Folha de Dados Técnicos do Display LED LTS-2301AJD - Dígito 0,28 Polegadas - Vermelho Hiper - Tensão Direta 2,6V - Potência 70mW

1. Visão Geral do Produto

O LTS-2301AJD é um display compacto e de alto desempenho, de sete segmentos e dígito único, projetado para aplicações que requerem leituras numéricas claras. A sua função principal é fornecer um indicador numérico altamente visível e confiável. A vantagem central deste dispositivo reside no uso de chips LED vermelho hiper de AlInGaP (Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio), que oferecem brilho e eficiência superiores em comparação com materiais tradicionais. O dispositivo apresenta uma face cinza com segmentos brancos, melhorando o contraste e a legibilidade. É categorizado por intensidade luminosa, garantindo consistência no brilho entre lotes de produção. O mercado-alvo inclui painéis de controle industrial, equipamentos de teste e medição, eletrodomésticos e qualquer dispositivo eletrónico onde seja necessário um display numérico pequeno, brilhante e confiável.

2. Análise Aprofundada de Parâmetros Técnicos

2.1 Características Ópticas

O desempenho óptico é central para a funcionalidade deste display. O parâmetro chave é aIntensidade Luminosa Média (Iv), que varia de um mínimo de 200 µcd a um valor típico de 600 µcd a uma corrente direta (IF) de 1mA. Este alto brilho garante visibilidade em várias condições de iluminação ambiente. A luz emitida é caracterizada por umComprimento de Onda de Emissão de Pico (λp)de 650 nm e umComprimento de Onda Dominante (λd)de 639 nm, colocando-o firmemente na região do vermelho hiper do espectro. ALargura a Meia Altura da Linha Espectral (Δλ)é de 20 nm, indicando uma emissão de cor relativamente pura. UmaTaxa de Correspondência de Intensidade Luminosade 2:1 (máx.) garante que a diferença de brilho entre os segmentos seja mínima, proporcionando uma aparência uniforme.

2.2 Parâmetros Elétricos

As especificações elétricas definem os limites e condições de operação para o display. AsEspecificações Absolutas Máximassão críticas para a confiabilidade do projeto: a dissipação de potência contínua máxima por segmento é de 70 mW. ACorrente Direta Contínua por Segmentoé classificada em 25 mA a 25°C, com um fator de derating de 0,33 mA/°C acima desta temperatura. UmaCorrente Direta de Picomaior, de 90 mA, é permitida em condições pulsadas (ciclo de trabalho 1/10, largura de pulso de 0,1ms). ATensão Direta (VF)por segmento é tipicamente de 2,6V a IF=20mA, com um máximo de 2,6V. ATensão Reversa Máxima (VR)é de 5V, e aCorrente Reversa (IR)é de 100 µA máx. a VR=5V.

2.3 Características Térmicas

A gestão térmica é implícita através das especificações de derating. O dispositivo possui umaFaixa de Temperatura de Operaçãode -35°C a +85°C e uma idênticaFaixa de Temperatura de Armazenamento. O derating da corrente direta a partir de 25°C (0,33 mA/°C) é um indicador direto do seu desempenho térmico; à medida que a temperatura ambiente aumenta, a corrente contínua máxima permitida diminui linearmente para evitar sobreaquecimento e garantir confiabilidade a longo prazo. A classificação de temperatura de solda (260°C máx. por 3 segundos a 1,6mm abaixo do plano de assentamento) é crucial para os processos de montagem.

3. Explicação do Sistema de Binning

A folha de dados indica que o dispositivo écategorizado por intensidade luminosa. Isto significa que os LEDs são classificados ("binned") com base na sua saída de luz medida numa corrente de teste padrão (tipicamente 1mA ou 20mA). Este processo de binning garante que os projetistas recebam componentes com níveis de brilho consistentes, o que é vital para aplicações onde múltiplos displays são usados lado a lado para evitar diferenças perceptíveis na luminância dos segmentos. Embora os códigos de bin específicos não sejam detalhados neste documento, a prática garante que o parâmetro Iv para um determinado pedido estará dentro de uma faixa predefinida, mais estreita do que a especificação completa de MÍN a MÁX.

4. Análise das Curvas de Desempenho

A folha de dados faz referência aCurvas Típicas de Características Elétricas/Ópticas. Embora os gráficos específicos não sejam fornecidos no texto, as curvas padrão para tais dispositivos normalmente incluem:

• Intensidade Luminosa Relativa vs. Corrente Direta (Curva I-V):Este gráfico mostra como a saída de luz aumenta com a corrente, geralmente de forma sub-linear, destacando a eficiência em diferentes pontos de operação.
• Tensão Direta vs. Corrente Direta:Demonstra as características de ligação do díodo e auxilia no projeto do circuito limitador de corrente.
• Intensidade Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Mostra a diminuição da saída de luz à medida que a temperatura da junção aumenta, o que é crítico para aplicações de alta temperatura ou alta corrente.
• Distribuição Espectral:Um gráfico da intensidade relativa versus comprimento de onda, confirmando os comprimentos de onda de pico e dominante e a forma do espectro de emissão.

