Folha de Dados do Display LED LTS-5003AJD - Altura do Dígito 0,56 Polegadas - Vermelho AlInGaP - Tensão Direta 2,6V - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTS-5003AJD é um display alfanumérico de sete segmentos e um único dígito, projetado para aplicações que requerem leituras numéricas claras e brilhantes. A sua função principal é fornecer uma saída visual altamente legível para dados digitais. A vantagem central deste dispositivo reside na utilização da tecnologia avançada de chips de diodo emissor de luz (LED) de Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio (AlInGaP). Este sistema de material é conhecido por produzir luz vermelha de alta eficiência, contribuindo diretamente para os principais benefícios do display: alta intensidade luminosa, excelente contraste e aparência superior dos caracteres. O dispositivo é categorizado por intensidade luminosa, garantindo níveis de brilho consistentes entre lotes de produção. O seu mercado-alvo inclui painéis de controle industrial, equipamentos de teste e medição, eletrodomésticos e qualquer sistema embarcado onde seja necessário um indicador numérico confiável e de baixa potência.

2. Análise Profunda dos Parâmetros Técnicos

2.1 Características Fotométricas e Ópticas

O desempenho óptico é central para a funcionalidade do display. Sob uma condição de teste padrão de uma corrente direta (IF) de 10mA, a intensidade luminosa média (Iv) varia de um mínimo de 320 µcd a um máximo típico de 700 µcd. Este alto brilho é um resultado direto da eficiência do chip AlInGaP. As características de cor são definidas por comprimentos de onda específicos: o pico do comprimento de onda de emissão (λp) é tipicamente 656 nanômetros (nm), enquanto o comprimento de onda dominante (λd) é de 640 nm, posicionando-o firmemente na região vermelha do espectro visível. A meia-largura da linha espectral (Δλ) é de 22 nm, indicando uma emissão de cor relativamente pura. Um parâmetro crítico para a uniformidade de múltiplos segmentos é a taxa de correspondência de intensidade luminosa, especificada como no máximo 2:1 entre os segmentos com IF=10mA, garantindo uma iluminação equilibrada ao longo do dígito.

2.2 Características Elétricas

Os parâmetros elétricos definem os limites operacionais e os requisitos de energia. As especificações absolutas máximas estabelecem limites rígidos: a corrente direta contínua por segmento é de 25 mA, com um fator de derating de 0,33 mA/°C acima de 25°C. A corrente direta de pico, para operação pulsada (ciclo de trabalho 1/10, largura de pulso 0,1ms), pode atingir 90 mA. A tensão reversa máxima por segmento é de 5V. Sob condições normais de operação (IF=20mA), a tensão direta (VF) por segmento varia tipicamente de 2,1V a 2,6V. A corrente reversa (IR) é no máximo de 100 µA com VR=5V. A dissipação de potência por segmento não deve exceder 70 mW.

2.3 Especificações Térmicas e Ambientais

O dispositivo é classificado para uma faixa de temperatura de operação de -35°C a +85°C, com uma faixa de temperatura de armazenamento idêntica. Esta ampla faixa torna-o adequado para várias condições ambientais. A especificação de temperatura de soldagem é crucial para a montagem: o dispositivo pode suportar 260°C por 3 segundos num ponto a 1/16 de polegada (aproximadamente 1,59 mm) abaixo do plano de assentamento, o que é uma referência padrão para processos de soldagem por onda ou reflow.

3. Explicação do Sistema de Binning

A folha de dados indica que o dispositivo é "categorizado por intensidade luminosa." Isto implica um sistema de binning baseado na saída de luz medida a uma corrente fixa (provavelmente 10mA). Embora códigos de bin específicos não sejam detalhados neste documento, tal sistema garante que os clientes recebam displays com níveis de brilho consistentes e previsíveis. Os projetistas podem selecionar bins apropriados para os requisitos de contraste da sua aplicação, com bins de maior intensidade tipicamente usados para condições de alta luz ambiente.

