Ficha Técnica do Display LED de Sete Segmentos ELS-322SURWA/S530-A3 - Vermelho - 7.62mm (0.3") - Montagem Through-Hole

1. Visão Geral do Produto

O ELS-322SURWA/S530-A3 é um display alfanumérico de sete segmentos e um único dígito, projetado para montagem através de furos (through-hole). Apresenta um tamanho industrial padrão com altura de dígito de 7.62mm (0.3 polegadas). O dispositivo é construído com chips LED vermelho brilhante de AlGaInP, alojados dentro de um encapsulamento de resina difusora branca que apresenta uma aparência superficial cinza. Esta combinação é projetada para oferecer alta confiabilidade e excelente legibilidade mesmo em condições de iluminação ambiente intensa, tornando-o adequado para uma variedade de aplicações de indicação e leitura.

1.1 Características e Vantagens Principais

• Dimensões Padrão (Footprint):Conforme às dimensões industriais comuns para fácil integração em projetos de painéis existentes e layouts de PCB.
• Baixo Consumo de Energia:Opera eficientemente com correntes de acionamento padrão, contribuindo para projetos de economia de energia.
• Categorização de Intensidade:Os dispositivos são classificados (binned) por intensidade luminosa, garantindo níveis de brilho consistentes entre lotes de produção e simplificando o projeto para uma aparência uniforme.
• Conformidade Ambiental:O produto é fabricado para ser livre de chumbo (Pb-free) e está em conformidade com a diretiva RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas).
• Alto Contraste:Os segmentos brancos contra um fundo cinza proporcionam uma exibição de alto contraste para visibilidade clara.

1.2 Aplicações Alvo

Este display é versátil e encontra uso em numerosos dispositivos eletrônicos que requerem leituras numéricas ou alfanuméricas limitadas. As principais áreas de aplicação incluem:

• Eletrodomésticos (ex.: fornos, micro-ondas, máquinas de lavar)
• Painéis de Instrumentação para equipamentos industriais
• Displays de Leitura Digital em dispositivos de teste e medição
• Eletrônicos de Consumo
• Acessórios para o Mercado Automotivo (Aftermarket)

2. Análise de Parâmetros Técnicos

2.1 Especificações Máximas Absolutas (Ratings)

Estas especificações definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente ao dispositivo. A operação sob ou nestes extremos não é garantida.

• Tensão Reversa (V_R):5 V - A tensão máxima que pode ser aplicada na direção reversa através do LED.
• Corrente Contínua Direta (I_F):25 mA - A corrente contínua DC máxima recomendada para operação confiável de longo prazo.
• Corrente de Pico Direta (I_FP):60 mA - A corrente direta pulsada máxima permitida, especificada com um ciclo de trabalho de 1/10 e uma frequência de 1 kHz. Isto é relevante para esquemas de acionamento multiplexado.
• Dissipação de Potência (P_d):60 mW - A potência máxima que o dispositivo pode dissipar.
• Temperatura de Operação (T_opr):-40°C a +85°C - A faixa de temperatura ambiente na qual o dispositivo é projetado para funcionar.
• Temperatura de Armazenamento (T_stg):-40°C a +100°C.
• Temperatura de Soldagem (T_sol):260°C por uma duração máxima de 5 segundos, o que é compatível com processos padrão de soldagem por onda ou refusão (reflow).

2.2 Características Eletro-Ópticas

Estes parâmetros são medidos a uma temperatura ambiente (T_a) de 25°C e definem o desempenho típico do dispositivo.

• Intensidade Luminosa (I_v):O valor típico é de 11.0 mcd por segmento a uma corrente direta (I_F) de 10 mA, com um mínimo de 5.6 mcd. O valor médio é medido em um único segmento. Aplica-se uma tolerância de ±10%.
• Comprimento de Onda de Pico (λ_p):Tipicamente 632 nm em I_F=20mA, definindo o comprimento de onda no qual a intensidade da luz emitida é mais alta.
• Comprimento de Onda Dominante (λ_d):Tipicamente 624 nm em I_F=20mA. Este é o comprimento de onda único percebido pelo olho humano que corresponde à cor da luz emitida.
• Largura de Banda Espectral (Δλ):Tipicamente 20 nm em I_F=20mA, indicando a faixa de comprimentos de onda emitidos em torno do pico.
• Tensão Direta (V_F):Tipicamente 2.0 V, com um máximo de 2.4 V em I_F=20mA. A tolerância é de ±0.1V. Este é um parâmetro crítico para projetar o circuito limitador de corrente.
• Corrente Reversa (I_R):Máximo de 100 µA quando uma tensão reversa (V_R) de 5V é aplicada.

