Ficha Técnica do Display LED LTS-2801AJR - Dígito de 0,28 Polegadas - Cor Vermelho Super - Tensão Direta de 2,6V - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTS-2801AJR é um módulo de display alfanumérico de sete segmentos e um dígito de alto desempenho. A sua função principal é fornecer uma representação numérica e alfanumérica limitada, clara e fiável, em dispositivos eletrónicos. A aplicação principal é em instrumentação de baixo consumo, eletrónica de consumo, painéis de controlo industrial e qualquer dispositivo que necessite de um indicador numérico brilhante e de fácil leitura.

O dispositivo é construído com base na avançada tecnologia LED AlInGaP (Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio). Este sistema de material semicondutor é reconhecido pela sua alta eficiência e excelente pureza de cor no espectro do vermelho-laranja ao âmbar. A utilização de um substrato transparente de GaAs aumenta ainda mais a extração de luz, contribuindo para o alto brilho do display. O display apresenta uma face cinzenta com marcações de segmentos brancas, o que proporciona um alto contraste quando os segmentos estão iluminados, melhorando a legibilidade em várias condições de iluminação.

A característica definidora deste display é a sua otimização para operação com baixa corrente. É especificamente testado e selecionado para ter um desempenho excecionalmente bom com correntes de acionamento tão baixas quanto 1mA por segmento, tornando-o ideal para aplicações alimentadas por bateria ou sensíveis ao consumo energético. Os segmentos também são combinados para garantir uma intensidade luminosa consistente nestas baixas correntes, assegurando uma aparência uniforme em todo o dígito.

1.1 Características e Vantagens Principais

• Tamanho do Dígito:Apresenta uma altura de caráter de 0,28 polegadas (7,0 mm), oferecendo uma área de visualização compacta mas legível.
• Qualidade do Segmento:Fornece uma emissão de luz contínua e uniforme em cada segmento, sem lacunas ou pontos quentes visíveis.
• Eficiência Energética:Projetado para requisitos de potência muito baixos, permitindo operação a partir de 1mA por segmento.
• Desempenho Óptico:Oferece uma excelente aparência dos caracteres, com alto brilho e alto contraste contra a sua face cinzenta.
• Ângulo de Visão:Oferece um amplo ângulo de visão devido à construção do chip LED e ao design do encapsulamento.
• Fiabilidade:Beneficia da fiabilidade do estado sólido, sem partes móveis e com uma longa vida operacional típica da tecnologia LED.
• Os dispositivos são categorizados ("binned") por intensidade luminosa, garantindo níveis de brilho previsíveis na produção.2. Análise Profunda das Especificações Técnicas

Esta secção fornece uma análise objetiva e detalhada dos parâmetros técnicos do dispositivo, conforme definido na ficha técnica. Compreender estas especificações é crucial para um correto design do circuito e para garantir um desempenho fiável.

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estes valores definem os limites de stress além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. A operação nestes limites não é garantida.

Dissipação de Potência por Segmento:

• Máximo de 70 mW. Exceder este valor pode levar a sobreaquecimento e degradação acelerada do chip LED.Corrente Direta de Pico por Segmento:
• Máximo de 90 mA, mas apenas em condições pulsadas (ciclo de trabalho de 1/10, largura de pulso de 0,1ms). Isto permite breves períodos de alto brilho, como em displays multiplexados ou para efeitos de estroboscópio.Corrente Direta Contínua por Segmento:
• Máximo de 25 mA a 25°C. Este valor reduz-se linearmente a 0,33 mA/°C à medida que a temperatura ambiente (Ta) aumenta acima de 25°C. Por exemplo, a 50°C, a corrente contínua máxima seria aproximadamente 25 mA - (0,33 mA/°C * 25°C) = 16,75 mA.Tensão Inversa por Segmento:
• Máximo de 5 V. Os LEDs têm uma baixa tensão de ruptura inversa. Exceder este valor pode causar falha imediata da junção.Gama de Temperatura de Operação e Armazenamento:
• -35°C a +85°C. O dispositivo é classificado para gamas de temperatura industrial.Temperatura de Soldadura:
• Suporta um máximo de 260°C durante até 3 segundos, medido 1,6mm abaixo do plano de assentamento. Isto é crítico para processos de soldadura por refluxo.2.2 Características Elétricas e Ópticas (a Ta=25°C)

Estes são os parâmetros operacionais típicos sob condições de teste especificadas. O design deve basear-se nestes valores.

