Ficha Técnica do Display de Sete Segmentos ELT-512SYGWA/S530-E2 0,56 Polegadas - Dimensão 14,22mm - Tensão Direta 2,0V - Amarelo-Verde Brilhante - Documentação Técnica em Português

1. Visão Geral do Produto

O ELT-512SYGWA/S530-E2 é um display alfanumérico de sete segmentos de alta confiabilidade, projetado para leituras digitais claras em diversas aplicações eletrónicas. Pertence à categoria de displays de montagem furo, apresentando um formato padrão industrial para fácil integração em projetos de PCB existentes. A proposta de valor central deste componente reside na sua combinação de boa visibilidade, embalagem padronizada e conformidade com regulamentações ambientais modernas.

O dispositivo é construído com superfície cinza e segmentos brancos difusos. Este design específico melhora o contraste e a legibilidade, particularmente em ambientes com luz ambiente intensa, tornando-o adequado para aplicações onde a clareza do display é primordial. A cor emitida é um amarelo-verde brilhante, obtida através do uso do material semicondutor AlGaInP (Fosfeto de Alumínio, Gálio e Índio). Esta escolha de material é conhecida pela sua eficiência e saída de cor específica no espectro amarelo-verde.

1.1 Vantagens Principais e Mercado-Alvo

As principais vantagens deste módulo de display incluem o seubaixo consumo de energia, o que é crítico para dispositivos operados por bateria ou energeticamente eficientes. É categorizado por intensidade luminosa, permitindo que os projetistas selecionem componentes com níveis de brilho consistentes para uma aparência uniforme do painel. Além disso, o dispositivo élivre de chumbo e compatível com RoHS, atendendo aos padrões internacionais de restrição de substâncias perigosas, o que é essencial para a fabricação eletrónica moderna.

As aplicações-alvo estão claramente orientadas para interfaces funcionais, industriais e de consumo. Os principais mercados incluem:

• Eletrodomésticos:Temporizadores, displays de temperatura, leituras de painel de controle em fornos, micro-ondas, máquinas de lavar, etc.
• Painéis de Instrumentos:Equipamentos de teste e medição, sistemas de controle industrial, ferramentas de diagnóstico automotivo (displays secundários).
• Displays de Leitura Digital:Qualquer dispositivo que requeira saída numérica ou alfanumérica limitada, como relógios, contadores, balanças e registradores de dados simples.

2. Análise Aprofundada de Parâmetros Técnicos

Esta seção fornece uma interpretação detalhada e objetiva dos parâmetros elétricos, ópticos e térmicos especificados na ficha técnica. Compreender estes limites e características é crucial para um projeto de circuito confiável.

2.1 Especificações Máximas Absolutas

As Especificações Máximas Absolutas definem os limites de tensão além dos quais pode ocorrer dano permanente ao dispositivo. Estas não são condições para operação normal.

• Tensão Reversa (V_R):5V. Exceder esta tensão em polarização reversa pode causar ruptura da junção.
• Corrente Direta (I_F):25 mA DC. Esta é a corrente contínua máxima permitida através de um segmento.
• Corrente Direta de Pico (I_FP):60 mA. Esta corrente mais elevada é permitida apenas sob condições pulsadas (ciclo de trabalho ≤ 10%, frequência ≤ 1 kHz), o que pode ser usado para multiplexação ou aumento breve de intensidade.
• Dissipação de Potência (P_d):60 mW. Esta é a potência máxima que pode ser dissipada com segurança na forma de calor, tipicamente calculada como V_F* I_F.
• Temperatura de Operação e Armazenamento:-40°C a +85°C (operação), -40°C a +100°C (armazenamento). A ampla faixa garante funcionalidade em ambientes severos.
• Temperatura de Soldagem:260°C por ≤ 5 segundos. Isto orienta os processos de soldagem por onda ou manual.

2.2 Características Eletro-Ópticas

Estes parâmetros são medidos sob condições padrão de teste (Ta=25°C) e definem o desempenho do dispositivo.

