Ficha Técnica do Display LED LTC-4627JD - Dígito de 0,4 Polegadas - Cor Vermelho Hiper - Tensão Direta de 2,6V - Dissipação de Potência de 70mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTC-4627JD é um display LED de sete segmentos e quatro dígitos, projetado para aplicações que requerem leitura numérica clara. Cada dígito possui uma altura de 0,4 polegadas (10,0 mm), proporcionando boa visibilidade. O dispositivo utiliza a tecnologia de semicondutor AlInGaP (Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio) para produzir uma emissão na cor Vermelho Hiper. O display possui face cinza com marcações de segmentos brancas, melhorando o contraste e a legibilidade. É construído como um tipo de anodo comum multiplexado, uma configuração padrão para displays multidígitos que minimiza o número de pinos de acionamento necessários.

1.1 Características Principais

• Altura do dígito de 0,4 polegadas (10,0 mm).
• Segmentos uniformes e contínuos para aparência consistente dos caracteres.
• Baixa exigência de potência, adequado para dispositivos alimentados por bateria.
• Excelente aparência dos caracteres com alto brilho e alto contraste.
• Amplo ângulo de visão para legibilidade de várias posições.
• Confiabilidade de estado sólido, sem partes móveis.
• A intensidade luminosa é categorizada ("binned") para desempenho consistente entre as unidades.
• Embalagem sem chumbo em conformidade com as diretivas RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas).

1.2 Identificação do Dispositivo

O número de peça LTC-4627JD denota especificamente um display de anodo comum multiplexado, cor Vermelho Hiper, com configuração de ponto decimal à direita.

2. Análise Detalhada dos Parâmetros Técnicos

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estes valores definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente ao dispositivo. A operação deve sempre ser mantida dentro destes limites.

• Dissipação de Potência por Segmento:Máximo de 70 mW.
• Corrente Direta de Pico por Segmento:Máximo de 90 mA, em condições pulsadas (ciclo de trabalho 1/10, largura de pulso de 0,1ms).
• Corrente Direta Contínua por Segmento:Máximo de 25 mA a 25°C. Este valor é reduzido linearmente a 0,33 mA/°C conforme a temperatura ambiente aumenta acima de 25°C.
• Faixa de Temperatura de Operação:-35°C a +85°C.
• Faixa de Temperatura de Armazenamento:-35°C a +85°C.
• Temperatura de Soldagem:Máximo de 260°C por no máximo 3 segundos, medido a 1,6mm (1/16 polegada) abaixo do plano de assentamento do componente.

2.2 Características Elétricas e Ópticas

Estes são os parâmetros de desempenho típicos medidos a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C.

• Intensidade Luminosa Média (I_V):200 µcd (mín), 650 µcd (típ) a uma corrente direta (I_F) de 1 mA. A intensidade é medida usando um filtro que aproxima a resposta fotópica do olho humano (curva CIE).
• Comprimento de Onda de Emissão de Pico (λ_p):650 nm (típ) a I_F=20mA.
• Largura à Meia Altura Espectral (Δλ):20 nm (típ) a I_F=20mA, indicando a pureza espectral da luz vermelha.
• Comprimento de Onda Dominante (λ_d):639 nm (típ) a I_F=20mA, definindo a cor percebida.
• Tensão Direta por Segmento (V_F):2,1V (mín), 2,6V (típ) a I_F=20mA. Os projetistas devem considerar esta faixa para garantir o acionamento de corrente adequado.
• Corrente Reversa por Segmento (I_R):100 µA (máx) a uma tensão reversa (V_R) de 5V. Nota: O dispositivo não é destinado à operação contínua sob polarização reversa.
• Taxa de Compatibilidade de Intensidade Luminosa (I_V-m):2:1 (máx) a I_F=1mA. Especifica a variação máxima permitida no brilho entre os segmentos dentro de um display.

3. Explicação do Sistema de Categorização (Binning)

A ficha técnica indica que a intensidade luminosa é categorizada. Isto significa que os displays são classificados ("binned") com base na sua saída de luz medida em uma corrente de teste padrão. É altamente recomendável usar displays da mesma categoria de intensidade em uma única aplicação para evitar diferenças perceptíveis de brilho (desuniformidade de tonalidade) entre dígitos ou unidades adjacentes. Embora não detalhado explicitamente neste documento para comprimento de onda ou tensão direta, tal categorização é uma prática comum na fabricação de LEDs para garantir consistência de cor e elétrica.

4. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica faz referência a curvas típicas de características elétricas/ópticas. Estas representações gráficas são cruciais para o projeto:

• Curva I-V (Corrente-Tensão):Mostra a relação entre a tensão direta e a corrente direta, essencial para projetar o circuito limitador de corrente.
• Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta:Ilustra como a saída de luz aumenta com a corrente de acionamento, ajudando a selecionar um ponto de operação para o brilho e eficiência desejados.
• Intensidade Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Demonstra como a saída de luz diminui com o aumento da temperatura, o que é crítico para o gerenciamento térmico em ambientes de alta temperatura.
• Distribuição Espectral:Um gráfico de intensidade relativa versus comprimento de onda, confirmando os comprimentos de onda dominante e de pico e a largura espectral.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões da Embalagem

O display vem em uma embalagem padrão de dupla linha (DIP). Todas as dimensões são fornecidas em milímetros com uma tolerância geral de ±0,25 mm, salvo indicação em contrário. O desenho mecânico detalhado mostra o comprimento total, largura, altura, espaçamento dos pinos e espaçamento dos dígitos.