Intensidade Luminosa Média (I

• ):_VVaria de 200 μcd (mín.) a 480 μcd (típ.) a uma corrente direta (I) de 1mA. Isto confirma a sua adequação para aplicações de corrente muito baixa. A intensidade escalará com a corrente._FComprimento de Onda de Emissão de Pico (λ
• ):_pTipicamente 639 nm. Este é o comprimento de onda no qual a potência óptica de saída é maior, situando-o na região do espectro "vermelho super".Largura a Meia Altura Espectral (Δλ):
• Tipicamente 20 nm. Isto indica a pureza espectral; uma largura mais estreita significa uma cor mais monocromática (pura).Comprimento de Onda Dominante (λ
• ):_dTipicamente 631 nm. Este é o comprimento de onda único percebido pelo olho humano, que pode diferir ligeiramente do comprimento de onda de pico.Tensão Direta por Segmento (V
• ):_FVaria de 2,0V (mín.) a 2,6V (típ.) a I=20mA. Esta é a queda de tensão no LED quando iluminado. É sempre necessário um resistor limitador de corrente em série com cada segmento ou ânodo comum._FCorrente Inversa por Segmento (I
• ):_RMáximo de 100 μA a uma tensão inversa (V) de 5V. Esta é a pequena corrente de fuga quando o LED está polarizado inversamente._RRácio de Correspondência de Intensidade Luminosa (I
• V-m_):Máximo de 2:1 a I=1mA. Isto especifica que o brilho do segmento mais fraco não será inferior a metade do brilho do segmento mais brilhante dentro do mesmo dígito, garantindo uniformidade._FNota sobre Medição:

A intensidade luminosa é medida usando um sensor e filtro calibrados para a função de luminosidade fotópica CIE, que aproxima a sensibilidade do olho humano.3. Sistema de Categorização e "Binning"

A ficha técnica afirma que os dispositivos são "categorizados por intensidade luminosa". Isto refere-se a uma prática comum na fabricação de LEDs conhecida como "binning".

Binning por Intensidade Luminosa:

• Devido a variações naturais no crescimento epitaxial do semicondutor e no processo de fabricação, os LEDs do mesmo lote de produção podem ter saídas de brilho ligeiramente diferentes. Os fabricantes testam cada dispositivo e classificam-nos em diferentes "bins" com base na sua intensidade luminosa medida a uma corrente de teste padrão (ex.: 1mA ou 20mA). Isto permite aos clientes selecionar um bin que atenda aos seus requisitos específicos de brilho, garantindo consistência na aparência do produto final. O valor típico de Ido LTS-2801AJR de 480 μcd provavelmente representa um bin específico ou o centro da distribuição._VBinning por Tensão Direta:
• Embora não seja explicitamente mencionado para esta peça, também é comum categorizar LEDs com base na tensão direta (V). Isto é importante para designs onde a tensão da fonte de alimentação é estritamente limitada ou onde o casamento preciso da corrente entre múltiplos LEDs é crítico._FBinning por Comprimento de Onda:
• Para aplicações críticas em termos de cor, os LEDs também são categorizados pelo comprimento de onda dominante ou de pico para garantir uma tonalidade consistente. Os valores típicos apertados para λ(639nm) e λ_p(631nm) sugerem uma boa consistência de cor inerente a esta tecnologia AlInGaP._d4. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica refere "Curvas Típicas de Características Elétricas/Ópticas". Embora os gráficos específicos não sejam fornecidos no texto, podemos inferir o seu conteúdo padrão e importância.

Intensidade Luminosa Relativa vs. Corrente Direta (Curva I-V):

• Este gráfico mostraria como a saída de luz aumenta com a corrente direta. É tipicamente não-linear, especialmente em correntes muito baixas. A curva confirma a usabilidade do dispositivo a 1mA e mostra o ganho de brilho alcançável ao aumentar a corrente até ao valor máximo nominal.Tensão Direta vs. Corrente Direta:
• Esta curva mostra a relação entre a tensão no LED e a corrente que o atravessa. É essencial para projetar o valor do resistor limitador de corrente. A curva é de natureza exponencial, mas para fins de design, utiliza-se o valor típico de Và corrente de operação pretendida._FIntensidade Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:
• A saída de luz do LED diminui à medida que a temperatura da junção aumenta. Esta curva é crítica para compreender a derivação térmica. A derivação linear especificada para a corrente contínua (0,33 mA/°C) é uma simplificação prática desta relação para evitar sobreaquecimento.Distribuição Espectral:
• Um gráfico que mostra a potência óptica relativa em função dos comprimentos de onda. Ilustraria o pico a ~639nm e a largura a meia altura de 20nm, confirmando a emissão vermelha pura e estreita.5. Informações Mecânicas e do Encapsulamento