3. Análise de Curvas de Desempenho

3.1 Distribuição Espectral

A curva de saída espectral (intensidade relativa vs. comprimento de onda) centra-se em torno do comprimento de onda de pico típico de 632 nm com uma largura de banda de aproximadamente 20 nm. Isto confirma a emissão de cor vermelha brilhante característica do material semicondutor AlGaInP utilizado nos chips LED.

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

A curva característica I-V mostra a relação exponencial típica dos diodos. Na corrente de operação recomendada de 10-20 mA, a tensão direta tipicamente fica entre 1.9V e 2.1V. Os projetistas devem usar esta curva para garantir que o circuito de acionamento forneça tensão adequada para atingir a corrente desejada, incorporando um resistor limitador de corrente em série como prática padrão para acionamento de LED.

3.3 Curva de Derating de Corrente Direta

Este gráfico ilustra a corrente direta contínua máxima permitida em função da temperatura ambiente. À medida que a temperatura aumenta, a corrente máxima permitida diminui linearmente para evitar superaquecimento e garantir confiabilidade de longo prazo. Por exemplo, na temperatura máxima de operação de 85°C, a corrente contínua permitida é significativamente menor do que a especificação de 25 mA a 25°C. Isto é crucial para projetos que operam em ambientes de temperatura elevada.

4. Informações Mecânicas e de Embalagem

4.1 Dimensões do Pacote

O display possui um padrão de montagem through-hole DIP (Dual In-line Package). As dimensões principais incluem a altura total, o tamanho do dígito e o espaçamento dos terminais (pins). O espaçamento dos terminais segue uma grade padrão de 0.1 polegada (2.54mm). O desenho especifica todos os comprimentos, larguras e diâmetros críticos com uma tolerância padrão de ±0.25mm, salvo indicação em contrário. Os engenheiros devem consultar este desenho para o posicionamento preciso dos furos na PCB e requisitos de folga.

4.2 Diagrama de Circuito Interno e Polaridade

O esquema interno mostra a configuração de ânodo comum dos sete segmentos e do ponto decimal (se presente). Todos os cátodos dos segmentos são separados, enquanto os ânodos de todos os segmentos são conectados internamente a um terminal comum. A identificação correta do terminal de ânodo comum e dos terminais de cátodo individuais é essencial para a conexão adequada do circuito. A ficha técnica fornece um diagrama de pinagem correlacionando os números físicos dos terminais com os rótulos dos segmentos (A, B, C, D, E, F, G, DP).

5. Diretrizes de Soldagem e Montagem

O dispositivo é classificado para uma temperatura máxima de soldagem de 260°C por até 5 segundos. Isto é compatível com processos padrão de soldagem por onda. Para soldagem manual, deve ser usado um ferro de soldar com controle de temperatura, e o tempo de contato por terminal deve ser minimizado para evitar danos térmicos ao invólucro de plástico e às ligações internas (wire bonds). O dispositivo deve ser armazenado em sua embalagem antiestática original em um ambiente seco antes do uso.

6. Informações de Embalagem e Pedido

6.1 Especificações de Embalagem

O fluxo de embalagem padrão é: 26 peças por tubo, 88 tubos por caixa e 4 caixas por cartão mestre. Isto totaliza 9.152 peças por cartão mestre.

6.2 Explicação do Rótulo

O rótulo do produto contém vários códigos: CPN (Número da Peça do Cliente), P/N (Número da Peça do Fabricante: ELS-322SURWA/S530-A3), QTY (Quantidade), CAT (Classificação ou categoria de Intensidade Luminosa) e LOT No. (Número de lote de produção rastreável). Compreender o código CAT é importante para selecionar displays com brilho correspondente.

7. Considerações de Projeto de Aplicação

7.1 Projeto do Circuito de Acionamento

Como um display de ânodo comum, ele é tipicamente acionado conectando o ânodo comum à tensão de alimentação positiva (V_CC) através de um resistor limitador de corrente. Cada cátodo de segmento é então conectado a um sumidouro de corrente (current sink), geralmente um pino de I/O de um microcontrolador ou um CI driver dedicado (como um registrador de deslocamento 74HC595 ou um driver de display MAX7219). O valor do resistor limitador de corrente é calculado usando a fórmula: R = (V_CC- V_F) / I_F, onde V_Fé a tensão direta do segmento (tipicamente 2.0V) e I_Fé a corrente direta desejada (ex.: 10-20 mA). Para uma alimentação de 5V e uma corrente alvo de 15mA: R = (5V - 2.0V) / 0.015A = 200 Ω. Um resistor padrão de 220 Ω seria uma escolha adequada.