Estas curvas são essenciais para otimizar as condições de acionamento, a fim de alcançar o brilho desejado, mantendo a eficiência e a longevidade.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

O dispositivo possui uma embalagem padrão de display LED. Aaltura do dígitoé de 0,28 polegadas (7,0 mm). ODesenho das Dimensões da Embalagemfornece os contornos mecânicos detalhados, embora os valores exatos em milímetros não estejam listados no texto. As tolerâncias são tipicamente ±0,25 mm. ATabela de Conexão dos Pinosé crucial para o correto layout da PCB. É um dispositivo de 10 pinos, de cátodo comum. A pinagem é: 1(E), 2(D), 3(Cátodo Comum), 4(C), 5(DP), 6(B), 7(A), 8(Cátodo Comum), 9(G), 10(F). Os dois pinos de cátodo comum (3 e 8) estão conectados internamente, proporcionando flexibilidade de projeto. ODiagrama do Circuito Internoconfirma a arquitetura de cátodo comum, onde todos os ânodos dos segmentos são independentes e os cátodos de todos os LEDs estão ligados em conjunto.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

A especificação de montagem chave é atemperatura de soldagem: um máximo de 260°C por um máximo de 3 segundos, medido a 1,6mm abaixo do plano de assentamento. Este parâmetro é crítico para processos de soldagem por onda ou reflow, para evitar danos térmicos aos chips LED ou à embalagem de plástico. Os projetistas devem garantir que o seu perfil de montagem permaneça dentro destes limites. Para armazenamento, a faixa especificada é de -35°C a +85°C. É aconselhável armazenar os componentes num ambiente seco e antiestático para evitar absorção de humidade e danos por descarga eletrostática antes do uso.

7. Informações de Embalagem e Pedido

O código de pedido principal éLTS-2301AJD. O prefixo "LTS" provavelmente denota a família do produto (display LED), "2301" pode indicar o tamanho de 0,28 polegadas e o tipo vermelho hiper, e "AJD" pode ser uma versão específica ou código de bin. A folha de dados não especifica detalhes de embalagem a granel, como tamanho da bobina, quantidade por tubo ou configuração da bandeja. Para produção em volume, é necessário contactar o fornecedor para opções de embalagem específicas (fita e bobina, tubos antiestáticos). A etiqueta na embalagem deve indicar claramente o número da peça LTS-2301AJD.

8. Recomendações de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

Este display é ideal para:

• Multímetros Digitais e Equipamentos de Teste:Onde é necessário um único dígito brilhante para uma função específica ou indicador de alcance.
• Painéis de Controle Industrial:Para exibir pontos de ajuste, códigos de erro ou números de estado em máquinas.
• Eletrodomésticos:Como fornos micro-ondas, máquinas de café ou equipamentos de áudio para mostrar hora, temperatura ou números de faixa.
• Dispositivos Médicos:Para leituras numéricas simples em monitores ou ferramentas portáteis.
• Kits Educativos:Para demonstrar eletrónica digital e decodificação de sete segmentos.

8.2 Considerações de Projeto

• Limitação de Corrente:Utilize sempre resistências limitadoras de corrente em série para cada ânodo de segmento. Calcule o valor da resistência com base na tensão de alimentação (Vcc), na tensão direta típica (Vf ~2,6V) e na corrente direta desejada (por exemplo, 10-20 mA para um bom brilho). Fórmula: R = (Vcc - Vf) / If.
• Multiplexagem:Para acionar múltiplos dígitos, este display de cátodo comum é bem adequado para multiplexagem. Um microcontrolador pode ativar sequencialmente o cátodo de um dígito de cada vez, enquanto aciona os ânodos dos segmentos para esse dígito. Isto economiza pinos de I/O e reduz o consumo de energia.
• Ângulo de Visão:O amplo ângulo de visão garante legibilidade a partir de várias posições, mas considere a orientação de montagem em relação ao utilizador.
• Proteção contra ESD:Embora não seja explicitamente declarado, devem ser observadas as precauções padrão contra ESD durante a manipulação e montagem.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

O LTS-2301AJD diferencia-se principalmente através do seumaterial semicondutor AlInGaP. Em comparação com LEDs mais antigos de GaAsP ou GaP, o AlInGaP oferece uma eficiência luminosa significativamente maior, resultando em maior brilho para a mesma corrente de acionamento. A cor vermelho hiper (639-650 nm) é frequentemente percebida como mais brilhante pelo olho humano do que o vermelho padrão e é altamente eficaz para indicadores de alerta. A altura do dígito de 0,28 polegadas é um tamanho comum, oferecendo um bom equilíbrio entre visibilidade e espaço na placa. A sua configuração de cátodo comum é padrão e compatível com a maioria dos circuitos de CI acionador e microcontrolador. A categorização por intensidade luminosa é um diferencial de qualidade chave, garantindo consistência visual.

10. Perguntas Frequentes (FAQ)

P: Qual é a diferença entre comprimento de onda de pico e comprimento de onda dominante?

