Ficha Técnica do Display LED LTS-6775JD - Dígito de 0,56 Polegadas - Hiper Vermelho - Tensão Direta de 2,6V - Dissipação de 70mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTS-6775JD é um módulo de display de sete segmentos e um dígito de alto desempenho, projetado para aplicações que requerem leitura numérica clara. A sua função principal é representar visualmente os dígitos de 0 a 9, juntamente com um ponto decimal, utilizando segmentos de LED individuais. O dispositivo é concebido para fiabilidade e clareza em vários instrumentos eletrónicos e dispositivos de consumo.

O display utiliza tecnologia avançada de semicondutor de Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio (AlInGaP) para os seus elementos emissores de luz. Este sistema de materiais é especificamente escolhido para produzir emissão de luz vermelha e hiper-vermelha de alta eficiência. Os chips são fabricados num substrato de Arsenieto de Gálio (GaAs) não transparente, o que ajuda a melhorar o contraste, minimizando a dispersão e reflexão interna de luz. A apresentação visual apresenta um painel frontal cinza com marcações de segmentos brancas, proporcionando um excelente fundo para a luz vermelha emitida, melhorando assim a legibilidade geral e o apelo estético.

1.1 Vantagens Principais e Mercado-Alvo

O LTS-6775JD oferece várias vantagens distintas que o tornam adequado para uma variedade de aplicações. As suas características principais incluem uma altura de dígito de 0,56 polegadas (14,22 mm), que oferece um bom equilíbrio entre tamanho e visibilidade. Os segmentos são projetados para serem contínuos e uniformes, garantindo uma aparência consistente e profissional quando iluminados. O dispositivo requer baixa potência para operar, contribuindo para um design de sistema energeticamente eficiente. Oferece um brilho elevado e um contraste alto, o que é crucial para a legibilidade sob várias condições de iluminação ambiente. Além disso, proporciona um ângulo de visão amplo, permitindo que a informação exibida seja vista claramente a partir de diferentes posições relativas à superfície do display.

Esta combinação de características torna o LTS-6775JD ideal para integração numa variedade de produtos eletrónicos. O seu mercado-alvo inclui, mas não se limita a, equipamentos de teste e medição (por exemplo, multímetros, contadores de frequência), painéis de controlo industrial, mostradores de tablier automóvel, eletrodomésticos (por exemplo, fornos micro-ondas, relógios digitais) e dispositivos médicos onde é necessária uma indicação numérica clara e fiável. A fiabilidade de estado sólido dos LEDs garante uma longa vida operacional com manutenção mínima.

2. Parâmetros Técnicos: Interpretação Objetiva em Profundidade

O desempenho do LTS-6775JD é definido por um conjunto de parâmetros elétricos e ópticos precisos. Compreender estas especificações é crítico para um design de circuito adequado e para garantir o desempenho ótimo do display.

2.1 Características Fotométricas e Ópticas

O desempenho óptico é central para a função do display. O parâmetro chave é a Intensidade Luminosa Média (Iv), que é especificada com um mínimo de 320 µcd, um valor típico de 700 µcd, e sem máximo declarado quando alimentado por uma corrente direta (IF) de 1 mA. Esta medição é realizada usando um sensor e filtro que aproximam a curva de resposta do olho humano fotópico (CIE), garantindo que o valor se correlaciona com o brilho percecionado. A elevada intensidade típica garante boa visibilidade.

As características de cor são definidas pelo comprimento de onda. O Comprimento de Onda de Emissão de Pico (λp) é tipicamente 650 nanómetros (nm), colocando a saída na região hiper-vermelha do espetro. O Comprimento de Onda Dominante (λd) é especificado como 639 nm. A diferença entre o comprimento de onda de pico e dominante é normal para LEDs e está relacionada com a forma do espetro de emissão. A Largura a Meia Altura Espetral (Δλ) é de 20 nm, indicando a pureza espetral ou a dispersão dos comprimentos de onda emitidos em torno do pico. É esperado um certo grau de variação na saída luminosa entre segmentos; isto é quantificado pela Taxa de Correspondência de Intensidade Luminosa (IV-m), que é especificada como 2:1 no máximo. Isto significa que o segmento mais brilhante não será mais do que duas vezes mais brilhante do que o segmento mais escuro nas mesmas condições de acionamento, garantindo uniformidade.