5.2 Conexão dos Pinos e Polaridade

O dispositivo possui uma configuração de 16 pinos. O diagrama de circuito interno revela que é um display de anodo comum multiplexado. Isto significa que os anodos dos LEDs de cada dígito estão conectados internamente, enquanto os cátodos de cada tipo de segmento (A-G, DP) são conectados através dos dígitos. A pinagem é a seguinte:

• Pino 1: Anodo Comum para o Dígito 1
• Pino 2: Anodo Comum para o Dígito 2
• Pino 3: Cátodo para o Segmento D
• Pino 4: Anodo Comum para os Segmentos L1, L2, L3 (provavelmente dois pontos ou outros marcadores)
• Pino 5: Cátodo para o Segmento E
• Pino 6: Anodo Comum para o Dígito 3
• Pino 7: Cátodo para o Ponto Decimal (DP)
• Pino 8: Anodo Comum para o Dígito 4
• Pino 9: Sem Conexão
• Pino 10: Sem Pino
• Pino 11: Cátodo para o Segmento F
• Pino 12: Sem Pino
• Pino 13: Cátodo para os Segmentos C e L3
• Pino 14: Cátodo para os Segmentos A e L1
• Pino 15: Cátodo para o Segmento G
• Pino 16: Cátodo para os Segmentos B e L2

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Parâmetros de Soldagem

A temperatura máxima de soldagem é de 260°C por uma duração máxima de 3 segundos. Isto é típico para soldagem por onda ou soldagem manual, medido em um ponto 1,6mm abaixo do corpo do display. Para soldagem por refluxo, deve ser usado um perfil padrão sem chumbo com temperatura de pico não excedendo 260°C.

6.2 Condições de Armazenamento

O armazenamento adequado é essencial para evitar a oxidação dos pinos.

• Para Displays DIP (LTC-4627JD):Armazenar na embalagem original a 5°C a 30°C com umidade abaixo de 60% UR. Se a bolsa de barreira de umidade for aberta por mais de 6 meses, é recomendado assar os componentes a 60°C por 48 horas antes do uso, com a montagem concluída dentro de uma semana após a assadura.
• Cuidado Geral:Evite mudanças rápidas de temperatura em ambientes úmidos para evitar condensação no display. Não aplique força mecânica anormal durante a montagem.

7. Recomendações de Aplicação

7.1 Cenários de Aplicação Típicos

Este display é adequado para equipamentos eletrônicos comuns que requerem leitura numérica, tais como:

• Instrumentos de teste e medição (multímetros, contadores).
• Painéis de controle industrial e temporizadores.
• Eletrodomésticos (micro-ondas, balanças, equipamentos de áudio).
• Terminais de ponto de venda e displays de informação básicos.

Nota Importante:A ficha técnica afirma explicitamente que é para equipamentos comuns. Aplicações que requerem confiabilidade excepcional (aviação, médica, segurança em transportes) requerem consulta prévia.

7.2 Considerações de Projeto

• Circuito de Acionamento:O acionamento por corrente constante é recomendado para brilho e longevidade consistentes. O circuito deve ser projetado para acomodar toda a faixa de tensão direta (2,1V a 2,6V).
• Limitação de Corrente:A corrente de operação deve ser escolhida com base na temperatura ambiente máxima, considerando a redução de corrente de 0,33 mA/°C acima de 25°C.
• Proteção:O circuito de acionamento deve incluir proteção contra tensões reversas e transientes de tensão durante o ciclo de energia para evitar danos.
• Multiplexação:Como um display multiplexado de anodo comum, um microcontrolador ou CI driver dedicado deve ativar sequencialmente o anodo comum de cada dígito enquanto fornece o padrão de cátodo de segmento correto para aquele dígito. A taxa de atualização deve ser alta o suficiente para evitar cintilação (tipicamente >60 Hz).
• Integração Mecânica:Se um painel frontal ou filme for usado, certifique-se de que não aplique pressão que possa deslocar sobreposições impressas ou danificar o corpo do display.

8. Comparação e Diferenciação Técnica

Os principais diferenciadores do LTC-4627JD são o uso da tecnologia AlInGaP para emissão Vermelho Hiper e seu formato mecânico/elétrico específico. Comparado aos LEDs vermelhos mais antigos de GaAsP ou GaP, o AlInGaP oferece maior eficiência, melhor brilho e comprimento de onda mais estável com a temperatura. A altura do dígito de 0,4 polegadas preenche um nicho entre displays menores (0,3 polegadas) e maiores (0,5 ou 0,56 polegadas). O projeto de anodo comum multiplexado é padrão da indústria para displays multidígitos, equilibrando a contagem de pinos e a complexidade do driver.