• Intensidade Luminosa (I_v):2,8 mcd (Mín), 4,5 mcd (Típ) em I_F=10mA. Esta é a saída de luz média por segmento. A ficha técnica observa uma tolerância de ±10% neste valor. A categorização mencionada nas características refere-se à classificação dos dispositivos com base na I_vmedida em faixas consistentes.
• Comprimento de Onda de Pico (λ_p):575 nm (Típ). Este é o comprimento de onda no qual a emissão espectral é mais forte.
• Comprimento de Onda Dominante (λ_d):573 nm (Típ). Este é o comprimento de onda percebido pelo olho humano, definindo a cor (amarelo-verde).
• Largura de Banda Espectral (Δλ):20 nm (Típ). Isto indica a faixa de comprimentos de onda emitidos, centrada em torno do pico.
• Tensão Direta (V_F):2,0V (Típ), 2,4V (Máx) em I_F=20mA. Os projetistas devem garantir que o circuito de acionamento possa fornecer pelo menos esta tensão. Uma tolerância de ±0,1V é especificada.
• Corrente Reversa (I_R):100 µA (Máx) em V_R=5V. Esta é a pequena corrente de fuga quando o dispositivo está em polarização reversa.

3. Análise de Curvas de Desempenho

A ficha técnica fornece curvas características típicas que são essenciais para entender o comportamento em condições não padrão.

3.1 Distribuição Espectral

A curva do espectro (Intensidade Luminosa Relativa vs. Comprimento de Onda) mostraria uma distribuição em forma de sino centrada em torno de 575 nm com uma largura típica (FWHM) de 20 nm. Isto confirma o ponto de cor amarelo-verde e permite análise em aplicações sensíveis a comprimentos de onda específicos.

3.2 Corrente Direta vs. Tensão Direta (Curva I-V)

Esta curva é não linear. Para um LED típico de AlGaInP, a tensão permanece relativamente baixa até o limiar de ligação (cerca de 1,8-2,0V para esta cor), após o qual aumenta mais abruptamente com a corrente. A V_Fespecificada de 2,0V a 20mA é um ponto nesta curva. Os projetistas usam isto para calcular os valores do resistor em série: R = (V_fonte- V_F) / I_F.

3.3 Curva de Derating de Corrente Direta

Este gráfico crítico mostra a corrente direta contínua máxima permitida em função da temperatura ambiente. À medida que a temperatura aumenta, a corrente segura máxima diminui linearmente de 25 mA a 25°C para 0 mA na temperatura máxima de junção (implícita pelo ponto final da curva, provavelmente em torno de 100-110°C). Isto se deve à capacidade reduzida de dissipação de calor em temperaturas ambientes mais altas. Para operação confiável acima de 25°C, a corrente de acionamento deve ser reduzida de acordo.

4. Informações Mecânicas e de Embalagem

4.1 Dimensões do Pacote

O display tem uma altura de dígito de 14,22 mm (0,56 polegadas). O desenho detalhado das dimensões mostra um formato padrão de pacote duplo em linha (DIP). As notas mecânicas principais incluem uma tolerância padrão de ±0,25mm, salvo indicação em contrário. O espaçamento dos pinos e as dimensões gerais são projetados para compatibilidade com layouts de PCB padrão e soquetes.

4.2 Diagrama de Circuito Interno e Polaridade

O diagrama de circuito interno revela uma configuração de cátodo comum. Todos os cátodos (terminais negativos) dos sete segmentos (e tipicamente o ponto decimal, se presente) são conectados internamente a um ou dois pinos comuns. O ânodo (terminal positivo) de cada segmento é levado a um pino separado. Esta configuração é comum para acionamento multiplexado, onde o cátodo comum é comutado para o terra enquanto os ânodos dos segmentos desejados são ativados em nível alto.

5. Diretrizes de Soldagem e Montagem

Embora perfis de reflow específicos não sejam fornecidos para este componente de montagem furo, a ficha técnica dá limites claros para soldagem manual ou por onda.