4. Análise das Curvas de Desempenho

A folha de dados faz referência a "Curvas Típicas de Características Elétricas / Ópticas", que são essenciais para trabalhos de projeto detalhados. Embora os gráficos específicos não sejam fornecidos no texto, as curvas típicas para tal dispositivo incluiriam:Corrente Direta vs. Tensão Direta (Curva I-V): Esta mostra a relação não linear entre corrente e tensão, crucial para projetar circuitos limitadores de corrente.Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta (Curva I-L): Isto demonstra como a saída de luz aumenta com a corrente, ajudando a otimizar o equilíbrio entre brilho e consumo de energia.Intensidade Luminosa vs. Temperatura Ambiente: Esta curva mostra como a saída de luz diminui à medida que a temperatura sobe, o que é vital para projetos que operam em altas temperaturas.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

O dispositivo apresenta uma embalagem padrão de display de sete segmentos de um dígito com 10 pinos. A altura do dígito é de 0,56 polegadas (14,22 mm). O desenho das dimensões da embalagem (referenciado mas não detalhado no texto) forneceria dados mecânicos críticos. O dispositivo tem uma face cinza com segmentos brancos, o que melhora o contraste ao reduzir a luz ambiente refletida das áreas não iluminadas. A conexão dos pinos é claramente definida: os pinos 3 e 8 são os cátodos comuns, enquanto os pinos 1, 2, 4, 5, 6, 7, 9 e 10 são os ânodos para os segmentos E, D, C, Ponto Decimal, B, A, F e G, respetivamente. O diagrama do circuito interno confirma uma configuração de cátodo comum, onde todos os cátodos dos segmentos LED são conectados internamente.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

A adesão à especificação absoluta máxima para temperatura de solda é primordial. A especificação de 260°C por 3 segundos, medida a 1/16 de polegada abaixo do plano de assentamento, é projetada para prevenir danos térmicos aos chips LED e à embalagem de epóxi. Para soldagem por reflow, deve ser usado um perfil que se mantenha dentro deste limite. Precauções padrão para manusear dispositivos sensíveis à descarga eletrostática (ESD) devem ser observadas, embora não explicitamente declaradas, pois os LEDs são geralmente suscetíveis à ESD. O armazenamento deve ser dentro da faixa especificada de -35°C a +85°C num ambiente de baixa humidade.

7. Informações de Embalagem e Encomenda

O código principal de encomenda é LTS-5003AJD. A descrição "Rt. Hand Decimal" na tabela de números de peça sugere que esta versão inclui um ponto decimal à direita. Os detalhes de embalagem (tubo, bandeja ou bobina) e quantidades não são detalhados neste excerto. O "Spec No.: DS30-2001-364" e "BNS-OD-FC001/A4" são números internos de controlo de documentos.

8. Sugestões de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

Este display é ideal para qualquer dispositivo que necessite de um único dígito numérico. Aplicações comuns incluem: multímetros digitais, contadores de frequência, mostradores de relógio (para segundos ou minutos), controladores de temporizador industrial, painéis de controle de eletrodomésticos (ex.: fornos, micro-ondas) e painéis de indicadores de estado que mostram um único parâmetro como um número de canal ou código de erro.

8.2 Considerações de Projeto

Limitação de Corrente: Cada segmento deve ser acionado com um resistor limitador de corrente. O valor do resistor é calculado usando a fórmula R = (Vcc - VF) / IF, onde VF é a tensão direta (use o máximo de 2,6V para fiabilidade), Vcc é a tensão de alimentação e IF é a corrente direta desejada (não excedendo 25 mA contínuos).Circuito de Acionamento: Como um dispositivo de cátodo comum, é melhor acionado por um microcontrolador ou IC decodificador que possa drenar corrente (puxar o cátodo comum para baixo) e fornecer corrente aos ânodos dos segmentos individuais. Multiplexar múltiplos dígitos é uma técnica comum, mas este é um dispositivo de um único dígito.Ângulo de Visão: A folha de dados afirma um amplo ângulo de visão, o que é benéfico para painéis vistos de posições fora do eixo.

