Folha de Dados do Display LED LTP-1057AHR - Altura da Matriz 1,24 Polegadas (31,5mm) - Matriz de Pontos 5x7 - Cor Laranja-Avermelhada - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTP-1057AHR é um módulo de display alfanumérico de dígito único, projetado para aplicações que requerem saída de caracteres clara e legível. Sua função principal é representar visualmente dados, tipicamente caracteres codificados em ASCII ou EBCDIC, através de uma matriz de diodos emissores de luz (LEDs) endereçáveis individualmente.

1.1 Características e Vantagens Principais

O dispositivo oferece várias vantagens-chave para integração em sistemas eletrônicos:

• Tamanho Grande dos Caracteres:Apresenta uma altura de matriz de 1,24 polegadas (31,5 mm), garantindo excelente visibilidade à distância e em diversas condições de iluminação.
• Baixo Consumo de Energia:Projetado para operação eficiente, tornando-o adequado para aplicações alimentadas por bateria ou com restrições energéticas.
• Excelente Legibilidade:Fornece um display de ângulo de visão amplo e plano único, com face vermelha e pontos vermelhos para alto contraste.
• Alta Confiabilidade:Como um dispositivo de estado sólido, oferece longa vida operacional e robustez contra choques e vibrações em comparação com displays mecânicos.
• Interface Padrão:A matriz 5x7 com arquitetura de seleção X-Y (linha-coluna) é compatível com interfaces comuns de microcontroladores e circuitos integrados (CIs) driver.
• Flexibilidade de Projeto:Os módulos são empilháveis horizontalmente, permitindo a criação de displays com múltiplos dígitos.
• Garantia de Qualidade:Os dispositivos são categorizados ("binned") por intensidade luminosa, assegurando consistência no brilho entre múltiplas unidades em uma montagem.
• Conformidade Ambiental:O encapsulamento é livre de chumbo, aderindo às diretivas RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas).

1.2 Aplicações-Alvo e Mercado

Este display destina-se ao uso em equipamentos eletrônicos comuns em diversos setores. As áreas de aplicação típicas incluem, mas não se limitam a:

• Equipamentos de Escritório:Painéis de instrumentos, indicadores de status em impressoras, copiadoras ou máquinas de fax.
• Equipamentos de Comunicação:Displays de canal, indicadores de força de sinal ou leituras de status.
• Controles Industriais:Display de parâmetros de processo, status de máquina ou leituras de temporizadores.
• Equipamentos de Teste e Medição:Leituras digitais para multímetros, frequencímetros ou fontes de alimentação.
• Eletrônicos de Consumo:Displays para equipamentos de áudio, eletrodomésticos ou projetos de hobby.

É crucial observar que este display não foi projetado para aplicações onde uma falha possa colocar diretamente em risco a vida ou a saúde (por exemplo, aviação, suporte de vida médico, controles críticos de transporte) sem consulta prévia e qualificação específica.

2. Especificações Técnicas e Interpretação Objetiva

Esta seção fornece uma análise objetiva e detalhada dos parâmetros de desempenho elétrico e óptico do dispositivo.

2.1 Classificações Absolutas Máximas

Estes são limites de estresse que não devem ser excedidos sob nenhuma condição, mesmo que momentaneamente. Operar além destes limites pode causar dano permanente.

• Dissipação de Potência por Segmento:75 mW. Isto limita o efeito combinado da corrente direta (I_F) e da tensão direta (V_F).
• Corrente Direta de Pico por Segmento:60 mA, mas apenas sob condições pulsadas (ciclo de trabalho 1/10, largura de pulso de 0,1ms). Isto é para esquemas de multiplexação.
• Corrente Direta Contínua por Segmento:25 mA a 25°C. Esta classificação é reduzida linearmente em 0,33 mA/°C à medida que a temperatura ambiente (T_a) aumenta acima de 25°C. Por exemplo, a 65°C, a corrente contínua máxima seria aproximadamente: 25 mA - [ (65°C - 25°C) * 0,33 mA/°C ] = 25 mA - 13,2 mA = 11,8 mA.
• Faixas de Temperatura:As temperaturas de operação e armazenamento são especificadas de -35°C a +85°C.
• Temperatura de Soldagem:Máximo de 260°C por no máximo 3 segundos, medido a 1,6mm (1/16 de polegada) abaixo do plano de assentamento do dispositivo. Isto é crítico para processos de soldagem por onda ou reflow.

