Ficha Técnica do Display LED LTF-3605KR-01 - Altura do Dígito de 0,3 Polegadas - Super Vermelho AlInGaP - Tensão Direta de 2,6V - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTF-3605KR-01 é um módulo de display LED de sete segmentos e seis dígitos, projetado para aplicações de leitura numérica. Apresenta uma altura de dígito de 0,3 polegadas (7,68 mm), proporcionando uma exibição clara e legível, adequada para diversas interfaces de equipamentos eletrónicos. O dispositivo utiliza tecnologia de semicondutor AlInGaP (Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio) num substrato de GaAs para produzir uma emissão super vermelha. O display possui uma face preta para alto contraste e segmentos brancos para difusão de luz e aparência otimizadas. As suas principais vantagens incluem baixo consumo de energia, excelente uniformidade dos caracteres, alto brilho e um amplo ângulo de visão, tornando-o ideal para eletrónica de consumo, instrumentação e painéis de controlo industrial onde é necessária uma indicação numérica fiável.

1.1 Características Principais

• Altura do Dígito de 0,3 Polegadas (7,68 mm)
• Segmentos Uniformes e Contínuos para aparência consistente
• Baixa Exigência de Potência
• Excelente Aparência dos Caracteres
• Alto Brilho e Alto Contraste
• Amplo Ângulo de Visão
• Fiabilidade de Estado Sólido
• Categorizado por Intensidade Luminosa (Binning)
• Embalagem Sem Chumbo (Conforme RoHS)

1.2 Descrição do Dispositivo

Este é um display de catodo comum multiplexado. Cada um dos seis dígitos partilha a sua ligação de catodo, enquanto os ânodos para cada segmento (A-G e DP) estão ligados entre dígitos, exigindo um esquema de acionamento multiplexado. Inclui um ponto decimal (DP) à direita por dígito.

2. Parâmetros Técnicos: Interpretação Objetiva e Detalhada

2.1 Especificações Máximas Absolutas

Estas especificações definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. São especificadas a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C.

• Dissipação de Potência por Segmento:70 mW. Esta é a potência máxima que pode ser dissipada com segurança por um único segmento LED.
• Corrente Direta de Pico por Segmento:90 mA. Isto é permitido apenas em condições pulsadas (ciclo de trabalho 1/10, largura de pulso de 0,1ms) para evitar sobreaquecimento.
• Corrente Direta Contínua por Segmento:25 mA a 25°C. Esta corrente reduz linearmente a 0,28 mA/°C à medida que a temperatura ambiente aumenta acima de 25°C. O circuito de acionamento deve garantir que a corrente não exceda este valor reduzido na temperatura máxima de operação.
• Intervalo de Temperatura de Operação e Armazenamento:-35°C a +105°C. O dispositivo é classificado para intervalos de temperatura industrial.
• Condição de Soldadura:A soldadura por refluxo deve ser realizada com a temperatura a 1/16 de polegada abaixo do plano de assentamento não excedendo 260°C durante 3 segundos.

2.2 Características Elétricas e Ópticas

Estes são os parâmetros de desempenho típicos medidos a Ta=25°C sob condições de teste especificadas.

• Intensidade Luminosa Média (Iv):Varia de 320 µcd (mín.) a 900 µcd (típ.) a IF=1mA. A IF=10mA, a intensidade típica é de 11.700 µcd. Esta alta eficiência é característica da tecnologia AlInGaP.
• Comprimento de Onda de Emissão de Pico (λp):639 nm (típico). Isto define o ponto de cor primária da emissão super vermelha.
• Largura a Meia Altura Espectral (Δλ):20 nm. Isto indica a pureza espectral da luz emitida.
• Comprimento de Onda Dominante (λd):631 nm. Esta é a perceção de comprimento de onda único da cor pelo olho humano.
• Tensão Direta por Chip (VF):2,6V (máx.) a IF=20mA. O circuito de acionamento deve ser projetado para acomodar esta queda de tensão máxima.
• Corrente Reversa (IR):100 µA (máx.) a VR=5V. Este parâmetro é apenas para fins de teste; a operação em polarização reversa contínua é proibida.
• Taxa de Correspondência de Intensidade Luminosa:2:1 (máx.). Isto especifica a variação máxima permitida no brilho entre segmentos sob as mesmas condições de acionamento, garantindo uniformidade visual.
• Diafonia (Cross Talk):≤ 2,5%. Isto define a quantidade máxima de emissão de luz não intencional de um segmento não acionado quando um segmento adjacente está iluminado.