9. Comparação Técnica

Comparado com tecnologias mais antigas como LEDs vermelhos padrão de GaAsP ou GaP, a tecnologia AlInGaP no LTS-5003AJD oferece uma eficiência luminosa significativamente maior, resultando em maior brilho para a mesma corrente de acionamento. Comparado com alternativas contemporâneas, os seus principais diferenciadores são a altura específica do dígito de 0,56 polegadas, a cor vermelha de alta eficiência e a configuração de cátodo comum. Displays com dígitos maiores, cores diferentes (ex.: verde, amarelo) ou configurações de ânodo comum serviriam necessidades de projeto diferentes.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

P: Qual é a finalidade dos dois pinos de cátodo comum (3 e 8)?

R: Eles estão internamente conectados. Ter dois pinos proporciona uma melhor distribuição de corrente e estabilidade mecânica, e permite flexibilidade no layout da PCB.

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

R: Não. Deve usar um resistor limitador de corrente. Por exemplo, com uma alimentação de 5V e um IF alvo de 20mA, e usando VF(máx)=2,6V, o valor do resistor seria (5V - 2,6V) / 0,02A = 120 Ohms. Verifique sempre a capacidade de fornecimento de corrente do pino do microcontrolador.

P: O que significa "baixo requisito de potência" quantitativamente?

R: Num ponto de operação típico de 10mA por segmento e VF=2,6V, a potência por segmento é de 26 mW. Iluminar todos os 7 segmentos (mais o ponto decimal) consumiria 80mA no total, consumindo cerca de 208 mW, o que é relativamente baixo para um display brilhante.

P: Como é medida a intensidade luminosa?

R: Como observado, é medida com um sensor e filtro que se aproxima da curva de resposta fotópica do olho CIE, garantindo que a medição se correlaciona com a perceção humana de brilho.

11. Caso de Uso Prático

Considere projetar um tacómetro digital simples para um motor. Um microcontrolador mede a frequência de pulsos de um sensor. Este valor de frequência é convertido para RPM. O dígito mais significativo do RPM (ex.: o dígito dos "milhares") poderia ser exibido usando o LTS-5003AJD. O microcontrolador calcularia quais segmentos (A-G) iluminar para formar esse dígito, depois colocaria o cátodo comum em nível baixo e definiria os pinos de ânodo correspondentes em nível alto através de resistores limitadores de corrente. O alto brilho garante legibilidade num ambiente de oficina.

12. Princípio de Funcionamento

O dispositivo opera no princípio da eletroluminescência numa junção p-n de semicondutor. Quando uma tensão direta que excede a tensão de condução do díodo é aplicada através de um segmento (ânodo positivo, cátodo negativo), elétrons e lacunas recombinam-se na região ativa do material semicondutor AlInGaP. Esta recombinação liberta energia na forma de fotões, produzindo luz vermelha. A composição específica da liga de AlInGaP determina a energia da banda proibida, que define diretamente o comprimento de onda (cor) da luz emitida. Os sete segmentos são LEDs independentes dispostos num padrão de oito; ao energizar seletivamente diferentes combinações destes segmentos, todos os dígitos numéricos de 0 a 9 podem ser formados.

13. Tendências Tecnológicas

Embora os displays de sete segmentos permaneçam uma solução robusta e económica para leituras numéricas, a tendência mais ampla na tecnologia de displays é em direção a uma maior integração e flexibilidade. Módulos de múltiplos dígitos com controladores integrados (I2C, SPI) estão a tornar-se mais comuns, reduzindo a contagem de pinos do microcontrolador e a sobrecarga de software. Além disso, displays de matriz de pontos e OLEDs oferecem capacidades alfanuméricas e gráficas em embalagens de tamanho semelhante. No entanto, para aplicações que requerem apenas um dígito numérico simples, brilhante, confiável e eficiente em termos de energia, LEDs discretos de sete segmentos como o LTS-5003AJD, especialmente aqueles que usam materiais de alta eficiência como o AlInGaP, continuam a ser uma escolha relevante e ótima devido à sua simplicidade, durabilidade e excelente contraste em várias condições de iluminação.