5.1 Dimensões do Encapsulamento

O dispositivo tem uma pegada padrão de encapsulamento LED de sete segmentos e um dígito. Notas dimensionais principais da ficha técnica:

Todas as dimensões primárias são fornecidas em milímetros (mm).

• A tolerância padrão nas dimensões é de ±0,25 mm (o que equivale a ±0,01 polegadas).
• As dimensões específicas (não listadas no extrato do texto) definiriam o comprimento total, largura e altura do encapsulamento, o tamanho da janela do dígito, o espaçamento dos terminais (pinos) e o comprimento e diâmetro dos terminais. Estas são críticas para o design da pegada na PCB e o encaixe mecânico dentro de um invólucro.
• 5.2 Ligação dos Pinos e Polaridade

O LTS-2801AJR é um display de

ânodo comum. Isto significa que o ânodo (lado positivo) de todos os segmentos LED está ligado internamente a pinos comuns. Os cátodos (lado negativo) dos segmentos individuais são trazidos para pinos separados.Pinagem (configuração de 10 pinos):

Pino 1: Cátodo do segmento E

1. Pino 2: Cátodo do segmento D
2. Pino 3: Ânodo Comum 1
3. Pino 4: Cátodo do segmento C
4. Pino 5: Cátodo do Ponto Decimal (D.P.)
5. Pino 6: Cátodo do segmento B
6. Pino 7: Cátodo do segmento A
7. Pino 8: Ânodo Comum 2
8. Pino 9: Cátodo do segmento G
9. Pino 10: Cátodo do segmento F
10. Diagrama do Circuito Interno:

O esquema mostra dois pinos de ânodo comum (3 e 8) ligados internamente. Este design de duplo ânodo ajuda a distribuir a corrente e pode ser usado para redundância ou em esquemas de multiplexagem específicos. Todos os cátodos dos segmentos e o cátodo do ponto decimal são independentes.6. Diretrizes de Soldadura e Montagem

O cumprimento destas diretrizes é essencial para a fiabilidade e para prevenir danos durante o processo de montagem.

Soldadura por Refluxo:

• O dispositivo pode suportar uma temperatura de pico de 260°C por uma duração máxima de 3 segundos. Esta temperatura deve ser medida 1,6mm abaixo do corpo do encapsulamento (o plano de assentamento na PCB). Os perfis de refluxo padrão sem chumbo (IPC/JEDEC J-STD-020) são geralmente aplicáveis, mas o limite específico de 260°C/3s deve ser respeitado.Soldadura Manual:
• Se for necessária soldadura manual, use um ferro com controlo de temperatura. Limite o tempo de contacto por pino a 3-5 segundos para evitar transferência excessiva de calor para o chip LED através dos terminais.Limpeza:
• Use solventes apropriados e não agressivos para a limpeza pós-soldadura. Evite a limpeza ultrassónica, a menos que seja verificado como segura para o encapsulamento.Precauções contra ESD (Descarga Eletrostática):
• Embora não seja explicitamente declarado, os LEDs são dispositivos semicondutores e podem ser sensíveis à ESD. São recomendados procedimentos padrão de manuseamento de ESD (estações de trabalho aterradas, pulseiras) durante a montagem.Condições de Armazenamento:
• Armazene na bolsa de barreira à humidade original, num ambiente dentro da gama de temperatura de armazenamento especificada (-35°C a +85°C) e com baixa humidade para prevenir a oxidação dos terminais.7. Sugestões de Aplicação e Considerações de Design

7.1 Circuitos de Aplicação Típicos

Acionamento Direto com Microcontrolador:

Para um display de ânodo comum, os pinos comuns são ligados a uma tensão de alimentação positiva (ex.: +5V) através de um resistor limitador de corrente, ou, mais comummente, ligados a um pino GPIO de um microcontrolador configurado como saída no estado lógico "alto" (ou acionado por um transistor PNP para correntes mais altas). Cada pino de cátodo de segmento é ligado a um pino GPIO do microcontrolador. Para iluminar um segmento, o seu pino de cátodo correspondente é levado para o estado lógico "baixo" (terra), completando o circuito.Cálculo do Resistor Limitador de Corrente:

Isto é obrigatório para cada ligação de ânodo comum ou cada cátodo de segmento (dependendo da topologia de acionamento). Usando a tensão direta típica (V= 2,6V) e uma corrente direta desejada (I_F), o valor da resistência R é calculado usando a Lei de Ohm: R = (V_Falimentação_{- V}) / I_F. Para uma alimentação de 5V e I_F=10mA: R = (5V - 2,6V) / 0,01A = 240 Ω. A potência nominal do resistor deve ser pelo menos I_F* R._F²7.2 Considerações de Design

Multiplexagem:

• Para controlar múltiplos dígitos com menos pinos de microcontrolador, utiliza-se multiplexagem. Os dígitos são ligados um de cada vez a uma velocidade rápida (ex.: 1-5 ms por dígito). A capacidade do LTS-2801AJR de lidar com correntes de pico (90mA pulsada) torna-o adequado para aplicações multiplexadas onde o brilho instantâneo precisa de ser maior para compensar o ciclo de trabalho reduzido.Design de Baixo Consumo:
• Aproveite a capacidade de operação a 1mA para dispositivos alimentados por bateria. A 1mA por segmento e uma alimentação de 5V, o consumo de potência por segmento iluminado é aproximadamente (5V - 2,6V) * 0,001A = 2,4 mW.Ângulo de Visão:
• Posicione o display considerando o seu amplo ângulo de visão para garantir a legibilidade para o utilizador final.Gestão Térmica:
• Em aplicações que funcionam com corrente contínua alta ou em altas temperaturas ambientes, garanta ventilação adequada. Cumpra a curva de derivação de corrente acima de 25°C.8. Comparação e Diferenciação Técnica

Embora não seja fornecida uma comparação direta com outros números de peça, os principais diferenciadores do LTS-2801AJR podem ser inferidos a partir das suas especificações:

vs. LEDs Vermelhos Padrão GaAsP/GaP:

• A utilização da tecnologia AlInGaP proporciona uma eficiência luminosa significativamente maior (mais saída de luz por mA de corrente) e melhor pureza de cor (vermelho mais saturado) em comparação com materiais LED mais antigos. Isto resulta em maior brilho e menor consumo de energia.vs. Displays com Dígitos Maiores:
• O dígito de 0,28 polegadas oferece um equilíbrio entre tamanho e legibilidade, adequado para dispositivos compactos onde um display maior (ex.: 0,5 polegadas ou 1 polegada) seria fisicamente impraticável.vs. Displays sem Teste de Baixa Corrente:
• O teste e seleção explícitos para excelentes características de baixa corrente (1mA) são uma característica fundamental. Nem todos os displays de sete segmentos garantem brilho uniforme e operação adequada a níveis de acionamento tão baixos.vs. Displays de Cátodo Comum:
• A configuração de ânodo comum é frequentemente preferida ao interligar com microcontroladores que fornecem corrente melhor do que a absorvem (embora muitos MCUs modernos sejam simétricos). A escolha depende do design do circuito de acionamento.9. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

P: Posso acionar este display diretamente a partir de um sistema de microcontrolador de 3,3V?

R: Sim, mas deve recalcular o resistor limitador de corrente. Usando V

alimentação_{=3,3V, V}=2,6V, e I_F=5mA: R = (3,3V - 2,6V) / 0,005A = 140 Ω. Verifique se a saída de luz a 5mA é suficiente para a sua aplicação._FP: Porque existem dois pinos de ânodo comum (3 e 8)?

R: Eles estão ligados internamente. Isto permite flexibilidade no roteamento da PCB e ajuda a distribuir a corrente total do ânodo (que é a soma das correntes de todos os segmentos iluminados) por dois pinos, reduzindo a densidade de corrente por pino e melhorando a fiabilidade.

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 onde a potência óptica de saída é fisicamente mais alta. O comprimento de onda dominante é o comprimento de onda único que produziria a mesma perceção de cor para o olho humano, calculado a partir do espectro completo. A sensibilidade do olho humano afeta este cálculo, fazendo com que os valores difiram.