3. Explicação do Sistema de Binning

A ficha técnica afirma que o produto é "Categorizado por Intensidade Luminosa." Isto implica um processo de binning onde os displays são classificados com base na saída de luz medida a uma corrente de teste padrão (provavelmente 1mA ou 10mA conforme a tabela de características). Utilizar displays do mesmo bin de intensidade numa única aplicação é fundamental para evitar diferenças de brilho notáveis entre unidades, o que é explicitamente recomendado nas precauções de aplicação. Embora o PDF não detalhe intervalos de código de bin específicos, os projetistas devem consultar o fabricante para obter informações de binning quando for necessária consistência entre múltiplos displays.

4. Análise das Curvas de Desempenho

O PDF faz referência a "Curvas Típicas de Características Elétricas/Ópticas" na página 7/10. Embora os gráficos específicos não sejam fornecidos no texto, as curvas padrão para tais LEDs normalmente incluiriam:

• Curva IV (Corrente vs. Tensão):Mostra a relação exponencial, ajudando a determinar a tensão de acionamento necessária para uma corrente alvo.
• Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta:Demonstra como a saída de luz aumenta com a corrente, essencial para a calibração do brilho e compreensão da eficiência.
• Intensidade Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Mostra a redução da saída de luz à medida que a temperatura sobe, crucial para a gestão térmica na aplicação.
• Tensão Direta vs. Temperatura Ambiente:Indica como a VF muda com a temperatura, o que pode afetar o projeto do acionador de corrente constante.
• Distribuição Espectral:Um gráfico de intensidade relativa vs. comprimento de onda, centrado no pico de 639nm, confirmando a cor super vermelha.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões da Embalagem

O contorno mecânico do display é definido na ficha técnica. Notas importantes incluem:

• Todas as dimensões estão em milímetros.
• A tolerância geral é de ±0,25 mm, salvo indicação em contrário.
• A tolerância de desvio da ponta do pino é de ±0,4 mm.
• O diâmetro recomendado do orifício na PCB para os pinos é de 0,9 mm.
• Os critérios de qualidade são especificados para material estranho (≤10mil), contaminação por tinta (≤20mils), bolhas nos segmentos (≤10mil) e curvatura do refletor (≤1% do comprimento).

5.2 Ligação dos Pinos e Identificação da Polaridade

O dispositivo tem 14 pinos numa única fila. A pinagem é a seguinte:

• Pino 1: Catodo Comum para o Dígito 2
• Pino 2: Catodo Comum para o Dígito 3
• Pino 3: Ânodo para o Segmento D
• Pino 4: Ânodo para o Ponto Decimal (DP)
• Pino 5: Catodo Comum para o Dígito 4
• Pino 6: Ânodo para o Segmento C
• Pino 7: Catodo Comum para o Dígito 5
• Pino 8: Catodo Comum para o Dígito 6
• Pino 9: Ânodo para o Segmento E
• Pino 10: Ânodo para o Segmento F
• Pino 11: Ânodo para o Segmento G
• Pino 12: Ânodo para o Segmento A
• Pino 13: Ânodo para o Segmento B
• Pino 14: Catodo Comum para o Dígito 1

O Pino 1 está marcado como "Sem Ligação" na tabela, o que parece ser uma inconsistência na documentação, uma vez que também é listado como Catodo para o Dígito 2. O diagrama de circuito interno deve ser consultado para esclarecimento. O dispositivo utiliza umcatodo comum configuration.

6. Diretrizes de Soldadura e Montagem

As especificações máximas absolutas definem o perfil de soldadura: a temperatura num ponto 1/16 de polegada (aproximadamente 1,6 mm) abaixo do plano de assentamento do display não deve exceder 260°C por mais de 3 segundos durante a montagem. Esta é uma condição padrão de soldadura por refluxo. Os projetistas devem garantir que o layout da PCB e o perfil do forno de refluxo cumpram isto para evitar danos térmicos nos chips LED ou na embalagem plástica.

