Ficha Técnica do Display LED de Sete Segmentos LTS-6960HR 0,56 Polegadas Laranja-Vermelho - Altura do Dígito 14,22mm - Tensão Direta 2,6V - Potência 75mW - Documentação Técnica em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTS-6960HR é um módulo de display LED alfanumérico de sete segmentos e um único dígito. Foi concebido para fornecer uma representação numérica e alfanumérica limitada, clara e de alto contraste, para uma vasta gama de equipamentos eletrónicos. O dispositivo apresenta uma altura de dígito de 0,56 polegadas (14,22 mm), tornando-o adequado para aplicações que requerem caracteres de tamanho médio e de fácil leitura.

1.1 Vantagens Principais e Mercado-Alvo

Este display oferece várias vantagens-chave que o tornam adequado para eletrónica de consumo e industrial. As suas características principais incluem baixo requisito de potência, excelente aparência dos caracteres com segmentos uniformes e contínuos, alto brilho, alto contraste e um amplo ângulo de visão. A construção de estado sólido garante alta fiabilidade. É categorizado quanto à intensidade luminosa, permitindo a correspondência de brilho em aplicações com múltiplos dígitos, e é fornecido num pacote sem chumbo em conformidade com as diretivas RoHS. O mercado-alvo inclui equipamentos de escritório, dispositivos de comunicação, eletrodomésticos, painéis de instrumentação e outras aplicações que requerem um display numérico de tamanho médio e fiável.

1.2 Descrição do Dispositivo e Características

O LTS-6960HR utiliza chips LED laranja-vermelho. Estes chips são fabricados usando tecnologia GaAsP num substrato transparente de GaP ou AlInGaP num substrato não transparente de GaAs. O display tem uma face vermelha e segmentos vermelhos, proporcionando uma aparência clássica de indicador. Está configurado como um dispositivo de ânodo comum, uma configuração típica para simplificar o circuito de acionamento em aplicações multiplexadas. Inclui um ponto decimal no lado direito. As características principais são a altura do dígito de 0,56 polegadas, iluminação uniforme dos segmentos, baixo consumo de energia, excelentes características visuais, alto brilho e contraste, amplo ângulo de visão, alta fiabilidade, categorização de intensidade luminosa e conformidade RoHS.

2. Interpretação Profunda dos Parâmetros Técnicos

2.1 Classificações Absolutas Máximas

O dispositivo não deve ser operado além destes limites para evitar danos permanentes. A dissipação máxima de potência por segmento é de 75 mW. A corrente direta de pico por segmento é de 60 mA, mas isto só é permitido em condições pulsadas (ciclo de trabalho de 1/10, largura de pulso de 0,1ms). A corrente direta contínua por segmento é classificada em 25 mA a 25°C, com um fator de derating de 0,33 mA/°C acima desta temperatura. O dispositivo pode operar e ser armazenado numa gama de temperaturas de -35°C a +85°C. A temperatura de soldadura é especificada como 260°C durante 3 segundos a uma distância de 1/16 de polegada (aproximadamente 1,59 mm) abaixo do plano de assentamento.

2.2 Características Elétricas e Óticas

Estes parâmetros são especificados a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C. A intensidade luminosa média (Iv) por segmento varia de um mínimo de 870 µcd a um valor típico de 2400 µcd a uma corrente direta (IF) de 10 mA. O comprimento de onda de emissão de pico (λp) é tipicamente 630 nm a IF=20mA. A meia largura da linha espectral (Δλ) é de 40 nm. O comprimento de onda dominante (λd) é de 621 nm. A tensão direta por segmento (VF) varia de 2,0V (mín.) a 2,6V (máx.) a IF=20mA. A corrente reversa por segmento (IR) é no máximo 100 µA a uma tensão reversa (VR) de 5V. É de extrema importância notar que esta condição de tensão reversa é apenas para fins de teste; a operação contínua sob polarização reversa não é permitida. A relação de correspondência de intensidade luminosa entre segmentos é no máximo 2:1.

3. Explicação do Sistema de Binning

A ficha técnica indica que o dispositivo é "Categorizado para Intensidade Luminosa". Isto implica um sistema de binning baseado na saída de luz medida a uma corrente de teste padrão (tipicamente 10mA conforme a tabela de características). O binning garante consistência no brilho entre múltiplos displays usados no mesmo produto, prevenindo iluminação irregular. Embora detalhes específicos dos códigos de bin não sejam fornecidos neste excerto, aconselha-se aos projetistas que especifiquem ou solicitem dispositivos do mesmo bin de intensidade luminosa ao montar múltiplos displays numa aplicação, para evitar problemas de irregularidade de tonalidade e brilho.

4. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica referencia "Curvas Típicas de Características Elétricas/Óticas", que são essenciais para um projeto detalhado. Embora os gráficos específicos não sejam fornecidos no excerto de texto, tais curvas tipicamente incluem: Corrente Direta vs. Tensão Direta (Curva IV), que mostra a relação não linear e ajuda na seleção de resistências limitadoras de corrente; Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta, mostrando como a saída de luz aumenta com a corrente; Intensidade Luminosa vs. Temperatura Ambiente, indicando a redução da saída de luz com o aumento da temperatura; e possivelmente a curva de Distribuição Espectral, mostrando a concentração da luz emitida em torno dos comprimentos de onda de pico e dominante. Estas curvas permitem aos engenheiros otimizar as condições de acionamento e compreender o desempenho em temperaturas não padrão.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões da Embalagem

O display é fornecido numa embalagem padrão de furos passantes. Todas as dimensões são fornecidas em milímetros. As tolerâncias dimensionais são de ±0,25 mm (0,01 polegada), salvo indicação em contrário no desenho mecânico (não totalmente detalhado no texto). A embalagem inclui dez pinos para conexão elétrica.

5.2 Conexão dos Pinos e Identificação de Polaridade

O diagrama de circuito interno mostra uma configuração de ânodo comum para todos os segmentos. A pinagem é a seguinte: Pino 1: Cátodo E; Pino 2: Cátodo D; Pino 3: Ânodo Comum; Pino 4: Cátodo C; Pino 5: Cátodo D.P. (Ponto Decimal); Pino 6: Cátodo B; Pino 7: Cátodo A; Pino 8: Ânodo Comum; Pino 9: Cátodo F; Pino 10: Cátodo G. A presença de dois pinos de ânodo comum (3 e 8) é típica para distribuir a corrente e melhorar a fiabilidade. O ponto decimal está localizado no lado direito do dígito.

6. Diretrizes de Soldadura e Montagem

A classificação absoluta máxima especifica uma temperatura de soldadura de 260°C durante 3 segundos quando medida 1/16 de polegada abaixo do plano de assentamento. Este é um parâmetro crítico para processos de soldadura por onda ou manual, para prevenir danos térmicos aos chips LED ou à embalagem plástica. A ficha técnica alerta fortemente contra o uso de ferramentas inadequadas ou métodos de montagem que apliquem força anormal ao corpo do display, pois isto pode causar danos mecânicos.

7. Condições de Armazenamento

Para armazenamento a longo prazo de dispositivos não utilizados, são recomendadas condições específicas para prevenir a oxidação dos pinos. Para displays LED padrão na embalagem original, o ambiente de armazenamento recomendado é uma temperatura entre 5°C e 30°C com humidade relativa abaixo de 60% RH. Para displays do tipo SMD (embora o LTS-6960HR seja de furo passante, a diretriz é incluída), uma vez aberta a bolsa selada original de barreira de humidade, os dispositivos devem ser usados dentro de 168 horas (Nível MSL 3) nas mesmas condições de temperatura e humidade. Se armazenados por mais de 168 horas após a abertura, recomenda-se a secagem a 60°C durante 24 horas antes da soldadura. É geralmente aconselhado consumir os displays o mais rapidamente possível e evitar grandes inventários de longo prazo.

8. Sugestões de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

Este display destina-se a equipamentos eletrónicos comuns, incluindo dispositivos de automação de escritório, equipamentos de comunicação, eletrodomésticos e instrumentação. É adequado para aplicações como relógios digitais, medidores de painel, placares, painéis de controlo de eletrodomésticos e leituras de controlo industrial onde seja necessário um único dígito numérico.

8.2 Considerações e Precauções de Projeto

Projeto do Circuito de Acionamento:Recomenda-se o acionamento por corrente constante em vez de tensão constante para garantir intensidade luminosa e longevidade consistentes. O circuito deve ser projetado para acomodar toda a gama de tensão direta (VF: 2,0V a 2,6V) para garantir que a corrente de acionamento pretendida seja sempre fornecida. A corrente de operação segura deve ser selecionada considerando a temperatura ambiente máxima da aplicação, tendo em conta o derating de corrente de 0,33 mA/°C acima de 25°C.
Proteção:O circuito de acionamento deve incorporar proteção contra tensões reversas e picos de tensão transitórios durante a ligação ou desligamento da alimentação, pois a polarização reversa pode causar migração de metal e falha. Mudanças rápidas na temperatura ambiente, especialmente em ambientes húmidos, devem ser evitadas para prevenir condensação no display.
Interface Ótica:Se for usado um filtro ou sobreposição, este não deve estar em contacto direto e apertado com a superfície do display, pois os adesivos sensíveis à pressão em filmes podem deslocar-se.
Nota de Fiabilidade:O dispositivo não é recomendado para aplicações críticas de segurança (aviação, suporte de vida médico, etc.) sem consulta prévia, pois a sua falha pode colocar em risco a vida ou a saúde.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado com displays de dígitos mais pequenos (ex.: 0,3 polegadas), o LTS-6960HR oferece visibilidade superior à distância ou em condições de boa iluminação devido à sua altura de 0,56 polegadas. Comparado com LEDs discretos simples, fornece um carácter formado num único pacote, simplificando o layout da PCB e a montagem. A sua configuração de ânodo comum é vantajosa ao interligar com portas de microcontrolador configuradas como sumidouros de corrente. O uso da tecnologia AlInGaP/GaAsP proporciona uma cor laranja-vermelho clássica com boa eficiência. A categorização explícita para intensidade luminosa é um diferenciador chave para aplicações que requerem aparência uniforme em múltiplas unidades.

