Ficha Técnica do Display LED ELD-512SURWB/S530-A3 - Altura do Dígito 14.22mm - Tensão Direta 2.4V - Corrente Direta 25mA - Cor Vermelha Brilhante

1. Visão Geral do Produto

O ELD-512SURWB/S530-A3 é um display alfanumérico de sete segmentos de alta confiabilidade, projetado para montagem furo-passante. Possui um tamanho padrão industrial com altura de dígito de 14,22 mm (0,56 polegadas), sendo adequado para aplicações que requerem leitura numérica clara. O display utiliza segmentos brancos sobre uma superfície de fundo preta, proporcionando excelente contraste e legibilidade mesmo em condições de iluminação ambiente intensa. Sua construção e materiais estão em conformidade com os padrões ambientais sem chumbo e RoHS.

1.1 Vantagens Principais e Mercado-Alvo

As principais vantagens deste display incluem seu baixo consumo de energia, formato padronizado para fácil integração em projetos existentes e categorização da intensidade luminosa para desempenho consistente entre lotes de produção. É construído para confiabilidade em ambientes exigentes. As aplicações-alvo são principalmente em eletrônicos de consumo e industriais, incluindo eletrodomésticos (ex.: fornos, micro-ondas), vários painéis de instrumentos para sistemas de medição e controle, e displays digitais de leitura de propósito geral onde números claros e legíveis são necessários.

2. Análise Detalhada dos Parâmetros Técnicos

Esta seção fornece uma análise objetiva e detalhada das características elétricas, ópticas e térmicas do dispositivo, conforme definido nas tabelas de especificações máximas absolutas e características eletro-ópticas.

2.1 Especificações Máximas Absolutas

O dispositivo é classificado para uma corrente direta contínua máxima (I_F) de 25 mA. Para operação pulsada com ciclo de trabalho de 1/10 a 1 kHz, a corrente direta de pico (I_FP) pode atingir 60 mA. A tensão reversa máxima (V_R) é limitada a 5 V; exceder este valor pode danificar as junções do LED. A dissipação total de potência (P_d) não deve exceder 60 mW. A faixa de temperatura operacional é especificada de -40°C a +85°C, com uma faixa de armazenamento mais ampla de -40°C a +100°C. O dispositivo pode suportar uma temperatura de soldagem de 260°C por uma duração máxima de 5 segundos, compatível com processos padrão de refusão sem chumbo e soldagem manual.

2.2 Características Eletro-Ópticas

Sob condições padrão de teste (Ta=25°C, I_F=10mA), a intensidade luminosa típica (I_v) para um único segmento é de 17,6 mcd, com um valor mínimo especificado de 7,8 mcd. A tensão direta (V_F) a 20mA é tipicamente 2,0V, com um máximo de 2,4V. A cor emitida é vermelho brilhante, obtida usando um material de chip AlGaInP (Fosfeto de Alumínio Gálio Índio). O comprimento de onda de pico (λ_p) é tipicamente 632 nm, e o comprimento de onda dominante (λ_d) é tipicamente 624 nm, com uma largura de banda espectral (Δλ) de aproximadamente 20 nm, definindo a pureza e o tom da cor vermelha. A corrente reversa (I_R) é muito baixa, com um máximo de 100 µA a 5V de polarização reversa.

2.3 Características Térmicas

O desempenho do dispositivo depende da temperatura. A corrente direta deve ser reduzida conforme a temperatura ambiente aumenta acima de 25°C para evitar exceder a temperatura máxima de junção e garantir confiabilidade de longo prazo. A curva de redução de corrente direta fornecida define visualmente a corrente contínua máxima permitida em qualquer temperatura operacional dentro da faixa especificada.

3. Explicação do Sistema de Categorização

A ficha técnica indica que os dispositivos são categorizados ("binned") por intensidade luminosa. Isso significa que, durante a fabricação, os LEDs são testados e classificados em grupos com base em sua saída de luz medida em uma corrente padrão (ex.: 10mA). Isso garante consistência no brilho para os usuários finais, especialmente importante quando múltiplos displays são usados em um único produto. A tolerância para intensidade luminosa é especificada como ±10%. Da mesma forma, a tensão direta tem uma tolerância de ±0,1V em torno do valor típico, o que auxilia no projeto de circuitos de acionamento estáveis.