7. Recomendações de Aplicação

7.1 Cenários de Aplicação Típicos

Este display destina-se a equipamentos eletrónicos comuns, incluindo equipamentos de escritório, dispositivos de comunicação e aplicações domésticas. Os seus dígitos vermelhos claros tornam-no adequado para:

• Multímetros digitais e equipamentos de teste
• Displays de temporizadores e contadores industriais
• Painéis de controlo de eletrodomésticos (ex.: fornos, micro-ondas)
• Displays de frequência/nível de equipamentos de áudio
• Leituras de terminais de ponto de venda

7.2 Considerações e Precauções de Projeto

A ficha técnica inclui extensas precauções de aplicação que formam regras de projeto críticas:

• Projeto do Circuito de Acionamento:É fortemente recomendado o acionamento por corrente constante para garantir brilho consistente e longevidade. O circuito deve ser projetado para acomodar toda a gama de tensão direta (VF, até 2,6V) para garantir que a corrente de acionamento pretendida seja fornecida em todas as condições.
• Gestão de Corrente e Térmica:A corrente de operação deve ser escolhida considerando a temperatura ambiente máxima, aplicando o fator de redução especificado (0,28 mA/°C acima de 25°C). Exceder as especificações causa degradação severa da luz ou falha.
• Circuitos de Proteção:O circuito de acionamento deve proteger os LEDs de tensões reversas e picos de tensão transitórios durante a ligação/desligação. A polarização reversa contínua pode causar migração de metal, aumentando a fuga ou causando curtos-circuitos.
• Considerações Ambientais:Evite mudanças rápidas de temperatura ambiente em alta humidade para evitar condensação no display. Não aplique força mecânica anormal durante a montagem.
• Filmes/Revestimentos Ópticos:Se utilizar um filme ou revestimento sensível à pressão, evite que este pressione diretamente a superfície do display, pois pode deslocar-se e causar problemas de visualização.
• Consistência em Múltiplos Displays:Para aplicações que utilizam dois ou mais displays, selecione unidades do mesmo bin de intensidade luminosa para evitar brilho (matiz) irregular no conjunto.

8. Condições de Armazenamento

Para fiabilidade a longo prazo, são impostas condições de armazenamento específicas:

• Armazenamento Padrão (na embalagem original):Temperatura: 5°C a 30°C. Humidade: Abaixo de 60% HR.
• O armazenamento fora destas condições pode levar à oxidação dos pinos, exigindo um novo revestimento antes da utilização.
• É aconselhado consumir o inventário prontamente e evitar grandes stocks a longo prazo.
• Se uma embalagem não selada tiver sido armazenada por mais de 6 meses, recomenda-se aquecer os displays a 60°C durante 48 horas e completar a montagem dentro de uma semana para remover humidade e prevenir o "efeito pipoca" durante a soldadura.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

O LTF-3605KR-01 diferencia-se pelo uso da tecnologia AlInGaP para a cor super vermelha. Comparado com tecnologias mais antigas, como LEDs vermelhos padrão GaAsP, o AlInGaP oferece eficiência luminosa significativamente maior (brilho por unidade de corrente), melhor estabilidade térmica e maior tempo de vida. A altura do dígito de 0,3 polegadas oferece um equilíbrio entre legibilidade e compacidade. O design multiplexado de catodo comum é padrão para displays de múltiplos dígitos, reduzindo os pinos de acionamento necessários de 48 (6 dígitos * 8 segmentos) para 14, simplificando a interface com o microcontrolador ou CI acionador.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas nos Parâmetros Técnicos)

P: Qual é a diferença entre o comprimento de onda de pico (639nm) e o comprimento de onda dominante (631nm)?
R: O comprimento de onda de pico é o ponto de potência máxima na saída espectral. O comprimento de onda dominante é o comprimento de onda único percebido pelo olho humano ao ver a cor, que pode ser ligeiramente diferente devido à forma da curva de sensibilidade do olho e ao espectro do LED.