9. Perguntas Frequentes (FAQ)

9.1 Qual é o propósito da "Taxa de Compatibilidade de Intensidade Luminosa"?

Esta taxa (máx. 2:1) garante que, dentro de uma única unidade de display, nenhum segmento seja mais do que duas vezes mais brilhante que outro quando acionado nas mesmas condições. Isto garante uma aparência uniforme dos caracteres formados.

9.2 Por que o acionamento por corrente constante é recomendado em vez de tensão constante?

O brilho do LED é principalmente uma função da corrente. A tensão direta (V_F) tem uma faixa de tolerância (2,1V-2,6V). Uma fonte de tensão constante com um resistor simples resultaria em correntes diferentes (e, portanto, níveis de brilho diferentes) para displays com V_F diferentes. Uma fonte de corrente constante garante corrente idêntica e, portanto, brilho consistente, independentemente da V_F variations.

9.3 Posso acionar este display diretamente com um microcontrolador de 5V?

Não. A corrente direta contínua máxima por segmento é de 25mA, e um pino GPIO de um microcontrolador conectado diretamente tentaria fornecer/absorver uma corrente muito mais alta se a V_F do segmento for ~2,6V, potencialmente danificando o microcontrolador. Você deve usar transistores externos (para os anodos comuns) e resistores limitadores de corrente ou um CI driver de LED dedicado.

9.4 O que significa "Ponto Decimal à Direita" na descrição da peça?

Indica a posição do LED do ponto decimal. Neste caso, o ponto decimal está localizado à direita do dígito. Alguns displays podem oferecer pontos decimais à esquerda ou no centro.

10. Estudo de Caso de Projeto Prático

Cenário:Projetando um display de voltímetro de 4 dígitos usando o LTC-4627JD, alimentado por um sistema de 5V com um microcontrolador.

1. Seleção do Driver:Escolha um CI driver de LED multiplexado dedicado (ex: MAX7219, TM1637) ou implemente a multiplexação em software usando os GPIOs do microcontrolador.
2. Configuração da Corrente:Para um bom brilho e longevidade, selecione uma corrente de segmento de 10-15 mA. Verifique se isso está dentro do limite reduzido para a sua temperatura ambiente máxima esperada.
3. Projeto do Circuito:Se usar um CI driver, siga sua ficha técnica. Se usar transistores discretos, use PNP ou MOSFETs de canal P para comutar os pinos de anodo comum (conectados a 5V) e NPN ou MOSFETs/resistores de canal N no lado do cátodo, controlados pelo microcontrolador. Calcule os resistores limitadores de corrente: R = (V_CC- V_F- V_CE(sat)) / I_F. Use a V_F máxima (2,6V) para um cálculo do pior caso (mais brilhante).
4. Software:Implemente uma interrupção de temporizador para atualizar o display. A rotina deve desligar todos os dígitos, definir o padrão de segmentos para o próximo dígito, ligar o anodo comum daquele dígito e então aguardar o intervalo de tempo da multiplexação.
5. Térmico e Mecânico:Garanta ventilação adequada. Projete o painel frontal com uma abertura clara ligeiramente maior que a área de visualização do display para evitar pressão na face.

11. Princípio de Operação

O LTC-4627JD é baseado na tecnologia de semicondutor AlInGaP. Quando uma tensão direta que excede o potencial de junção do diodo é aplicada, elétrons e lacunas se recombinam na região ativa, liberando energia na forma de fótons. A composição específica das camadas de AlInGaP determina a energia da banda proibida, que corresponde ao comprimento de onda da luz vermelha emitida (~639-650 nm). Cada um dos sete segmentos (A a G) e o ponto decimal (DP) é um LED separado ou um grupo de chips de LED. Em uma configuração de anodo comum multiplexado, um lado (anodo) de todos os LEDs em um único dígito é conectado, permitindo que todo aquele dígito seja habilitado aplicando uma tensão positiva a esse nó comum. Os outros lados (cátodos) de cada tipo de segmento são conectados através de todos os dígitos, permitindo controlar quais segmentos acendem no dígito habilitado.

12. Tendências Tecnológicas

Embora os displays LED de sete segmentos tradicionais, como o LTC-4627JD, permaneçam vitais para aplicações específicas devido à sua simplicidade, alto brilho e amplo ângulo de visão, o mercado mais amplo de displays está evoluindo. Há uma tendência para maior integração, como displays com controladores embutidos (interface I2C ou SPI) que simplificam a tarefa do microcontrolador hospedeiro. Displays de matriz de pontos e OLED/LCD gráficos estão se tornando mais competitivos em custo para aplicações que requerem saída alfanumérica ou gráfica. No entanto, para displays puramente numéricos em ambientes severos (amplas temperaturas, alto brilho necessário), a tecnologia LED de sete segmentos, particularmente com materiais eficientes como o AlInGaP, continua a oferecer uma solução robusta e confiável. Desenvolvimentos futuros podem focar em eficiência ainda maior, menor consumo de energia e possivelmente recursos inteligentes integrados, mantendo o fator de forma clássico para compatibilidade com versões anteriores.