2.2 Parâmetros Elétricos

As características elétricas definem a interface entre o display e o circuito de acionamento. A Tensão Direta por Segmento (VF) é tipicamente 2,1 Volts e tem um máximo de 2,6 Volts quando é aplicada uma corrente direta (IF) de 10 mA. Esta tensão é relativamente baixa, o que simplifica o design da fonte de alimentação. A Corrente Reversa por Segmento (IR) é especificada com um máximo de 100 µA quando é aplicada uma tensão reversa (VR) de 5 V, indicando o nível de fuga quando o LED é polarizado incorretamente.

2.3 Valores Máximos Absolutos e Considerações Térmicas

Estes valores definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. Não são condições para operação normal. A Dissipação de Potência Máxima por Segmento é de 70 mW. A Corrente Direta de Pico por Segmento é de 90 mA, mas isto só é permitido em condições pulsadas (ciclo de trabalho 1/10, largura de pulso 0,1 ms) para gerir o calor. A Corrente Direta Contínua por Segmento é reduzida de 25 mA a 25°C para 0 mA a 100°C, com um fator de redução linear de 0,33 mA/°C. Esta redução é crucial para a fiabilidade, pois impede que a temperatura da junção exceda os limites seguros. A Tensão Reversa Máxima por Segmento é de 5 V. O dispositivo é classificado para uma Gama de Temperatura de Operação de -35°C a +85°C e a mesma gama para armazenamento. A temperatura de soldadura não deve exceder 260°C por mais de 3 segundos, medida a 1,6 mm abaixo do plano de assentamento, para evitar danos durante a montagem.

3. Explicação do Sistema de Binning

A ficha técnica fornecida indica que os dispositivos são "Categorizados por Intensidade Luminosa". Isto implica um processo de binning ou triagem baseado na saída de luz medida. Na fabricação típica de LEDs, os dispositivos de um lote de produção são testados e agrupados em diferentes "bins" de acordo com parâmetros-chave como intensidade luminosa, tensão direta e, por vezes, comprimento de onda dominante. Embora os códigos ou intervalos de bin específicos não sejam detalhados neste documento, a prática garante que os clientes possam selecionar peças com desempenho consistente para uma determinada aplicação. Para o LTS-6775JD, o critério de binning principal parece ser a intensidade luminosa, garantindo um nível mínimo de brilho conforme especificado na tabela de características elétricas/ópticas.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Embora os gráficos específicos não sejam reproduzidos no texto, a ficha técnica refere "Curvas Típicas de Características Elétricas / Ópticas". Estas curvas são essenciais para trabalhos de design detalhado. Tipicamente, uma ficha técnica como esta incluiria:

• Intensidade Luminosa Relativa vs. Corrente Direta (Curva I-V):Este gráfico mostra como a saída de luz aumenta com a corrente de acionamento. É tipicamente não linear, com a eficiência frequentemente a diminuir em correntes muito altas devido a efeitos de aquecimento.
• Tensão Direta vs. Corrente Direta:Isto mostra a característica I-V do díodo, crucial para projetar circuitos limitadores de corrente.
• Intensidade Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Esta curva demonstra como a saída de luz diminui à medida que a temperatura ambiente (e consequentemente da junção) aumenta. Compreender esta redução é vital para aplicações que operam em ambientes quentes.
• Distribuição Espetral:Um gráfico que mostra a intensidade relativa da luz emitida em diferentes comprimentos de onda, centrada no pico de 650 nm, com uma largura definida pela especificação de meia largura de 20 nm.

Os designers devem consultar estas curvas para otimizar a corrente de acionamento para o brilho desejado, mantendo a eficiência e longevidade, e para ter em conta as alterações de desempenho ao longo da gama de temperatura de operação pretendida.

5. Informação Mecânica e de Embalagem

O LTS-6775JD vem numa embalagem padrão de display LED. O desenho das Dimensões da Embalagem fornece as medidas físicas críticas para o design da impressão na PCB e integração no invólucro. Todas as dimensões são fornecidas em milímetros com uma tolerância padrão de ±0,25 mm, salvo indicação em contrário. As dimensões-chave incluem a altura, largura e profundidade total da embalagem, o espaçamento entre os pinos, o diâmetro e posição do dígito no painel frontal, e a distância do plano de assentamento. A interpretação precisa deste desenho é necessária para criar um layout de PCB correto e garantir que o display se encaixe corretamente na montagem final do produto.

