Folha de Dados Técnicos do Display de Sete Segmentos ELS-315SURWA/S530-A3 - Dígito de 9.14mm - Vermelho Brilhante (632nm) - Tensão Direta 2.0V - Corrente Direta 25mA

1. Visão Geral do Produto

O ELS-315SURWA/S530-A3 é um display alfanumérico de sete segmentos e um único dígito, projetado para montagem através de furo. Apresenta um tamanho industrial padrão com uma altura de dígito de 9.14mm (0.36 polegadas). O display é construído com chips LED vermelho brilhante de AlGaInP, alojados numa embalagem de resina difusa branca que proporciona uma aparência superficial cinzenta. Esta combinação é projetada para oferecer alta fiabilidade e excelente legibilidade, mesmo em condições de iluminação ambiente intensa, tornando-o adequado para uma variedade de aplicações de indicação e leitura.

1.1 Vantagens Principais e Mercado-Alvo

As principais vantagens deste display incluem a sua conformidade com os padrões industriais de tamanho e pinagem, garantindo fácil substituição e integração no projeto. Oferece baixo consumo de energia, contribuindo para projetos de sistemas energeticamente eficientes. O dispositivo é categorizado ("binned") por intensidade luminosa, permitindo uma correspondência de brilho consistente em aplicações multi-dígito. Além disso, é fabricado sem chumbo e em conformidade com a RoHS, aderindo às regulamentações ambientais modernas. Os seus mercados-alvo são principalmente aplicações de eletrónica industrial e de consumo que requerem leituras numéricas ou alfanuméricas limitadas, claras e fiáveis.

2. Análise Detalhada dos Parâmetros Técnicos

Esta secção fornece uma análise objetiva e detalhada das especificações elétricas, ópticas e térmicas do dispositivo, conforme definido na folha de dados.

2.1 Classificações Absolutas Máximas

As Classificações Absolutas Máximas definem os limites de tensão além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. Estas não são condições de operação normal.

• Tensão Reversa (V_R):5V. Exceder esta tensão em polarização reversa pode causar ruptura da junção.
• Corrente Direta (I_F):25mA DC. Esta é a corrente contínua máxima permitida através de um segmento.
• Corrente Direta de Pico (I_FP):60mA. Isto é permitido apenas em condições pulsadas (ciclo de trabalho ≤ 10%, frequência ≤ 1kHz).
• Dissipação de Potência (P_d):60mW. A potência máxima que o dispositivo pode dissipar, calculada como V_F* I_F.
• Temperatura de Operação (T_opr):-40°C a +85°C. A faixa de temperatura ambiente para operação confiável.
• Temperatura de Armazenamento (T_stg):-40°C a +100°C.
• Temperatura de Soldadura (T_sol):260°C por um máximo de 5 segundos, típico para soldadura por onda ou manual.

2.2 Características Eletro-Ópticas

Estes parâmetros são medidos a uma temperatura de junção padrão (T_a=25°C) e definem o desempenho do dispositivo em condições normais de operação.

• Intensidade Luminosa (I_v):4.0mcd (Mín), 8.0mcd (Tip) a I_F=10mA. Esta é a saída de luz média por segmento. É especificada uma tolerância de ±10%.
• Comprimento de Onda de Pico (λ_p):632nm (Tip) a I_F=20mA. Este é o comprimento de onda no qual a emissão espectral é mais forte.
• Comprimento de Onda Dominante (λ_d):624nm (Tip) a I_F=20mA. Este é o comprimento de onda percebido pelo olho humano, definindo a cor (vermelho brilhante).
• Largura de Banda Espectral (Δλ):20nm (Tip) a I_F=20mA. Isto indica a estreiteza do espectro de luz vermelha emitida.
• Tensão Direta (V_F):2.0V (Tip), 2.4V (Máx) a I_F=20mA. A queda de tensão no LED quando está a conduzir, com uma tolerância de ±0.1V.
• Corrente Reversa (I_R):100µA (Máx) a V_R=5V. A pequena corrente de fuga quando o dispositivo está em polarização reversa.

3. Explicação do Sistema de Categorização

O datasheet indica que o dispositivo é "Categorizado por intensidade luminosa." Isto significa que as unidades são testadas e classificadas ("binned") com base na sua saída de luz medida numa corrente de teste específica. Isto permite aos projetistas selecionar displays da mesma categoria de intensidade para garantir um brilho uniforme em todos os dígitos num display multi-dígito, evitando variações perceptíveis na luminosidade dos segmentos. Os códigos ou intervalos de categorização específicos não são detalhados no excerto fornecido, mas tipicamente fazem parte da informação de encomenda.

4. Análise das Curvas de Desempenho

O datasheet inclui curvas características típicas que são cruciais para compreender o comportamento do dispositivo em condições não padrão.

4.1 Distribuição Espectral

A curva do espectro mostra a intensidade relativa da luz emitida em diferentes comprimentos de onda. Para este LED vermelho baseado em AlGaInP, a curva estará centrada em torno do pico de 632nm com a largura de banda declarada de 20nm, confirmando uma cor vermelha pura e saturada sem emissão significativa noutras bandas de cor.