2.2 Características Elétricas e Ópticas

Estes são os parâmetros de desempenho típicos medidos sob condições de teste especificadas a uma temperatura ambiente (T_a) de 25°C.

• Intensidade Luminosa Média (I_V):Varia de 1780 µcd (mínimo) a 4000 µcd (típico) quando acionado com uma corrente pulsada (I_p) de 80 mA com um ciclo de trabalho de 1/16. Esta alta corrente pulsada permite uma percepção de brilho em aplicações multiplexadas.
• Características de Comprimento de Onda:
  • Comprimento de Onda de Emissão de Pico (λ_p):630 nm (espectro laranja-avermelhado). Medido em I_F=20mA.
  • Largura de Meia Altura Espectral (Δλ):40 nm. Isto indica a dispersão do comprimento de onda da luz emitida.
  • Comprimento de Onda Dominante (λ_d):621 nm. Este é o comprimento de onda único percebido pelo olho humano que corresponde à cor da luz emitida.
• Tensão Direta por Segmento (V_F):Varia de 2,0 V (mínimo) a 2,6 V (típico) em I_F=20mA. O projeto do circuito deve considerar esta faixa para garantir um acionamento de corrente consistente.
• Corrente Reversa por Segmento (I_R):Máximo de 100 µA quando uma tensão reversa (V_R) de 5V é aplicada. A folha de dados alerta explicitamente que esta condição de tensão reversa é apenas para fins de teste e o dispositivo não deve ser operado continuamente sob polarização reversa.
• Taxa de Compatibilidade de Intensidade Luminosa (I_V-m):Máximo de 2:1 entre os segmentos quando acionados em I_F=10mA. Isto especifica a variação máxima permitida de brilho entre diferentes segmentos (pontos) dentro da mesma unidade de display.

Nota Importante sobre Medição de Intensidade Luminosa:A intensidade é medida usando uma combinação de sensor e filtro que aproxima a curva de resposta fotópica do olho da CIE, garantindo que o valor se correlacione com a percepção humana de brilho.

3. Explicação do Sistema de Categorização (Binning)

A folha de dados indica que os dispositivos são "categorizados por intensidade luminosa". Isto se refere a um processo de "binning" ou triagem.

• Categorização por Intensidade Luminosa:Após a fabricação, os LEDs são testados e classificados em diferentes grupos ("bins") com base em sua intensidade luminosa medida em uma corrente de teste padrão. Isto garante que, quando um projetista seleciona componentes do mesmo código de "bin", os displays terão níveis de brilho muito similares. Isto é crítico ao montar múltiplos displays lado a lado para evitar diferenças perceptíveis de brilho ("pontos quentes" ou "pontos escuros"). A folha de dados recomenda o uso de displays do mesmo "bin" para aplicações com múltiplas unidades.
• Categorização por Comprimento de Onda/Cor:Embora não detalhado explicitamente no trecho fornecido, é prática comum dos fabricantes de LED também categorizar dispositivos com base no comprimento de onda dominante (λ_d) ou coordenadas de cromaticidade para garantir consistência de cor. O λ_d especificado de 621 nm é provavelmente um valor-alvo central para este produto.

4. Análise das Curvas de Desempenho

A folha de dados faz referência a "Curvas Típicas de Características Elétricas/Ópticas". Estas representações gráficas são essenciais para entender o comportamento do dispositivo em condições não padrão. Embora as curvas específicas não sejam fornecidas no texto, elas tipicamente incluem:

• Corrente Direta vs. Tensão Direta (Curva I-V):Mostra a relação não linear entre corrente e tensão. A curva demonstrará a tensão de ligação e como V_F aumenta com I_F. Isto é vital para projetar circuitos limitadores de corrente.
• Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta (Curva I-L):Ilustra como a saída de luz aumenta com a corrente de acionamento. Geralmente é linear em uma faixa, mas satura em correntes muito altas. Isto ajuda a otimizar a corrente de acionamento para o brilho desejado versus eficiência e vida útil.
• Intensidade Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Mostra como a saída de luz diminui à medida que a temperatura de junção do LED aumenta. Esta curva de derating é crucial para aplicações que operam em altas temperaturas ambientes.
• Distribuição Espectral:Um gráfico de intensidade relativa versus comprimento de onda, mostrando o pico em ~630 nm e a largura de meia altura de 40 nm.