• Soldagem:A temperatura máxima de soldagem é 260°C, e o tempo de exposição a esta temperatura não deve exceder 5 segundos. Isto previne danos térmicos ao pacote plástico e às ligações internas dos fios.
• Proteção contra Descarga Eletrostática (ESD):O dispositivo é sensível à ESD. A ficha técnica recomenda fortemente medidas padrão de controle de ESD durante o manuseio e montagem: uso de pulseiras aterradas, estações de trabalho seguras contra ESD, tapetes condutivos para o chão e aterramento adequado para todos os equipamentos. Se materiais isolantes estiverem presentes, ionizadores ou outros métodos de neutralização de carga devem ser empregados.
• Condições de Armazenamento:Os dispositivos devem ser armazenados dentro da faixa de temperatura especificada de -40°C a +100°C em um ambiente seco e seguro contra ESD.

6. Informações de Embalagem e Pedido

6.1 Especificações de Embalagem

Os componentes são embalados em tubos para inserção automática ou manuseio manual. O fluxo de embalagem padrão é:13 peças por tubo → 63 tubos por caixa → 4 caixas por cartão. Isto totaliza 3.276 peças por cartão (13 * 63 * 4).

6.2 Explicação do Rótulo

O rótulo da embalagem contém vários códigos:

• CPN:Número do Produto do Cliente (para referência do cliente).
• P/N:O Número do Produto do fabricante (ELT-512SYGWA/S530-E2).
• QTY:Quantidade da Embalagem.
• CAT:Classificação de Intensidade Luminosa (a categoria de binning).
• LOT No:Número de Lote Rastreável para controle de qualidade.

Esta rotulagem garante rastreabilidade e ajuda na seleção da faixa de brilho correta para uma aplicação.

7. Considerações de Projeto para Aplicação

7.1 Projeto do Circuito de Acionamento

Para acionar um único segmento na corrente direta típica de 20mA com uma fonte de 5V, é necessário um resistor limitador de corrente em série. Usando a V_Ftípica de 2,0V: R = (5V - 2,0V) / 0,020A = 150 Ω. Um resistor padrão de 150Ω resultaria em I_F≈ 20mA. A potência dissipada no resistor é (3V * 0,02A) = 60 mW, então um resistor de 1/8W (125mW) ou 1/4W é adequado. Para multiplexar múltiplos dígitos, a corrente de pico por segmento pode ser maior (até I_FP=60mA) mas a corrente média deve permanecer dentro do limite contínuo de I_F, calculado pelo ciclo de trabalho.

7.2 Projeto para Confiabilidade

Gerenciamento Térmico:Observe a curva de derating de corrente. Em um ambiente de alta temperatura (ex.: dentro de um eletrodoméstico), reduza a corrente de acionamento para prevenir superaquecimento e envelhecimento prematuro.Proteção ESD:Incorpore diodos de proteção ESD nas linhas do PCB conectadas aos pinos do display, especialmente se a interface estiver exposta ao contato do usuário.Ângulo de Visão:Os segmentos brancos difusos proporcionam um amplo ângulo de visão, mas a distribuição exata da intensidade angular não é especificada. Para aplicações de visualização crítica, a prototipagem é recomendada.

8. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado com tecnologias mais antigas ou displays menores, o ELT-512SYGWA/S530-E2 oferece vantagens específicas:

• vs. Displays Incandescentes ou VFD:Consumo de energia muito menor, vida útil mais longa e sem filamento para queimar. No entanto, requer regulação de corrente, não apenas tensão.
• vs. Displays LED Menores (ex.: 0,3\"):O tamanho de dígito maior (0,56\") oferece melhor visibilidade à distância, ao custo de uma maior área ocupada no PCB.
• vs. LCDs:Os LEDs são emissores e, portanto, facilmente legíveis em condições de pouca luz sem backlight, mas consomem mais energia do que LCDs reflexivos em luz intensa.
• Diferencial Principal:A combinação da cor amarelo-verde específica (AlGaInP), do tamanho padrão industrial de 0,56\", da configuração de cátodo comum e da conformidade RoHS o torna uma solução bem definida para um conjunto específico de aplicações.

9. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

P1: Posso acionar este display diretamente a partir de um pino de um microcontrolador?R: Não. Um pino típico de um MCU pode fornecer/absorver apenas 20-25mA, que é o limite para um segmento. Acionar múltiplos segmentos ou o cátodo comum (que conduz a soma das correntes dos segmentos acesos) excederia a capacidade do MCU. Use drivers de transistor ou CIs dedicados para driver de LED.