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

Esta curva ilustra a relação não linear entre corrente e tensão. Mostra a tensão de limiar (onde a corrente começa a fluir significativamente, cerca de 1.8-2.0V para AlGaInP vermelho) e como a tensão direta aumenta com a corrente. Os projetistas usam isto para calcular os valores da resistência em série (R = (V_fonte- V_F) / I_F) para definir a corrente de operação desejada, tipicamente entre 10-20mA para um equilíbrio entre brilho e longevidade.

4.3 Curva de Derating da Corrente Direta

Este é um gráfico crítico de gestão térmica. Mostra a corrente direta contínua máxima permitida em função da temperatura ambiente. À medida que a temperatura ambiente aumenta, a temperatura da junção do LED aumenta, e a corrente segura máxima deve ser reduzida para evitar sobreaquecimento e degradação acelerada. A curva mostra tipicamente a corrente nominal (ex., 25mA) permitida até uma certa temperatura (ex., 25°C ou 40°C), após a qual desce até zero na temperatura máxima da junção. Esta curva deve ser consultada para projetos que operam em ambientes de temperatura elevada.

5. Informação Mecânica e de Embalagem

5.1 Dimensões e Desenho da Embalagem

O dispositivo está num formato padrão DIP (Dual In-line Package) para montagem através de furo. O desenho dimensional fornece medidas críticas: altura, largura e comprimento totais; tamanho e espaçamento dos segmentos; diâmetro, comprimento e espaçamento ("pitch") dos terminais (pinos). A nota especifica uma tolerância geral de ±0.25mm salvo indicação em contrário. Os projetistas devem usar este desenho para criar a impressão na PCB, garantindo o tamanho, espaçamento e posicionamento corretos das pastilhas para os segmentos do dígito e os pinos comuns.

5.2 Diagrama de Circuito Interno e Identificação de Polaridade

O diagrama de circuito interno mostra a ligação elétrica dos 10 pinos. Um display de sete segmentos padrão tem 7 pinos para os segmentos (a a g), 1 ou mais pinos comuns (ânodo ou cátodo, dependendo da configuração de ânodo comum ou cátodo comum), e por vezes um ponto decimal (dp). O diagrama esclarece qual pino controla qual segmento e identifica a ligação comum, o que é essencial para uma fiação correta e projeto do circuito de acionamento (ex., usando um multiplexador ou um CI dedicado de acionamento de display).

6. Diretrizes de Soldadura e Montagem

O datasheet especifica uma temperatura máxima de soldadura de 260°C por ≤5 segundos. Esta é uma classificação padrão para soldadura por onda ou soldadura manual com ferro controlado por temperatura. Para soldadura por refluxo, seria necessário um perfil específico, mas não é fornecido. Considerações-chave incluem:

• Sensibilidade ESD:Os chips LED são sensíveis à descarga eletrostática. São fortemente recomendadas precauções de manuseamento, como estações de trabalho aterradas, pulseiras antiestáticas e espuma condutora durante a montagem.
• Tensão Térmica:Evitar exposição prolongada a altas temperaturas durante a soldadura para prevenir danos na embalagem plástica ou nas ligações internas por fio.
• Limpeza:Se for necessária limpeza, usar métodos compatíveis com a resina plástica.

7. Embalagem e Informação de Encomenda

O dispositivo segue uma hierarquia de embalagem específica: 35 peças são embaladas num tubo, 140 tubos (totalizando 4.900 peças) são embalados numa caixa, e 4 caixas (totalizando 19.600 peças) são embaladas num cartão mestre. A etiqueta na embalagem inclui campos para Número de Peça do Cliente (CPN), Número de Peça do Fabricante (P/N), Quantidade de Embalagem (QTY), Categoria de Intensidade Luminosa (CAT) e Número de Lote (LOT No.), entre outras referências, garantindo rastreabilidade e identificação correta.

8. Sugestões de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

• Eletrodomésticos:Temporizadores, leituras de temperatura em fornos/micro-ondas, indicadores de ciclo em máquinas de lavar.
• Painéis de Instrumentos:Equipamento de teste e medição, painéis de controlo industrial, medidores automóveis do mercado de reposição.
• Displays de Leitura Digital:Contadores simples, relógios, placares de pontuação e qualquer dispositivo que requeira um indicador numérico claro.