R: O comprimento de onda de pico (λp) é o comprimento de onda no qual o espectro de emissão tem a sua intensidade máxima. O comprimento de onda dominante (λd) é o comprimento de onda único da luz monocromática que corresponde à cor percebida da luz emitida. Para LEDs, eles são frequentemente próximos, mas não idênticos; λd é mais relevante para a especificação da cor.

P: Posso acionar este display sem resistências limitadoras de corrente?

R: Não. Os LEDs são dispositivos acionados por corrente. Conectá-los diretamente a uma fonte de tensão fará com que uma corrente excessiva flua, potencialmente destruindo o segmento instantaneamente. Uma resistência em série é obrigatória para uma operação segura.

P: Os dois pinos de cátodo comum estão conectados internamente. Preciso conectar ambos ao circuito?

R: Não, só precisa conectar um deles ao terra (ou ao seu sumidouro de corrente) para o display funcionar. No entanto, conectar ambos pode fornecer uma conexão elétrica mais robusta e uma melhor distribuição de corrente, o que é uma boa prática.

P: Como consigo diferentes níveis de brilho?

R: O brilho é controlado principalmente pela corrente direta (If). Pode ajustar o valor da resistência limitadora de corrente. Alternativamente, para controlo dinâmico, pode usar Modulação por Largura de Pulso (PWM) nos acionadores de cátodo ou ânodo. Alterar o ciclo de trabalho do sinal PWM altera efetivamente a corrente média e, portanto, o brilho percebido.

P: O que significa "categorizado por intensidade luminosa" para o meu projeto?

R: Significa que os LEDs foram testados e classificados pela sua saída de luz. Quando encomendar este número de peça, pode esperar que todas as unidades tenham um nível de brilho semelhante, reduzindo a necessidade de calibração individual ou o risco de displays desiguais no seu produto.

11. Exemplos Práticos de Projeto e Uso

Exemplo 1: Display de Dígito Único Baseado em Microcontrolador.Um projeto simples usa um microcontrolador (por exemplo, um Arduino) com 8 pinos de I/O. Sete pinos são configurados como saídas conectadas aos ânodos dos segmentos (A-G) através de resistências de 220Ω (para uma alimentação de 5V: (5V-2,6V)/0,011A ≈ 220Ω). Um pino é configurado como saída conectado ao cátodo comum, definido como LOW para ligar o dígito. O ponto decimal (DP) pode ser controlado por um oitavo pino, se necessário. O microcontrolador pode exibir números de 0 a 9 definindo os pinos de segmento apropriados como HIGH.

Exemplo 2: Display de Relógio Multiplexado de Quatro Dígitos.Quatro dígitos LTS-2301AJD podem ser usados para exibir horas e minutos (por exemplo, 12:45). Isto requer 7 linhas de segmento (A-G) mais a linha do ponto decimal, e 4 linhas de controlo de dígito (cada uma conectada ao cátodo comum de um display). Um microcontrolador usa uma interrupção de temporizador para atualizar o display a uma alta frequência (por exemplo, 100Hz). Em cada ciclo de interrupção, desliga todos os cátodos dos dígitos, define o padrão de segmento para o próximo dígito e depois liga o cátodo desse dígito. Isto acontece tão rápido que o olho humano percebe todos os dígitos como continuamente acesos.

12. Introdução ao Princípio Técnico

O LTS-2301AJD é baseado natecnologia de díodo emissor de luz (LED). Um LED é um díodo semicondutor de junção p-n. Quando uma tensão direta é aplicada, os eletrões da região tipo-n e as lacunas da região tipo-p são injetados na região da junção. Quando estes portadores de carga se recombinam, libertam energia na forma de fotões (luz). O material específico utilizado, AlInGaP, determina a energia da banda proibida do semicondutor, que por sua vez dita o comprimento de onda (cor) da luz emitida — neste caso, vermelho hiper. O arranjo de sete segmentos é um padrão padronizado de sete LEDs retangulares (segmentos) que podem ser iluminados individualmente para formar os algarismos de 0 a 9 e algumas letras. Uma configuração de cátodo comum significa que os terminais negativos (cátodos) de todos os segmentos LED estão conectados internamente a um ou mais pinos, simplificando o projeto do circuito onde o microcontrolador drena corrente para o terra.

13. Tendências e Desenvolvimentos Tecnológicos

Embora displays discretos de sete segmentos como o LTS-2301AJD permaneçam relevantes para aplicações específicas, tendências mais amplas na tecnologia de display são dignas de nota. Existe uma mudança geral em direção amódulos de display integrados(LCD, OLED, TFT) que oferecem capacidades alfanuméricas e gráficas em fatores de forma semelhantes ou menores. No entanto, os displays de segmento LED mantêm vantagens em ambientes extremos (ampla faixa de temperatura, alto brilho) e para leituras numéricas simples e de baixo custo. A tecnologia LED subjacente continua a avançar, com materiais como InGaN (para azul/verde/branco) e AlInGaP melhorado oferecendo eficiências cada vez maiores e vidas úteis mais longas. Além disso, a tendência para miniaturização e menor consumo de energia em toda a eletrónica apoia o uso contínuo de indicadores e displays LED de visualização direta e eficientes onde os seus benefícios específicos são necessários.