P2: Por que meu display está mais escuro do que o esperado?R: Primeiro, verifique a corrente direta. Um resistor em série maior do que o calculado reduzirá a corrente e o brilho. Segundo, verifique a faixa de intensidade luminosa (código CAT); você pode ter uma unidade do extremo inferior da faixa (próxima de 2,8 mcd). Terceiro, certifique-se de que a tensão direta da sua unidade específica não está no extremo superior da tolerância, o que também reduziria a corrente para um valor fixo de resistor.

P3: É necessário dissipador de calor?R: Para operação contínua na I_Fmáxima de 25mA próximo à temperatura ambiente, tipicamente não é necessário dissipador adicional para um único dígito. No entanto, se múltiplos dígitos estiverem agrupados densamente ou operarem em uma temperatura ambiente alta, o layout do PCB deve permitir alguma dissipação de calor através dos trilhos de cobre conectados aos pinos.

10. Estudo de Caso de Projeto Prático

Cenário:Projetando um temporizador simples de 4 dígitos para um eletrodoméstico de cozinha operando em até 50°C ambiente.

Etapas do Projeto:

1. Seleção de Corrente:Consulte a curva de derating. A 50°C, a corrente contínua máxima é reduzida. Assumindo uma redução linear de 25mA@25°C para 0mA@~100°C, a corrente permitida a 50°C é aproximadamente 18-20mA. Escolhemos 15mA por segmento para uma margem de segurança e longevidade.
2. Cálculo do Resistor:Usando V_fonte= 5V, V_F(máx) = 2,4V, I_F= 15mA. R = (5 - 2,4) / 0,015 = 173 Ω. Use o próximo valor padrão, 180 Ω. Recalcule a corrente real com V_Ftípica: I = (5 - 2,0) / 180 = 16,7mA (aceitável).
3. Circuito de Acionamento:Use um microcontrolador com um CI decodificador/driver 4-para-16 (como um registrador de deslocamento 74HC595 com resistores limitadores de corrente) ou um driver de LED multiplexado dedicado. O cátodo comum de cada dígito será comutado por um transistor PNP ou um MOSFET de canal N capaz de absorver a corrente total de até 8 segmentos acesos (8 * 16,7mA ≈ 134mA).
4. Layout do PCB:Posicione os resistores limitadores de corrente próximos ao CI driver, não ao display. Certifique-se de que os trilhos para os pinos de cátodo comum sejam largos o suficiente para lidar com a corrente de cátodo de pico.

Esta abordagem garante operação confiável dentro das especificações do componente.

11. Princípio de Funcionamento

Um display de sete segmentos é um conjunto de diodos emissores de luz (LEDs) dispostos em um padrão de figura de oito. Cada segmento (nomeado a, b, c, d, e, f, g, e às vezes dp para ponto decimal) é um LED individual. Aplicando uma tensão direta (excedendo a tensão de ligação do diodo, ~2,0V aqui) e limitando a corrente com um resistor em série, elétrons e lacunas se recombinam na região ativa do semicondutor de AlGaInP, liberando energia na forma de fótons. A composição específica da liga de AlGaInP determina o comprimento de onda (cor) da luz emitida, neste caso, amarelo-verde (573-575 nm). A resina branca difusa sobre o chip do LED espalha a luz, criando uma aparência de segmento uniformemente iluminado.

12. Tendências Tecnológicas

Embora displays tradicionais de sete segmentos de montagem furo como este permaneçam vitais para confiabilidade e facilidade de manutenção em aplicações industriais e de eletrodomésticos, a tendência geral na tecnologia de display está se movendo em direção a pacotes de dispositivo de montagem em superfície (SMD) para maior densidade e montagem automatizada. Além disso, para informações mais complexas, OLEDs de matriz de pontos ou LCDs TFT são cada vez mais comuns. No entanto, para leituras numéricas simples, brilhantes, de baixo custo e altamente confiáveis, os displays de sete segmentos LED continuam a ter uma posição forte. Desenvolvimentos futuros podem incluir materiais ainda mais eficientes, circuitos de acionamento integrados dentro do pacote, e uma gama mais ampla de cores e tamanhos em formatos SMD, mas o princípio fundamental e a aplicação de displays de segmentos discretos devem persistir em segmentos de mercado específicos.