4. Análise das Curvas de Desempenho

4.1 Distribuição Espectral

A curva de distribuição espectral mostra a intensidade relativa da luz emitida em diferentes comprimentos de onda. Para este LED vermelho baseado em AlGaInP, a curva estará centrada na faixa de 624-632 nm com a largura de banda especificada de 20 nm. Esta curva é importante para aplicações onde pureza de cor ou correspondência de comprimento de onda específica é crítica.

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

Esta curva fundamental ilustra a relação entre a tensão aplicada ao LED e a corrente resultante. Ela é não linear. O V_F típico de 2,0V a 20mA é um ponto de operação chave desta curva. Compreender esta relação é essencial para projetar circuitos de limitação de corrente apropriados, pois os LEDs são dispositivos acionados por corrente.

4.3 Curva de Redução de Corrente Direta

Este gráfico crucial traça a corrente direta contínua máxima permitida em função da temperatura ambiente. À medida que a temperatura sobe, a corrente segura máxima diminui linearmente. Seguir esta curva de redução é vital para prevenir fuga térmica e garantir que o dispositivo opere dentro de sua área de operação segura (SOA), maximizando assim sua vida útil operacional.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

O dispositivo é um componente furo-passante com um pacote padrão de altura de dígito de 14,22mm. O desenho detalhado das dimensões do pacote fornece todas as medidas mecânicas críticas, incluindo altura total, largura, dimensões dos segmentos do dígito e espaçamento e diâmetro dos terminais (pinos). Tolerâncias para dimensões não especificadas são de ±0,25mm. O diagrama de circuito interno mostra a configuração de ânodo comum dos sete segmentos e do ponto decimal, o que é essencial para projetar corretamente o circuito de multiplexação ou acionamento direto. A pinagem identifica qual pino corresponde a cada segmento (a-g) e ao ânodo comum.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

A especificação máxima absoluta para temperatura de soldagem é de 260°C por uma duração não superior a 5 segundos. Este parâmetro deve ser estritamente observado durante processos de soldagem por onda ou soldagem manual para evitar danos aos chips LED internos e ao pacote de resina epóxi. Precauções padrão contra ESD (Descarga Eletrostática) devem ser seguidas durante a manipulação e montagem, pois os chips LED são sensíveis à eletricidade estática. Isso inclui o uso de pulseiras aterradas, estações de trabalho anti-ESD e tapetes condutivos. Os LEDs devem sempre operar sob condições de polarização direta.

7. Embalagem e Informações de Pedido

O processo de embalagem padrão é: 20 peças por tubo, 63 tubos por caixa e 4 caixas por cartão mestre. O rótulo na embalagem contém vários campos-chave para rastreabilidade e identificação: CPN (Número do Produto do Cliente), P/N (Número do Produto), QTY (Quantidade da Embalagem), CAT (Classificação/Categoria da Intensidade Luminosa) e LOT No. (Número do Lote). Compreender esta rotulagem é importante para o controle de estoque e para garantir que a versão correta do componente seja usada na produção.

8. Recomendações de Aplicação

8.1 Circuitos de Aplicação Típicos

Como um display de ânodo comum, o cátodo de cada segmento é acionado independentemente, tipicamente via um resistor limitador de corrente e um transistor ou um CI driver de LED dedicado capaz de drenar a corrente necessária. O pino do ânodo comum é conectado à tensão positiva de alimentação. Multiplexar vários dígitos é uma técnica comum para reduzir o número de pinos de acionamento necessários em um microcontrolador.

8.2 Considerações e Avisos de Projeto

Limitação de Corrente:Um resistor em série é obrigatório para cada segmento para definir a corrente direta para o valor desejado (ex.: 10-20 mA), calculado com base na tensão de alimentação e na tensão direta do LED.Proteção contra Tensão Reversa:O circuito deve ser projetado para evitar a aplicação de tensão reversa superior a 5V, pois isso pode causar dano irreversível. Se o circuito de acionamento puder expor o LED à tensão reversa quando desligado, um diodo de proteção em paralelo com o LED (polarizado reversamente durante a operação normal) pode ser necessário.Gerenciamento Térmico:Certifique-se de que a corrente operacional seja reduzida de acordo com a temperatura ambiente. Em ambientes de alta temperatura, considere reduzir a corrente de acionamento ou melhorar a ventilação.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado a tecnologias mais antigas ou displays menores, o ELD-512SURWB/S530-A3 oferece um equilíbrio entre tamanho (0,56\"), brilho e confiabilidade. Seus principais diferenciais incluem o uso do material semicondutor eficiente AlGaInP para emissão vermelha brilhante, um design branco-sobre-preto para alto contraste e conformidade com padrões ambientais modernos (sem chumbo, RoHS). O design furo-passante oferece robustez mecânica e facilidade de prototipagem em comparação com alternativas de montagem em superfície, embora exija mais espaço na placa.