P: Como consigo um ponto decimal?

R: O ponto decimal é um LED separado com o seu próprio cátodo no Pino 5. Para o iluminar, ligue os ânodos comuns a V+, e leve o Pino 5 para terra (através de um resistor limitador de corrente, partilhado com os segmentos ou separado).

10. Exemplo de Aplicação Prática

Cenário: Projetar um termómetro digital simples alimentado por bateria.

Seleção de Componentes:

1. O LTS-2801AJR é escolhido pela sua operação de baixa corrente para maximizar a vida da bateria. É selecionado um microcontrolador com pelo menos 8 pinos de I/O (7 para segmentos, 1 para controlo do ânodo comum).Design do Circuito:
2. Os pinos de ânodo comum (3 & 8) são ligados em conjunto e depois a um pino GPIO do microcontrolador através de um transistor PNP (para lidar com a corrente combinada dos segmentos se todos estiverem ligados). Cada cátodo de segmento (Pinos 1,2,4,5,6,7,9,10) é ligado a um pino GPIO separado do microcontrolador. Um resistor limitador de corrente é colocado entre o rail positivo de alimentação do microcontrolador e o emissor do transistor PNP (ou em série com cada cátodo se o acionamento for direto). O valor é calculado para um brilho desejado a, por exemplo, 2mA por segmento.Software:
3. O microcontrolador lê o sensor de temperatura, converte o valor para um número decimal e procura os padrões de segmento correspondentes (ex.: uma tabela de "fonte de sete segmentos"). Em seguida, leva os pinos de cátodo apropriados para o estado baixo enquanto define o pino de controlo do ânodo comum para o estado alto para exibir o dígito.Resultado:
4. Um display de temperatura claro e legível com consumo de energia mínimo, adequado para um dispositivo portátil.11. Introdução ao Princípio Tecnológico

A tecnologia central é o LED AlInGaP. A luz é produzida através de um processo chamado eletroluminescência. Quando uma tensão direta é aplicada através da junção P-N do semicondutor, os eletrões do material tipo N recombinam-se com as lacunas do material tipo P na região ativa. Esta recombinação liberta energia na forma de fotões (partículas de luz). O comprimento de onda específico (cor) da luz é determinado pela energia da banda proibida do material semicondutor, que é projetada através do controlo preciso das proporções de Alumínio, Índio, Gálio e Fosfeto durante o crescimento do cristal. O substrato transparente de GaAs permite que mais da luz gerada escape do chip em comparação com substratos absorventes, aumentando a eficiência externa total. A luz destes minúsculos chips é então moldada e direcionada pelo encapsulamento de plástico para formar o padrão reconhecível de sete segmentos.

12. Tendências e Desenvolvimentos da Indústria

A evolução dos displays de sete segmentos segue as tendências mais amplas da tecnologia LED. Embora o fator de forma básico permaneça duradouramente útil, a tecnologia subjacente continua a avançar. O próprio AlInGaP representou um salto significativo em relação aos materiais mais antigos. As tendências atuais podem incluir:

Eficiência Ainda Maior:

• A investigação contínua em estruturas epitaxiais e técnicas de extração de luz impulsiona mais lúmens por watt, permitindo displays mais brilhantes com a mesma corrente ou maior vida útil da bateria.Integração:
• Alguns displays modernos integram o circuito integrado de acionamento (um "controlador") diretamente no encapsulamento, simplificando a interface para o designer do sistema (embora isto seja mais comum em displays de matriz de pontos e alfanuméricos do que em unidades básicas de sete segmentos).Cores e Materiais Alternativos:
• Embora esta peça use AlInGaP para o vermelho, outros materiais como o InGaN são usados para LEDs azuis, verdes e brancos. O princípio de operação de baixa corrente e alto brilho aplica-se a estas tecnologias.Durabilidade para Nichos:
• Para ambientes agressivos, os desenvolvimentos na vedação do encapsulamento e nos materiais melhoram a resistência à humidade, produtos químicos e temperaturas extremas.O LTS-2801AJR, com o seu foco na tecnologia AlInGaP comprovada e otimizada para desempenho de baixa corrente, representa uma solução madura, fiável e altamente prática dentro desta paisagem tecnológica em evolução.

The LTS-2801AJR, with its focus on proven AlInGaP technology optimized for low-current performance, represents a mature, reliable, and highly practical solution within this ongoing technological landscape.