 mm salvo indicação em contrário.

5.2 Pinagem e Diagrama de Ligação

O dispositivo tem 40 pinos. A tabela de ligação de pinos detalha meticulosamente a função de cada pino, mapeando os cátodos para os segmentos A-G e o ponto decimal (D.P.) para cada um dos quatro dígitos (Dígito 1 a 4), bem como o ânodo comum para cada dígito. Por exemplo, o Pino 1 é o cátodo para o segmento E do Dígito 1, enquanto o Pino 38 é o ânodo comum para o Dígito 1. Este mapeamento preciso é essencial para criar o layout de PCB e o software de acionamento corretos. O diagrama do circuito interno mostra que todos os segmentos dentro de um dígito partilham uma ligação de ânodo comum, que é trazida para um único pino por dígito.

5.3 Identificação de Polaridade

O dispositivo está claramente marcado como tipo Ânodo Comum. A polaridade é identificada através da tabela de pinagem. Aplicar uma tensão positiva ao pino do ânodo comum de um dígito enquanto se drena corrente através dos respetivos pinos de cátodo do segmento irá iluminar esses segmentos.

6. Diretrizes de Soldadura e Montagem

A diretriz principal fornecida é o limite de temperatura de soldadura: máximo de 260°C durante 3 segundos, medido 1,6mm abaixo do plano de assento. Este é um perfil padrão para soldadura por refluxo sem chumbo. Os projetistas devem garantir que o perfil do seu forno de refluxo não excede este limite para evitar danificar o encapsulamento de plástico ou as ligações internas por fio. Devem ser observadas as precauções padrão de ESD (Descarga Eletrostática) durante a manipulação. As condições de armazenamento são definidas pela gama de temperatura de armazenamento.

7. Embalagem e Informação de Encomenda

O número de peça é LTC-5837JD. O sufixo "JD" pode indicar um binning específico ou outras variantes. A ficha técnica não fornece detalhes sobre embalagem em fita e bobina, quantidades de bandeja ou etiquetagem. Para produção, esta informação teria de ser obtida do fabricante ou distribuidor.

8. Sugestões de Aplicação

8.1 Circuitos de Aplicação Típicos

A configuração de ânodo comum é ideal para acionamento multiplexado. Um circuito típico envolve o uso de um microcontrolador ou um CI dedicado de acionamento de display. O microcontrolador ativaria sequencialmente (colocaria num nível lógico alto ou ligaria ao Vcc através de um transístor) o ânodo comum de um dígito de cada vez, enquanto envia o padrão para os segmentos (cátodos) desse dígito, frequentemente através de resistências limitadoras de corrente ou um acionador de sumidouro de corrente constante. Esta multiplexação ocorre mais rapidamente do que o olho humano pode perceber, criando a ilusão de todos os dígitos estarem ligados simultaneamente, enquanto reduz significativamente o número de pinos de I/O do microcontrolador necessários.

8.2 Considerações de Desenho

Limitação de Corrente: Essencial para evitar exceder a corrente direta contínua máxima (25mA por segmento). Resistências ou acionadores de corrente constante devem ser calculados com base na tensão de alimentação e na tensão direta do LED (VF).Frequência de Multiplexagem: Deve ser suficientemente alta para evitar cintilação visível, tipicamente acima de 60-100 Hz.Corrente de Pico: Num desenho multiplexado, a corrente instantânea durante o curto tempo de LIGADO pode ser superior à corrente DC média. Garanta que a corrente de pico não excede a classificação de 90mA.Ângulo de Visão: O amplo ângulo de visão permite flexibilidade na posição de montagem em relação ao utilizador.Contraste: O desenho de face cinzenta/segmento branco proporciona um bom contraste; evite montar atrás de janelas com tonalidade escura que atenuariam a luz vermelha.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

O principal diferenciador do LTC-5837JD é a sua utilização da tecnologia LED AlInGaP Hiper Vermelho. Comparado com tecnologias mais antigas, como LEDs vermelhos padrão GaAsP (Fosfeto de Arsénio e Gálio), o AlInGaP oferece uma eficiência luminosa significativamente maior, resultando num maior brilho para a mesma corrente de entrada, ou o mesmo brilho com menor potência. Também proporciona tipicamente uma melhor estabilidade do comprimento de onda com a temperatura e ao longo da vida útil. A altura do dígito de 0,52 polegadas é um tamanho padrão, mas a combinação de alto brilho, contraste e a estética específica cinzenta/branca pode diferenciá-lo de outros displays da sua classe.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

P: Qual é o propósito da designação "Hiper Vermelho"?

