Ficha Técnica do Display de 7 Segmentos ELD-426UYOWB/S530-A3 - Altura do Dígito 10.16mm - Laranja 605nm - Máx. 2.4V - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O ELD-426UYOWB/S530-A3 é um display alfanumérico de sete segmentos para montagem em furo passante, projetado para leituras digitais nítidas. Apresenta um tamanho padrão industrial com altura de dígito de 10,16 mm (0,4 polegadas), sendo adequado para aplicações onde informações numéricas de tamanho médio ou alfanuméricas limitadas precisam ser apresentadas. O dispositivo é construído com segmentos emissores de luz branca contra uma superfície de fundo preta, o que proporciona alto contraste e excelente legibilidade mesmo em condições ambientais com muita luz. Esta escolha de design minimiza o brilho e melhora a capacidade do usuário de discernir os caracteres iluminados.

A tecnologia central utiliza material semicondutor de AlGaInP (Fosfeto de Alumínio Gálio Índio) para os chips emissores de luz. Este material é eficiente na produção de luz no espectro laranja-avermelhado. A luz laranja emitida, com comprimento de onda dominante de 605 nm, oferece boa visibilidade e é frequentemente escolhida para painéis de indicação e instrumentação. A resina utilizada para o encapsulamento é do tipo difusora branca, o que ajuda a dispersar uniformemente a luz dos segmentos LED individuais, criando uma aparência uniforme e consistente em todas as partes do caractere.

1.1 Características e Vantagens Principais

O display oferece várias vantagens principais para projetistas e fabricantes. Sua característica primária é o baixo consumo de energia, o que é crítico para dispositivos operados por bateria ou sistemas onde a eficiência energética é uma prioridade. Os componentes são categorizados ("binned") por intensidade luminosa. Isto significa que os displays são classificados e etiquetados de acordo com sua saída de luz medida, permitindo consistência no brilho entre múltiplas unidades em um único produto, o que é essencial para displays multi-dígitos ou painéis que utilizam vários desses componentes.

O dispositivo está em conformidade com as diretivas "Pb-free" e RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas), tornando-o adequado para uso em produtos vendidos em mercados com regulamentações ambientais rigorosas. Seu design de furo passante fornece conexões mecânicas robustas, tornando-o confiável para aplicações sujeitas a vibração ou estresse físico. O padrão industrial de montagem garante compatibilidade com layouts de PCB comuns e equipamentos de inserção automatizada.

1.2 Aplicações Alvo e Mercado

Este display de sete segmentos é direcionado a uma ampla gama de aplicações eletrônicas que requerem uma interface numérica confiável e clara. Seus principais domínios de aplicação incluem eletrodomésticos, como fornos, micro-ondas, máquinas de lavar e ar-condicionados, onde pode exibir configurações, temporizadores ou códigos de status. É igualmente adequado para painéis de instrumentos em equipamentos industriais, painéis de automóveis (para displays secundários) e dispositivos de teste e medição.

Outra aplicação significativa é em displays de leitura digital para balanças, contadores, temporizadores e painéis de controle simples. A cor laranja é frequentemente preferida em ambientes onde o display precisa ser facilmente distinguível ou onde serve como um indicador de aviso ou status. A robustez e o tamanho padrão o tornam uma escolha versátil para produtos eletrônicos tanto de consumo quanto industriais.

2. Parâmetros e Especificações Técnicas

Uma compreensão detalhada dos limites e características operacionais do dispositivo é crucial para um projeto de circuito confiável e desempenho de longo prazo.

2.1 Valores Máximos Absolutos

Os Valores Máximos Absolutos definem os limites de estresse além dos quais danos permanentes ao dispositivo podem ocorrer. Esses valores nunca devem ser excedidos, mesmo momentaneamente, durante a operação ou manuseio. Para o ELD-426UYOWB/S530-A3, a tensão reversa máxima (V_R) é de 5V. A aplicação de uma tensão reversa mais alta pode quebrar a junção do LED. A corrente direta contínua máxima (I_F) é de 25 mA. Exceder esta corrente gerará calor excessivo, degradando a estrutura interna do LED e encurtando sua vida útil.