8.2 Considerações de Projeto

• Limitação de Corrente:Usar sempre uma resistência em série para cada segmento ou linha comum para definir a corrente direta. Calcular com base na tensão da fonte de alimentação e na V_Ftípica na I_F.
• desejada.Multiplexagem:
• Para displays multi-dígito, a multiplexagem é comum para reduzir a contagem de pinos no microcontrolador. Garantir que o circuito de acionamento consegue lidar com a corrente de pico durante o ciclo de multiplexagem sem exceder a classificação de corrente de pico do dispositivo.Ângulo de Visão:
• A resina difusa branca proporciona um amplo ângulo de visão. Considerar a orientação do display em relação ao utilizador.Controlo de Brilho:

O brilho pode ser ajustado variando a corrente direta (dentro dos limites) ou usando PWM (Modulação por Largura de Pulso) no sinal de acionamento.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado com tecnologias mais antigas ou displays menores, o ELS-315SURWA/S530-A3 oferece um equilíbrio entre tamanho, brilho e eficiência. A sua altura de dígito de 9.14mm é um padrão comum, garantindo ampla compatibilidade. O uso de material AlGaInP proporciona maior eficiência e um vermelho mais vibrante e saturado comparado com LEDs vermelhos mais antigos baseados em GaAsP. O design através de furo oferece robustez mecânica e facilidade de prototipagem comparado com dispositivos de montagem em superfície, embora requeira mais espaço na placa. O seu diferenciador chave na sua classe é a combinação da pinagem padrão industrial, categorização de intensidade luminosa para consistência e conformidade RoHS.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

10.1 Posso acionar este display diretamente a partir de um pino de um microcontrolador de 5V?Não, não diretamente._FUm pino GPIO típico de um microcontrolador pode fornecer/absorver 20-25mA, o que corresponde à classificação I

do display. No entanto, a tensão direta do LED é apenas cerca de 2.0V. Ligá-lo diretamente a um pino de 5V sem uma resistência limitadora de corrente tentaria conduzir uma corrente muito mais alta, potencialmente danificando tanto o LED como o pino do microcontrolador. Deve usar uma resistência em série: R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150Ω (usar valor padrão de 150Ω ou 180Ω).

10.2 Qual é a diferença entre Comprimento de Onda de Pico e Comprimento de Onda Dominante?_p)O Comprimento de Onda de Pico (λ) é o comprimento de onda físico onde o espectro de emissão tem a sua intensidade máxima._d)O Comprimento de Onda Dominante (λ_d) é o comprimento de onda da luz monocromática que pareceria ter a mesma cor para o olho humano. Para LEDs, λ_pé frequentemente ligeiramente mais curto que λ

e é o parâmetro mais relevante para especificação de cor em aplicações visuais.

10.3 Este é um display de ânodo comum ou cátodo comum?O excerto do datasheet fornecido não declara isto explicitamente. Esta informação crítica está contida noDiagrama de Circuito Interno. O projetistadeve

consultar este diagrama para determinar a configuração antes de projetar o circuito de acionamento. Usar a configuração errada impedirá o display de acender.

11. Caso Prático de Projeto e UtilizaçãoCaso: Projetar um Contador Multiplexado de 4 Dígitos.

1. Para acionar quatro displays ELS-315SURWA/S530-A3 com um microcontrolador:
2. Determinar o tipo de pino comum (ânodo/cátodo) a partir do diagrama interno.
3. Ligar todos os pinos de segmento correspondentes (a-g, dp) entre si através dos quatro dígitos.
4. Ligar o pino comum de cada dígito a um pino separado do microcontrolador através de um transistor (para capacidade de corrente) se for do tipo ânodo comum, ou diretamente/invertido se for cátodo comum e estiver dentro da capacidade de absorção do MCU._FPCalcular uma única resistência limitadora de corrente para cada linha de segmento, com base na corrente de pico por segmento durante a multiplexagem. Se cada dígito estiver ativo 1/4 do tempo, para alcançar uma corrente média de 10mA, a corrente de pico durante o seu intervalo de tempo ativo deve ser 40mA. Garantir que este pico de 40mA não excede a classificação I
5. do dispositivo (60mA) e está dentro da capacidade do acionador.

Escrever firmware para percorrer os dígitos rapidamente (ex., 100Hz por dígito, 400Hz de atualização total), iluminando os segmentos corretos para o dígito ativo.

12. Introdução ao Princípio de FuncionamentoUm display de sete segmentos é um conjunto de sete barras LED (segmentos) dispostas num padrão de figura de oito. Ao iluminar seletivamente combinações específicas destes segmentos, todos os dígitos decimais (0-9) e algumas letras podem ser formados. Cada segmento é um LED individual. Num display deânodo comum_CC, todos os ânodos dos LEDs dos segmentos estão ligados entre si a um pino comum (V), e cada cátodo é controlado separadamente. Para acender um segmento, o seu pino de cátodo é levado a LOW (ligado ao terra através de uma resistência limitadora de corrente). Num display decátodo comum

, os cátodos são comuns (terra), e os ânodos são levados a HIGH para iluminar. O ELS-315SURWA/S530-A3 usa material semicondutor de AlGaInP (Fosfeto de Alumínio Gálio Índio), que emite luz no espectro do vermelho ao amarelo-alaranjado quando os eletrões se recombinam com as lacunas através da banda proibida do material, um processo chamado eletroluminescência.

13. Tendências e Desenvolvimentos Tecnológicos