5. Informações Mecânicas e de Encapsulamento

5.1 Dimensões do Encapsulamento

O dispositivo possui um contorno físico definido. Todas as dimensões estão em milímetros, com tolerâncias padrão de ±0,25 mm (0,01 polegada), salvo indicação em contrário. O desenho dimensional exato é referenciado na folha de dados.

5.2 Conexão dos Pinos e Circuito Interno

O display possui uma configuração de 14 pinos, sendo os pinos 11 e 12 "Sem Pino" (NC). O diagrama do circuito interno mostra uma arquitetura de cátodo comum para as linhas e ânodos individuais para as colunas, formando a matriz 5x7. A pinagem é a seguinte:

• Pino 1: Cátodo Linha 5
• Pino 2: Cátodo Linha 7
• Pino 3: Ânodo Coluna 2
• Pino 4: Ânodo Coluna 3
• Pino 5: Cátodo Linha 4
• Pino 6: Ânodo Coluna 5
• Pino 7: Cátodo Linha 6
• Pino 8: Cátodo Linha 3
• Pino 9: Cátodo Linha 1
• Pino 10: Ânodo Coluna 4
• Pino 11: Sem Conexão
• Pino 12: Sem Conexão
• Pino 13: Ânodo Coluna 1
• Pino 14: Cátodo Linha 2

Este arranjo de pinos deve ser seguido cuidadosamente para a operação correta do display. O projeto de cátodo comum significa que, para iluminar um ponto específico, seu ânodo de coluna correspondente deve ser acionado em nível alto (com limitação de corrente), enquanto seu cátodo de linha deve ser colocado em nível baixo.

6. Diretrizes de Soldagem, Montagem e Armazenamento

6.1 Processo de Soldagem

A classificação absoluta máxima especifica um perfil de temperatura de soldagem: máximo de 260°C por no máximo 3 segundos, medido em um ponto 1,6mm abaixo do corpo do encapsulamento. Esta é uma classificação padrão para componentes de orifício passante para soldagem por onda. Para soldagem por reflow de variantes SMD (referenciadas no armazenamento), seria necessário um perfil específico que adira ao Nível de Sensibilidade à Umidade (MSL) do encapsulamento.

6.2 Condições de Armazenamento

O armazenamento adequado é essencial para prevenir oxidação dos pinos e garantir a soldabilidade.

• Para Displays de Orifício Passante (LTP-1057AHR):Armazenar na embalagem original a 5°C a 30°C e abaixo de 60% de Umidade Relativa (UR). O armazenamento de longo prazo não é recomendado.
• Para Displays LED SMD (Referenciados):
  • Em Saco Selado:5°C a 30°C, abaixo de 60% UR.
  • Após Abertura do Saco:5°C a 30°C, abaixo de 60% UR, por no máximo 168 horas (7 dias) se o MSL for Nível 3. Após este período, recomenda-se um "bake-out" a 60°C por 24 horas antes da soldagem para remover a umidade absorvida e prevenir danos de "popcorning" durante o reflow.
• Recomendação Geral:Consumir o estoque rapidamente e evitar grandes acumulações de longo prazo.

7. Recomendações e Cuidados no Projeto de Aplicação

A folha de dados fornece orientações críticas para o projeto e uso confiável do circuito.