7.2 Considerações sobre Multiplexação

Para displays com múltiplos dígitos, a multiplexação é usada para controlar muitos segmentos com menos pinos de I/O. Neste esquema, os dígitos são iluminados um de cada vez em rápida sucessão. A especificação de corrente de pico direta (60mA com ciclo de trabalho de 1/10) torna-se relevante aqui. Ao multiplexar, a corrente instantânea por segmento durante seu breve tempo de ativação pode ser maior do que a especificação DC contínua, desde que a corrente média ao longo do tempo permaneça dentro dos limites seguros. Isto permite uma intensidade percebida mais brilhante.

7.3 Precauções contra ESD (Descarga Eletrostática)

O display LED é sensível à descarga eletrostática. Procedimentos adequados de manuseio ESD devem ser seguidos durante a montagem e o manuseio para evitar danos latentes ou falhas imediatas. Medidas recomendadas incluem o uso de pulseiras aterradas, estações de trabalho seguras para ESD com tapetes condutivos e ionizadores em áreas com materiais isolantes. Todo o equipamento usado na montagem deve estar devidamente aterrado.

8. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado com tecnologias mais antigas ou displays menores, o ELS-322SURWA/S530-A3 oferece um equilíbrio entre tamanho, brilho e eficiência. O uso do material AlGaInP proporciona uma emissão vermelha de alta eficiência. A altura de dígito de 0.3 polegada é um tamanho comum que oferece um bom compromisso entre legibilidade e consumo de espaço na PCB. Seu design through-hole o torna robusto e adequado para aplicações onde vibração ou inserção manual são fatores, comparado com alternativas de montagem em superfície (SMD).

9. Perguntas Frequentes (FAQ)

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

O código CAT agrupa os displays com base em sua saída luminosa medida. Isto permite que os projetistas selecionem peças do mesmo grupo de intensidade para garantir brilho uniforme em todos os dígitos de um display multi-dígito, evitando variações perceptíveis no brilho dos segmentos.

9.2 Posso acionar este display diretamente a partir de um pino de microcontrolador de 3.3V?

Possivelmente, mas é necessário um cálculo cuidadoso. Com uma V_Ftípica de 2.0V, a margem de tensão (3.3V - 2.0V = 1.3V) é suficiente para acionar um segmento com limitação de corrente. Usando a fórmula R = 1.3V / I_F, para uma corrente de 10mA você precisaria de um resistor de 130 Ω. No entanto, certifique-se de que o pino do microcontrolador pode afundar a corrente necessária (ex.: 10-20mA por segmento). Para múltiplos segmentos em um único pino, é fortemente recomendado o uso de um CI driver.

9.3 Este display possui ponto decimal?

O número da peça ELS-322SURWA/S530-A3 e o diagrama de circuito interno devem ser consultados. O sufixo \"A3\" e a presença de um terminal \"DP\" (Ponto Decimal) no diagrama indicam que esta variante específica inclui um LED de ponto decimal.

10. Exemplo Prático de Projeto

Cenário:Projetar uma leitura simples de voltímetro de 3 dígitos usando um microcontrolador.

Implementação:Três displays ELS-322SURWA/S530-A3 seriam usados. Os terminais de ânodo comum de cada dígito seriam conectados a três pinos separados do microcontrolador configurados como saídas (para habilitar a multiplexação dos dígitos). Todos os terminais de cátodo dos segmentos (A-G, DP) dos três dígitos seriam conectados juntos e então conectados a oito pinos do microcontrolador (ou a um registrador de deslocamento) configurados como sumidouros de corrente. O software ligaria sequencialmente o ânodo de um dígito por vez, enquanto define o padrão para seus segmentos através das linhas de cátodo. A persistência da visão cria a ilusão de um número estável de 3 dígitos. Os resistores limitadores de corrente podem ser colocados nas linhas de ânodo comum (um por dígito) ou em cada linha de cátodo individual (oito resistores). Colocá-los nos cátodos é frequentemente preferido para um compartilhamento de corrente mais uniforme.