5.1 Configuração dos Pinos e Identificação da Polaridade

O dispositivo tem uma configuração de 10 pinos (o Pino 10 é indicado como "Sem Ligação"). Está configurado como um display deÂnodo Comum. Isto significa que os ânodos (terminais positivos) de múltiplos segmentos de LED estão ligados internamente. Neste dispositivo específico, o diagrama de circuito interno e a tabela de ligação de pinos mostram como os ânodos e cátodos para os sete segmentos (A, B, C, D, E, F, G), o ponto decimal (DP) e os sinais de mais/menos estão dispostos. Os nós de ânodo comum estão ligados aos pinos 2, 4, 7 e 8 para diferentes grupos de segmentos. Os cátodos dos segmentos individuais estão ligados aos seus respetivos pinos. Para iluminar um segmento, o seu pino de cátodo correspondente deve ser colocado em nível baixo (ligado ao terra ou a um sumidouro de corrente) enquanto o pino de ânodo comum apropriado é colocado em nível alto (ligado à alimentação positiva através de uma resistência limitadora de corrente). A tabela de pinagem é a referência definitiva para projetar o circuito de acionamento.

6. Diretrizes de Soldadura e Montagem

A manipulação adequada durante a montagem é crítica para a fiabilidade. A diretriz principal fornecida é para o processo de soldadura: a temperatura máxima permitida de soldadura é de 260°C, e esta temperatura não deve ser aplicada por mais de 3 segundos. Esta medição é realizada num ponto a 1,6 mm (1/16 de polegada) abaixo do plano de assentamento do dispositivo na PCB. Esta especificação é projetada para prevenir danos térmicos nos chips LED, nas ligações internas por fio e no material da embalagem plástica. Para soldadura por onda ou por refluxo, o perfil térmico completo (pré-aquecimento, imersão, refluxo, arrefecimento) deve ser controlado para se manter dentro destes limites. A soldadura manual com ferro requer técnica cuidadosa para evitar sobreaquecimento localizado. A gama de temperatura de armazenamento é de -35°C a +85°C; os dispositivos devem ser mantidos num ambiente seco e seguro contra eletricidade estática antes da utilização.

7. Recomendações de Aplicação

7.1 Circuitos de Aplicação Típicos

O LTS-6775JD, sendo um display de ânodo comum, é tipicamente acionado por um microcontrolador ou um CI driver de display dedicado (como um decodificador/driver BCD-para-7-segmentos). Os pinos de ânodo comum são ligados ao barramento positivo de alimentação (Vcc), cada um através de uma resistência limitadora de corrente se a multiplexagem não for usada. Se multiplexar múltiplos dígitos, os ânodos comuns são comutados por transístores. Os pinos de cátodo para cada segmento são ligados às saídas do driver, que drenam corrente para o terra. O valor da resistência limitadora de corrente é calculado usando a fórmula: R = (Vcc - VF) / IF, onde VF é a tensão direta do segmento (use o valor máximo para design de pior caso, por exemplo, 2,6V) e IF é a corrente direta desejada (por exemplo, 10 mA para brilho típico). Para uma alimentação de 5V: R = (5V - 2,6V) / 0,01A = 240 Ohms. Uma resistência padrão de 220 ou 270 Ohm seria adequada.