• Método de Acionamento:O acionamento por corrente constante é fortemente recomendado em vez de tensão constante para garantir intensidade luminosa e longevidade consistentes, uma vez que a tensão direta do LED tem uma tolerância e varia com a temperatura.
• Proteção do Circuito:O circuito de acionamento deve proteger contra tensões reversas e picos de tensão transitórios durante as sequências de ligar/desligar, pois a polarização reversa pode causar migração de metal e falha.
• Limitação de Corrente:A corrente de operação segura deve ser escolhida considerando a temperatura ambiente máxima, aplicando o fator de derating das Classificações Absolutas Máximas.
• Gerenciamento Térmico:Evite temperaturas de operação superiores às recomendadas, pois isso acelera a degradação da saída de luz (depreciação de lúmens) e pode levar a falhas prematuras.
• Considerações Ambientais:Evite mudanças rápidas de temperatura em ambientes de alta umidade para prevenir condensação no display.
• Manuseio Mecânico:Não aplique força anormal ao corpo do display durante a montagem. Se usar uma película de cobertura frontal, certifique-se de que ela não pressione firmemente contra a superfície do display, pois o adesivo pode fazer a película se deslocar.
• Consistência em Múltiplos Displays:Para aplicações que usam dois ou mais displays, selecione unidades do mesmo "bin" de intensidade luminosa para evitar brilho irregular (desuniformidade de tonalidade).

8. Princípio de Operação

O LTP-1057AHR é um display LED de matriz de pontos. Consiste em 35 elementos LED individuais (5 colunas x 7 linhas) dispostos em uma grade retangular. Cada LED (ponto) é uma junção semicondutora p-n que emite luz laranja-avermelhada quando polarizada diretamente - um fenômeno chamado eletroluminescência. A cor específica é determinada pela energia da banda proibida do material semicondutor utilizado (GaAsP/GaP ou AlInGaP/GaAs, conforme observado). O display é multiplexado: ao ativar sequencialmente (drenando corrente para o terra) um cátodo de linha por vez, enquanto aplica corrente direta aos ânodos de coluna apropriados para aquela linha, um caractere inteiro pode ser exibido. Esta varredura ocorre mais rápido do que o olho humano pode perceber, criando uma imagem estável enquanto reduz significativamente o número de pinos de acionamento necessários em comparação com acionar individualmente cada um dos 35 LEDs.

9. Perguntas e Respostas Comuns de Projeto

P: Qual é o propósito da classificação de ciclo de trabalho 1/16 para intensidade luminosa?

R: O display foi projetado para operação multiplexada. A corrente pulsada de 80mA em um baixo ciclo de trabalho (por exemplo, 1/16) fornece um brilho instantâneo alto. Quando calculada a média ao longo do tempo e combinada com a persistência da visão, isso cria a percepção de um display brilhante e estável, mantendo a potência média e a dissipação de calor por LED dentro de limites seguros.

P: Por que a polarização reversa é tão perigosa para este display LED?

R: Aplicar uma tensão reversa além do máximo muito baixo (implícito pelo teste I_R a 5V) pode causar ruptura da junção semicondutora. De forma mais insidiosa, mesmo tensões reversas mais baixas ao longo do tempo podem causar eletromigração de átomos de metal dentro do chip, levando ao aumento da corrente de fuga ou a um curto-circuito direto, danificando permanentemente o segmento.

P: Como calculo o resistor limitador de corrente necessário para um segmento?

R: Use a pior tensão direta (V_F máx = 2,6V) da folha de dados. Para uma fonte de tensão constante (V_fonte), o valor do resistor R = (V_fonte - V_F) / I_F. Escolha I_F com base no brilho desejado, garantindo que esteja abaixo do limite de corrente contínua com derating para sua temperatura de operação. Por exemplo, com uma fonte de 5V, V_F=2,6V e I_F=15mA: R = (5 - 2,6) / 0,015 = 160 Ohms. Um circuito driver de corrente constante é uma solução mais robusta.

P: Posso usar este display ao ar livre?

R: A faixa de temperatura de operação (-35°C a +85°C) permite muitas condições externas. No entanto, o dispositivo não é inerentemente à prova d'água ou selado contra poeira e umidade. Para uso externo, ele deve ser alojado em um gabinete adequadamente classificado que o proteja das intempéries, gerencie a condensação e possivelmente inclua uma proteção solar para manter o contraste sob luz solar direta.