R: Indica que o LED emite luz num comprimento de onda mais longo (~650nm) comparado com LEDs vermelhos padrão (~630nm). Este vermelho mais profundo pode parecer mais vibrante e pode ter melhor desempenho em certos sistemas de filtros ópticos.

P: Posso acionar este display com um microcontrolador de 5V sem acionadores externos?

R: Possivelmente, mas com cautela. O VF típico é de 2,6V. Com uma alimentação de 5V, uma resistência limitadora de corrente é obrigatória. O valor da resistência R = (Vcc - VF) / IF. Para IF=10mA, R = (5 - 2,6) / 0,01 = 240 Ohms. Também deve garantir que os pinos de I/O do microcontrolador podem drenar a corrente cumulativa do segmento quando múltiplos segmentos estão acesos num dígito durante a multiplexagem.

P: O que significa "Ânodo Comum" para o meu desenho de circuito?

R: Significa que todos os ânodos (lados positivos) dos LEDs de um dígito estão ligados em comum. Para acender um segmento, aplica uma tensão positiva ao pino do ânodo comum desse dígito e liga o pino do cátodo do segmento desejado ao terra (através de um limitador de corrente). Isto é o oposto de um display de cátodo comum.

11. Caso Prático de Desenho e Utilização

Caso: Desenho de uma Leitura de Voltímetro de 4 Dígitos.Um projetista está a construir uma fonte de alimentação de bancada e precisa de um display de tensão claro. Seleciona o LTC-5837JD pelo seu brilho e tamanho. O microcontrolador (por exemplo, um ARM Cortex-M ou PIC) tem I/O limitado. Utilizando o esquema de multiplexagem, precisam apenas de 4 pinos para os ânodos dos dígitos (controlados via transístores NPN ou MOSFETs) e 8 pinos para os cátodos dos segmentos (7 segmentos + ponto decimal). O firmware percorre rapidamente os dígitos 1-4. O conversor analógico-digital lê a tensão, converte-a para formato BCD, e o firmware procura os padrões de segmento correspondentes numa tabela, enviando-os sincronizadamente com a ativação do ânodo. As resistências limitadoras de corrente são colocadas nas linhas do cátodo. A face cinzenta proporciona um aspeto profissional contra o painel de instrumentos.

12. Introdução ao Princípio

Um display de sete segmentos é um conjunto de díodos emissores de luz (LEDs) dispostos num padrão de figura de oito. Cada um dos sete segmentos (identificados de A a G) é um LED individual. Ao iluminar combinações específicas destes segmentos, podem ser formados todos os dígitos decimais (0-9) e algumas letras. Num display de múltiplos dígitos como este, cada dígito é um conjunto separado de segmentos, mas os segmentos correspondentes (por exemplo, todos os segmentos 'A') são frequentemente eletricamente independentes para permitir controlo multiplexado, o que reduz o número total de pinos de ligação necessários.

13. Tendências de Desenvolvimento

A tendência nos displays LED de sete segmentos continua no sentido de maior eficiência, permitindo displays mais brilhantes com menor consumo de energia, o que é crítico para dispositivos alimentados por bateria. A integração é outra tendência, com o circuito de acionamento do display, por vezes incluindo até um microcontrolador, sendo incorporado no próprio módulo de display, simplificando o desenho do sistema. Há também um movimento no sentido de gamas de cores mais amplas e o uso de materiais avançados como AlInGaP e InGaN (para azul/verde) para melhorar o desempenho e a fiabilidade. No entanto, para muitas aplicações industriais e de instrumentação, o design clássico de orifício passante com vermelho de alto brilho permanece popular devido à sua fiabilidade comprovada, excelente contraste e facilidade de desenho.