7.2 Considerações e Notas de Design

• Limitação de Corrente:Utilize sempre resistências limitadoras de corrente externas. Acionar os LEDs diretamente a partir de uma fonte de tensão ou de um pino de microcontrolador sem uma resistência causará fluxo de corrente excessivo, levando a falha imediata ou a uma redução significativa da vida útil.
• Multiplexagem:Para controlar múltiplos dígitos com menos pinos de I/O, utiliza-se multiplexagem. Isto envolve ciclar rapidamente a alimentação para o ânodo comum de cada dígito enquanto se apresentam os dados de segmento correspondentes nas linhas de cátodo partilhadas. A persistência da visão faz com que todos os dígitos pareçam acesos simultaneamente. A corrente de pico durante o curto tempo de ON pode ser superior à classificação DC, mas a corrente média não deve exceder a classificação de corrente direta contínua, considerando o ciclo de trabalho.
• Ângulo de Visão:O amplo ângulo de visão é benéfico, mas para legibilidade ótima, o display deve ser orientado de modo que a direção de visualização principal seja aproximadamente perpendicular à sua face.
• Proteção contra ESD:Embora não seja explicitamente declarado, os LEDs são sensíveis à descarga eletrostática (ESD). Devem ser observadas as precauções padrão de manuseamento de ESD durante a montagem.

8. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado com tecnologias mais antigas como displays incandescentes ou de fluorescência a vácuo (VFDs), o LTS-6775JD oferece vantagens significativas: menor consumo de energia, maior fiabilidade (sem filamento para queimar), tempo de resposta mais rápido e melhor resistência a choques/vibrações. Dentro do segmento de displays LED, o uso da tecnologia AlInGaP para hiper-vermelho oferece maior eficiência e potencialmente melhor estabilidade de cor ao longo do tempo e da temperatura em comparação com LEDs vermelhos mais antigos de GaAsP ou GaP. A altura de dígito de 0,56 polegadas coloca-o numa categoria de tamanho comum, competindo com outros displays semelhantes principalmente em especificações como brilho (intensidade luminosa), tensão direta (afetando o design da fonte de alimentação), ângulo de visão e qualidade/fiabilidade geral da embalagem.

9. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

P: Qual é a finalidade dos cátodos de "sinal de mais" e "sinal de menos" (pinos 9 e 1)?
R: Estes são segmentos de LED dedicados para exibir um símbolo "+" ou "-", tipicamente usados para indicar polaridade (por exemplo, para uma leitura de voltímetro) ou sinal para um valor numérico. São controlados independentemente dos segmentos principais do dígito.

P: Posso acionar este display com um sistema de microcontrolador de 3,3V?
R: Sim, mas deve recalcular a resistência limitadora de corrente. Usando o VF típico de 2,1V e um IF alvo de 10 mA: R = (3,3V - 2,1V) / 0,01A = 120 Ohms. A tensão de alimentação mais baixa fornece menos margem, pelo que a consistência do brilho pode ser mais sensível a variações no VF.

P: A corrente contínua máxima é de 25 mA a 25°C. Posso operá-lo a 20 mA para maior brilho?
R: Embora possível, operar perto do valor máximo absoluto reduz a margem de design e pode impactar a fiabilidade a longo prazo, especialmente se a temperatura ambiente for alta. É geralmente uma prática melhor operar no ou abaixo da condição de teste típica de 10 mA para um equilíbrio entre brilho, eficiência e vida útil.

P: O que significa "Ânodo Comum" para o meu design de circuito?
R: Significa que fornece tensão ao(s) pino(s) comum(ns) e drena corrente dos pinos de segmento para os ligar. O seu circuito de acionamento (microcontrolador, CI driver) deve ser configurado para drenar corrente (fornecer um nível lógico baixo ou ligação ao terra) para ativar um segmento.

10. Princípios Operacionais

O princípio fundamental por trás do LTS-6775JD é a eletroluminescência numa junção p-n de semicondutor, especificamente usando materiais AlInGaP. Quando uma tensão direta que excede a tensão de ativação do díodo (aproximadamente 2,1V) é aplicada, os eletrões da região tipo-n e as lacunas da região tipo-p são injetados na região ativa onde se recombinam. Num semicondutor de banda proibida direta como o AlInGaP, uma porção significativa deste evento de recombinação liberta energia na forma de fotões (luz). A composição específica das camadas de AlInGaP determina a energia da banda proibida, que por sua vez dita o comprimento de onda (cor) da luz emitida—neste caso, hiper-vermelho em torno de 650 nm. Cada um dos sete segmentos (A-G) e o ponto decimal é um LED separado ou um grupo de chips LED, ligados internamente de acordo com o diagrama de circuito. Ao aplicar seletivamente energia a estes segmentos individuais, o padrão para um dígito específico (0-9) ou caráter é formado.