Para operação pulsada, uma corrente direta de pico mais alta (I_FP) de 60 mA é permitida, mas apenas sob condições específicas: um ciclo de trabalho de 1/10 (10%) e uma frequência de 1 kHz. Isto permite breves períodos de maior brilho. A dissipação de potência máxima (P_d) é de 60 mW, calculada como o produto da tensão direta pela corrente. O dispositivo é classificado para operação (T_opr) entre -40°C e +85°C, tornando-o adequado para ambientes severos. A temperatura de armazenamento (T_stg) pode variar de -40°C a +100°C. A temperatura de soldagem (T_sol) não deve exceder 260°C, e o tempo de contato do ferro de solda deve ser de 5 segundos ou menos para evitar danos térmicos ao encapsulamento plástico e às ligações internas.

2.2 Características Eletro-Ópticas

Estas características são medidas sob condições padrão de teste (Ta=25°C) e representam o desempenho típico do dispositivo. A intensidade luminosa (I_v) tem um valor típico de 12,5 mcd quando acionado por uma corrente direta (I_F) de 10 mA, com um valor mínimo especificado de 5,6 mcd. É importante notar que a ficha técnica especifica que este é um valor médio medido em um segmento de 7 segmentos. A tolerância para intensidade luminosa é de ±10%.

As características espectrais definem a cor da luz emitida. O comprimento de onda de pico (λ_p) é tipicamente 611 nm, enquanto o comprimento de onda dominante (λ_d), que se correlaciona mais de perto com a cor percebida, é tipicamente 605 nm (laranja). A largura de banda de radiação espectral (Δλ) é tipicamente 17 nm, indicando a faixa de comprimentos de onda emitidos. A tensão direta (V_F) é tipicamente 2,0V com um máximo de 2,4V em I_F=20mA, com uma tolerância de ±0,1V. A corrente reversa (I_R) é muito baixa, com um máximo de 100 µA em V_R=5V.

3. Análise das Curvas de Desempenho

Dados gráficos fornecem uma visão mais profunda do comportamento do dispositivo sob condições variáveis.

3.1 Distribuição Espectral

A curva de distribuição espectral (intensidade luminosa relativa vs. comprimento de onda) mostraria um único pico centrado em torno de 611 nm (típico) com uma largura de aproximadamente 17 nm na metade da intensidade máxima (FWHM). Isto confirma a saída monocromática laranja do material AlGaInP. Não deve haver picos secundários significativos, indicando emissão de cor pura. A forma desta curva é importante para aplicações onde a consistência de cor ou filtragem de comprimento de onda específica está envolvida.

3.2 Corrente Direta vs. Tensão Direta

A curva I-V ilustra as características de diodo dos segmentos LED. Ela é não linear. Em correntes muito baixas, a tensão é mínima. À medida que a corrente aumenta, a tensão direta sobe abruptamente e depois aumenta mais gradualmente na faixa de operação típica (cerca de 2,0V a 20 mA). Esta curva é essencial para projetar o circuito limitador de corrente. Uma pequena mudança na tensão de acionamento pode levar a uma grande mudança na corrente, razão pela qual os LEDs são tipicamente acionados com fontes de corrente constante ou circuitos com resistores em série apropriados.

3.3 Curva de Derating da Corrente Direta

Esta é uma das curvas mais críticas para a confiabilidade. Ela mostra a corrente direta contínua máxima permitida em função da temperatura ambiente. A 25°C, os 25 mA completos são permitidos. À medida que a temperatura ambiente aumenta, a corrente máxima permitida deve ser reduzida linearmente. Isto ocorre porque a temperatura da junção interna do LED aumenta tanto com o calor ambiente quanto com o auto-aquecimento da corrente. Exceder a temperatura segura da junção reduz drasticamente a saída luminosa e a vida útil. A curva tipicamente mostra a corrente caindo para zero na temperatura máxima da junção, que está ligada à temperatura ambiente máxima de operação de 85°C. Os projetistas devem garantir que o ponto de operação (temperatura ambiente + corrente de acionamento) caia dentro da área segura definida por esta curva.

4. Informações Mecânicas e de Embalagem

4.1 Dimensões da Embalagem

O desenho mecânico fornece as dimensões físicas exatas do display. As medidas-chave incluem a altura, largura e profundidade total do pacote, o espaçamento entre os pinos, o diâmetro e a posição dos pinos, e o tamanho e localização da janela do dígito. O desenho especifica que as tolerâncias são de ±0,25 mm, salvo indicação em contrário. Todas as dimensões estão em milímetros (mm). Esta informação é vital para o layout da PCB (design do "footprint"), garantindo o encaixe adequado dentro do gabinete do produto e para processos de montagem automatizada.