10. Perguntas Frequentes Baseadas em Parâmetros Técnicos

P: Qual é a finalidade dos dois pinos de ânodo comum (3 e 8)?
R: Eles estão internamente conectados. Usar ambos os pinos ajuda a distribuir a corrente total do ânodo, reduz a densidade de corrente nas trilhas da PCB e nos terminais do pacote, e pode melhorar a fiabilidade. Num projeto, devem ser conectados juntos na PCB.
P: Posso acionar este display com uma fonte de 5V e uma resistência?
R: Sim, mas deve calcular a resistência limitadora de corrente com base no pior caso da tensão direta. Usando o VF máximo (2,6V) a uma IF desejada (ex.: 10mA), o valor da resistência R = (5V - 2,6V) / 0,01A = 240 Ohms. Verifique sempre se a corrente real não excede a classificação contínua máxima.
P: O que significa "Ciclo de Trabalho 1/10, Largura de Pulso 0,1ms" para a corrente de pico?
R: Pode pulsar brevemente o segmento com até 60mA, mas o pulso não deve ser mais largo que 0,1 milissegundos, e a corrente média ao longo do tempo não deve exceder a classificação contínua. Por exemplo, um pulso de 0,1ms a cada 1ms (10% de ciclo de trabalho) dá uma média de 6mA se o pico for 60mA.
P: Por que é mencionado o teste de tensão reversa se não é permitido na operação?
R: O teste de corrente reversa (IR) a 5V é um teste de qualidade e fuga realizado durante a fabricação. Verifica a integridade da junção LED. Aplicar polarização reversa continuamente numa aplicação pode degradar o dispositivo.

11. Caso Prático de Projeto e Utilização

Caso: Projetar uma Leitura de Voltímetro de Um Dígito.O ADC de um microcontrolador lê uma tensão e precisa de a exibir num dígito (0-9). Os pinos de porta do microcontrolador podem afundar 20mA. O projeto usa um display de ânodo comum, portanto os pinos do microcontrolador conectam-se aos cátodos dos segmentos (através de pequenas resistências em série para proteção extra). Os pinos de ânodo comum são conectados juntos e acionados por um transistor PNP (ou um FET PMOS) comutado por outro pino do microcontrolador. O firmware multiplexa o dígito ligando o transistor e afundando corrente através dos pinos de cátodo apropriados para iluminar os segmentos desejados para o número. A corrente para cada segmento é definida pela capacidade de afundamento do microcontrolador e pela resistência, garantindo que permaneça abaixo de 25mA. O ponto decimal pode ser usado para indicação de alcance.

12. Introdução ao Princípio

Um display de sete segmentos é um conjunto de sete barras LED (segmentos a a g) dispostas num padrão de figura de oito. Ao iluminar combinações específicas destes segmentos, todos os dígitos decimais (0-9) e algumas letras podem ser formados. Numa configuração de ânodo comum, todos os ânodos dos LEDs são conectados juntos a uma fonte de tensão positiva comum. Cada segmento é ligado aplicando uma tensão baixa (terra ou lógica baixa) ao seu respetivo pino de cátodo, permitindo que a corrente flua através desse LED específico. Esta configuração é frequentemente preferida quando a lógica de acionamento (como um microcontrolador) é melhor a afundar corrente (puxar para terra) do que a fornecê-la.

13. Tendências de Desenvolvimento

Embora os displays tradicionais de sete segmentos de furo passante, como o LTS-6960HR, permaneçam vitais para muitas aplicações, as tendências estão a mover-se para embalagens de dispositivo de montagem em superfície (SMD) para montagem automatizada, módulos de múltiplos dígitos de maior densidade com drivers integrados (interface I2C ou SPI) e displays com gamas de cores mais amplas ou capacidades RGB. Há também uma tendência para materiais de maior eficiência, como AlInGaP melhorado, para alcançar maior brilho a correntes mais baixas. No entanto, a simplicidade fundamental, a fiabilidade e a relação custo-eficácia dos displays discretos de sete segmentos garantem o seu uso contínuo numa vasta gama de produtos de consumo e industriais onde é necessária uma saída numérica básica.