P: Posso acionar este display com uma fonte de tensão constante e um resistor?
R: Embora seja possível, não é recomendado. Um simples resistor limita a corrente, mas não compensa a variação de VF entre LEDs ou com a temperatura, levando a brilho inconsistente. Um acionador de corrente constante é o método preferido para projetos profissionais.

P: Como implemento o multiplexing para os seis dígitos?
R: Um microcontrolador ou CI acionador de display dedicado ativa sequencialmente (liga à terra) um catodo comum (Dígito 1-6) de cada vez, enquanto aplica o padrão de ânodo correto (A-G, DP) para esse dígito. Este ciclo repete-se rapidamente (tipicamente >100Hz) para criar a ilusão de todos os dígitos estarem ligados simultaneamente.

P: A corrente contínua máxima é de 25mA por segmento. Que corrente devo usar para operação normal?
R: Para operação fiável a longo prazo, é prática comum reduzir ainda mais. Operar a 15-20mA por segmento proporciona excelente brilho enquanto reduz significativamente o stress térmico e prolonga a vida operacional. Confirme sempre que a corrente escolhida atende ao seu requisito de brilho na temperatura ambiente máxima da aplicação.

11. Caso Prático de Projeto

Cenário:Projetar um medidor de painel digital que opera num ambiente até 50°C.
Passos:
1. Cálculo da Corrente:Determine a corrente contínua máxima reduzida. De 25°C a 50°C é um aumento de 25°C. Redução = 25°C * 0,28 mA/°C = 7 mA. Portanto, a corrente segura máxima a 50°C = 25 mA - 7 mA =18 mA.
2. Seleção do Acionador:Escolha um CI acionador LED de corrente constante capaz de multiplexar 6 dígitos com pelo menos 8 saídas de segmento. Defina o limite de corrente do acionador para 18 mA (ou um valor mais baixo, como 15 mA, para margem).
3. Projeto Térmico:Certifique-se de que o layout da PCB fornece área de cobre adequada em torno dos pinos do display para atuar como dissipador de calor, dissipando o calor das junções LED.
4. Software:Implemente firmware de multiplexing com uma taxa de atualização suficientemente alta para evitar cintilação (ex.: 200 Hz). Inclua rotinas de teste do display e ajuste de brilho.

12. Princípio de Funcionamento

O dispositivo baseia-se na eletroluminescência de semicondutores. Quando uma tensão de polarização direta que excede a tensão de ligação do díodo (aproximadamente 2V para AlInGaP) é aplicada através de um segmento LED (ânodo positivo, catodo negativo), os eletrões e as lacunas recombinam-se na região ativa do chip semicondutor. Esta recombinação liberta energia na forma de fotões (luz). A composição específica do material (AlInGaP) determina a energia da banda proibida, que define o comprimento de onda (cor) da luz emitida, neste caso, no espectro vermelho (~639 nm). Os sete segmentos são chips LED individuais dispostos num padrão de oito, controlados independentemente para formar os caracteres numéricos 0-9.

13. Tendências Tecnológicas

Embora os displays LED de sete segmentos discretos permaneçam relevantes para aplicações específicas, a tendência mais ampla na tecnologia de displays está a mover-se para soluções integradas. Estas incluem:
- Displays com Acionador Integrado:Módulos com chips controladores incorporados (como acionadores TM1637 ou MAX7219) que simplificam a interface com o microcontrolador.
- Embalagens de Dispositivo de Montagem em Superfície (SMD):Substituindo os tipos de orifício passante para montagem automatizada e fatores de forma mais pequenos.
- Tecnologias Alternativas:Para aplicações que requerem gráficos mais complexos ou alfanuméricos, displays de matriz de pontos OLED ou LCD são cada vez mais comuns devido à sua flexibilidade.
No entanto, para leituras numéricas simples, de alto brilho e baixo custo em ambientes adversos (amplo intervalo de temperatura), os displays LED de sete segmentos tradicionais, como o LTF-3605KR-01, continuam a oferecer fiabilidade e simplicidade inigualáveis.