10. Perguntas Frequentes (FAQs)

P: Qual é o propósito da categorização da intensidade luminosa (CAT)?

R: Ela agrupa LEDs com níveis de brilho semelhantes. Isso garante uma aparência uniforme quando múltiplos displays são usados lado a lado em um produto, evitando discrepâncias de brilho/escurecimento.

P: Posso acionar este display diretamente de um pino de microcontrolador de 5V?

R: Não. Você deve usar um resistor limitador de corrente. Para uma alimentação de 5V, um V_F típico de 2,0V e um I_F desejado de 20mA, o valor do resistor seria R = (5V - 2,0V) / 0,020A = 150 Ω. Além disso, certifique-se de que o pino do MCU possa drenar a corrente de segmento necessária.

P: O que significa \"ânodo comum\"?

R: Significa que os ânodos (lados positivos) de todos os segmentos do LED estão conectados a um pino comum. Para acender um segmento, você conecta o ânodo comum ao Vcc e coloca o pino do cátodo correspondente em nível BAIXO (para o terra através de um resistor).

P: É necessário um dissipador de calor?

R: Para operação contínua na corrente máxima nominal (25mA) próximo ao limite superior de temperatura, é recomendado um layout cuidadoso da placa para dissipação de calor. Para a maioria das aplicações em correntes e temperaturas moderadas, nenhum dissipador de calor separado é necessário.

11. Exemplos Práticos de Projeto e Uso

Exemplo 1: Display Simples de Voltímetro de 4 Dígitos.Quatro displays ELD-512SURWB podem ser multiplexados para mostrar uma leitura de tensão de 0,000 a 19,99V. Um microcontrolador habilitaria sequencialmente o ânodo comum de cada dígito via um transistor PNP e enviaria o padrão correto de 7 segmentos para aquele dígito nas linhas de cátodo compartilhadas, com resistores limitadores de corrente apropriados em cada linha de cátodo. A taxa de atualização deve ser alta o suficiente (>60Hz) para evitar cintilação.

Exemplo 2: Display Industrial de Temporizador/Contagem Regressiva.Usado em um painel de controle, o alto contraste do display garante legibilidade em um ambiente de fábrica bem iluminado. Sua ampla faixa de temperatura operacional (-40°C a +85°C) o torna adequado para espaços sem controle climático. O circuito de acionamento seria projetado para operar a uma corrente conservadora de 15mA por segmento para aumentar a confiabilidade de longo prazo e minimizar a geração de calor.

12. Introdução ao Princípio de Operação

Um display LED de sete segmentos é um conjunto de múltiplos Diodos Emissores de Luz (LEDs) dispostos em um padrão de figura de oito. Cada segmento (rotulado de a a g) é um LED individual. Quando polarizado diretamente — ou seja, uma tensão positiva é aplicada ao ânodo em relação ao cátodo — elétrons e lacunas se recombinam dentro da região ativa do semicondutor (o chip de AlGaInP neste caso), liberando energia na forma de fótons (luz). A composição específica do material (AlGaInP) determina o comprimento de onda (cor) da luz emitida, que está no espectro do vermelho brilhante para este dispositivo. Ao iluminar seletivamente diferentes combinações desses sete segmentos, todos os dígitos decimais (0-9) e algumas letras podem ser formados.

13. Tendências e Contexto Tecnológico

Embora displays furo-passante como este permaneçam populares por sua robustez e facilidade de uso em certas aplicações, a tendência geral na eletrônica é em direção à miniaturização e à tecnologia de montagem em superfície (SMT). Displays SMT oferecem pegadas menores, perfil mais baixo e são mais adequados para montagem automatizada pick-and-place. No entanto, componentes furo-passante ainda são valorizados em prototipagem, ambientes educacionais, equipamentos industriais onde resistência à vibração é fundamental e para aplicações onde soldagem ou reparo manual é previsto. A tecnologia subjacente do LED, AlGaInP para vermelho/laranja/amarelo e InGaN para azul/verde/branco, continua a melhorar em eficiência (mais luz por watt) e confiabilidade. Displays futuros podem integrar mais inteligência, como drivers embutidos ou interfaces de comunicação (ex.: I2C), simplificando o projeto para o engenheiro final.