4.2 Pinagem e Diagrama de Circuito Interno

O diagrama de circuito interno mostra a conexão elétrica dos segmentos LED individuais (a, b, c, d, e, f, g, e frequentemente um ponto decimal DP) com os pinos externos. Para uma configuração de cátodo comum ou ânodo comum, ele indica qual pino é a conexão comum. Este diagrama é essencial para conectar corretamente o display ao circuito de acionamento (por exemplo, um microcontrolador ou CI decodificador). Conectar o pino comum incorretamente impedirá que o display acenda.

5. Diretrizes de Montagem e Manuseio

5.1 Recomendações de Soldagem

A ficha técnica especifica uma temperatura máxima de soldagem de 260°C com um tempo de contato de 5 segundos ou menos. Isto se aplica tanto a processos de soldagem manual quanto a soldagem por onda. A exposição prolongada a alta temperatura pode derreter o encapsulamento plástico, danificar as ligações internas dos fios ou degradar o chip LED. Recomenda-se usar um ferro de solda com controle de temperatura e permitir um tempo de resfriamento adequado entre a soldagem de múltiplos pinos. Para soldagem por onda, o perfil (pré-aquecimento, imersão, temperatura de pico, resfriamento) deve ser controlado para permanecer dentro desses limites.

5.2 Proteção contra Descarga Eletrostática (ESD)

Os LEDs são dispositivos semicondutores e são sensíveis à descarga eletrostática. A ESD pode causar falha imediata ou dano latente que reduz a confiabilidade de longo prazo. A ficha técnica recomenda fortemente várias medidas anti-ESD durante o manuseio e montagem: Os operadores devem usar pulseiras aterradas e trabalhar em tapetes seguros contra ESD. As estações de trabalho, ferramentas e equipamentos devem estar devidamente aterrados. O uso de ionizadores é recomendado para neutralizar cargas estáticas em materiais não condutores. O circuito de acionamento também deve incluir proteção contra surtos de tensão que possam ocorrer durante a operação.

5.3 Precauções de Operação Elétrica

Os LEDs devem ser operados em polarização direta. O circuito de acionamento deve ser projetado para garantir que nenhuma tensão reversa significativa seja aplicada através dos segmentos LED, mesmo quando eles devem estar desligados. A aplicação contínua de tensão reversa, mesmo abaixo do máximo absoluto de 5V, pode causar eletromigração dentro do material semicondutor, levando ao aumento da corrente de fuga e eventual falha. Isto é frequentemente abordado no projeto do circuito, garantindo que o CI ou transistor driver só possa aplicar uma tensão direta ou uma tensão reversa muito pequena quando desligado.

6. Embalagem e Informações de Pedido

6.1 Especificações de Embalagem

O dispositivo é embalado em tubos para manuseio automatizado. O processo de embalagem padrão é: 25 peças por tubo, 64 tubos por caixa e 4 caixas por cartão mestre. Isso totaliza 6.400 peças por cartão. A embalagem em tubo protege os pinos de dobrarem e a face do display de arranhões durante o transporte e armazenamento.

6.2 Explicação do Rótulo

Os rótulos da embalagem contêm vários códigos para identificação e rastreabilidade. Os campos-chave incluem: CPN (Número da Peça do Cliente), P/N (Número da Peça do Fabricante: ELD-426UYOWB/S530-A3), QTY (Quantidade da Embalagem), CAT (Classificação/Categoria da Intensidade Luminosa) e LOT No (Número do Lote para rastreabilidade). Compreender estes rótulos é importante para a gestão de estoque, controle de qualidade e para garantir que o componente correto seja usado na produção.

7. Considerações de Projeto de Aplicação

7.1 Limitação de Corrente e Acionamento

O método mais comum para acionar um display de 7 segmentos de um dígito como este é usar um resistor em série para cada segmento (ou um único resistor no pino comum para projetos multiplexados). O valor do resistor é calculado usando a Lei de Ohm: R = (V_supply- V_F) / I_F. Por exemplo, com uma fonte de 5V, uma V_Ftípica de 2,0V e uma I_Fdesejada de 10 mA, o resistor seria (5 - 2,0) / 0,01 = 300 Ohms. Um resistor de 330 Ohms seria uma escolha padrão. Para multiplexação multi-dígitos, um CI driver (como um registrador de deslocamento 74HC595 ou um driver LED dedicado) é usado para controlar rapidamente os segmentos e a seleção do dígito, reduzindo o número de pinos de microcontrolador necessários.

7.2 Gerenciamento Térmico

Embora seja um dispositivo de baixa potência, as considerações térmicas ainda são importantes para a longevidade, especialmente em aplicações de alta temperatura ambiente ou quando operando próximo da corrente máxima. Garantir fluxo de ar adequado ao redor do display na PCB pode ajudar. A própria PCB pode atuar como um dissipador de calor para os pinos. Para aplicações críticas, consulte a curva de derating da corrente direta e opere o LED em uma corrente mais baixa se a temperatura ambiente for alta.

7.3 Considerações Ópticas

O fundo preto proporciona alto contraste. Ao projetar o painel frontal ou a lente que cobre o display, considere materiais e revestimentos que minimizem a reflexão e o brilho para manter a legibilidade. O ângulo de visão do display (implícito pela resina difusora) é tipicamente amplo, mas isso deve ser verificado se a visualização fora do eixo for crítica. A cor laranja pode ser filtrada ou aparecer de forma diferente atrás de filtros coloridos ou vidros tingidos, portanto, recomenda-se testar na montagem final.

8. Comparação e Seleção Técnica

Ao selecionar um display de sete segmentos, os principais diferenciadores incluem altura do dígito, cor, brilho (intensidade luminosa), tensão direta, consumo de energia e tipo de embalagem (furo passante vs. SMD). As principais vantagens do ELD-426UYOWB/S530-A3 são seu tamanho padrão de 0,4\", cor laranja para alta visibilidade, intensidade luminosa categorizada para consistência e construção robusta de furo passante. Comparado a displays SMD menores, é mais fácil prototipar e pode ser mais adequado para aplicações que requerem maior durabilidade. Comparado a outras cores, o laranja frequentemente tem um brilho percebido maior em níveis de corrente mais baixos do que o vermelho ou verde em alguns materiais semicondutores, e pode ser mais visível em certas condições de iluminação.

9. Perguntas Frequentes (FAQ)

9.1 Qual é o propósito da categorização da intensidade luminosa (CAT)?

A categorização garante uniformidade de brilho. Displays do mesmo código CAT terão saída de luz semelhante. Isto é crucial ao usar múltiplos displays lado a lado (por exemplo, um relógio de 4 dígitos) para evitar diferenças de brilho perceptíveis entre os dígitos, o que pareceria pouco profissional.

9.2 Posso acionar este display diretamente de um pino de microcontrolador?

Não é recomendado acionar um segmento LED diretamente de um pino GPIO padrão de microcontrolador. O pino GPIO típico pode apenas fornecer ou absorver 20-25 mA, que é o máximo absoluto para um segmento. Acionar um segmento na corrente máxima não deixa margem e corre o risco de danificar o microcontrolador se múltiplos segmentos forem acidentalmente ligados. Além disso, a corrente total para um dígito totalmente aceso (todos os 7 segmentos) excederia em muito as capacidades de um microcontrolador. Sempre use um resistor em série e/ou um CI driver (transistor, buffer, driver LED dedicado).

9.3 O que significa \"Pb free e RoHS compliant\"?

Isto significa que o dispositivo é fabricado sem o uso de chumbo (Pb) em seu revestimento de solda ou outros materiais, e está em conformidade com a diretiva de Restrição de Substâncias Perigosas da União Europeia. Isto torna o componente adequado para uso em produtos vendidos na maioria dos mercados globais, que adotaram regulamentações ambientais semelhantes.

9.4 Como determino o pino comum (ânodo ou cátodo)?

O diagrama de circuito interno na seção de dimensões da embalagem da ficha técnica mostrará claramente a pinagem. Ele indicará qual pino está conectado a todos os ânodos (ânodo comum) ou a todos os cátodos (cátodo comum) dos LEDs dos segmentos. Você deve saber isso para projetar seu circuito de acionamento corretamente. Se o diagrama não estiver disponível, um teste simples com uma fonte de alimentação com limitação de corrente (por exemplo, 3V com um resistor de 1k em série) pode ser usado para testar pares de pinos.