Ficha Técnica do Display LED LTS-2806SKG-P - Dígito de 0,28 Polegadas - Verde AlInGaP - Tensão Direta de 2,6V - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTS-2806SKG-P é um display LED de um dígito, do tipo montagem superficial (SMD), projetado para aplicações que requerem indicação numérica clara num formato compacto. Apresenta uma altura de dígito de 0,28 polegadas (7,0 mm), sendo adequado para integração em diversos dispositivos eletrónicos onde o espaço é limitado. O display utiliza tecnologia de semicondutor AlInGaP (Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio) para os seus segmentos emissores de luz, o que proporciona uma cor verde distinta. O encapsulamento caracteriza-se por uma face cinza e segmentos brancos, melhorando o contraste e a legibilidade. Este dispositivo é categorizado por intensidade luminosa e está em conformidade com as diretivas de isenção de chumbo e RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas), sendo adequado para a fabricação eletrónica moderna.

1.1 Características Principais

• Tamanho do Dígito:Altura do caráter: 0,28 polegadas (7,0 mm).
• Tecnologia:Utiliza chips LED AlInGaP num substrato de GaAs não transparente para emissão de luz verde.
• Uniformidade:Iluminação dos segmentos contínua e uniforme.
• Eficiência Energética:Baixo consumo de energia para aplicações sensíveis ao consumo.
• Desempenho Óptico:Aspeto do caráter excelente, alto brilho e elevada relação de contraste.
• Ângulo de Visão:Amplo ângulo de visão para visibilidade a partir de várias posições.
• Fiabilidade:Construção de estado sólido que garante uma longa vida operacional.
• Controlo de Qualidade:Os dispositivos são categorizados ("binned") com base na intensidade luminosa.
• Conformidade Ambiental:Encapsulamento sem chumbo, em conformidade com as normas RoHS.

1.2 Identificação do Dispositivo

O número de peçaLTS-2806SKG-Pidentifica este modelo específico. Trata-se de um display LED verde AlInGaP com configuração de ânodo comum.

2. Parâmetros Técnicos: Interpretação Objetiva e Detalhada

Esta secção fornece uma análise detalhada das especificações elétricas e ópticas que definem os limites de desempenho e as condições de operação do display LTS-2806SKG-P.

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estes valores definem os limites de stress além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. A operação sob ou nestes limites não é garantida e deve ser evitada num projeto fiável.

• Dissipação de Potência por Segmento:70 mW. Esta é a potência máxima que pode ser dissipada com segurança por um único segmento LED sem causar dano térmico.
• Corrente Direta de Pico por Segmento:60 mA. Esta corrente é permitida apenas em condições pulsadas (ciclo de trabalho de 1/10, largura de pulso de 0,1 ms) para evitar sobreaquecimento.
• Corrente Direta Contínua por Segmento:25 mA a 25°C. Este valor diminui linearmente acima de 25°C com um fator de derating de 0,28 mA/°C. Por exemplo, a 85°C, a corrente contínua máxima seria aproximadamente: 25 mA - (0,28 mA/°C * (85°C - 25°C)) = 25 mA - 16,8 mA = 8,2 mA.
• Gama de Temperatura de Operação e Armazenamento:-35°C a +105°C. O dispositivo pode ser armazenado e operado dentro desta gama completa.
• Temperatura de Soldadura:O encapsulamento pode suportar soldadura com ferro a 260°C durante 3 segundos, medido 1/16 de polegada (≈1,6 mm) abaixo do plano de assentamento.

2.2 Características Elétricas e Ópticas

Estes são os parâmetros de desempenho típicos medidos em condições de teste especificadas (Ta=25°C). São utilizados para o projeto do circuito e expectativa de desempenho.

• Intensidade Luminosa Média (I_V):Esta é a principal medida de brilho.
  • Mínima: 201 µcd, Típica: 501 µcd a I_F= 2 mA.
  • Típica: 5210 µcd a I_F= 20 mA. Isto mostra a relação não linear entre a corrente e a saída de luz; um aumento de 10x na corrente produz aproximadamente um aumento de 10x na intensidade nesta gama.
  • A medição segue a curva de resposta do olho CIE para precisão.
• Características do Comprimento de Onda:
  • Comprimento de Onda de Emissão de Pico (λ_p):574 nm (típico). Este é o comprimento de onda no qual a potência óptica emitida é maior.
  • Comprimento de Onda Dominante (λ_d):571 nm (típico). Este é o comprimento de onda único percebido pelo olho humano, definindo a cor (verde).
  • Largura a Meia Altura Espectral (Δλ):15 nm (típico). Isto indica a pureza espectral; um valor menor significa uma cor mais monocromática.
• Tensão Direta por Chip (V_F):2,6 V (típico), com um máximo de 2,6 V a I_F= 20 mA. Os projetistas devem garantir que o circuito de acionamento pode fornecer esta tensão.
• Corrente Inversa (I_R):100 µA (máximo) a V_R= 5V. Este parâmetro é apenas para fins de teste; não é recomendável aplicar tensão inversa contínua.
• Rácio de Correspondência de Intensidade Luminosa:2:1 (máximo). Isto especifica a variação máxima de brilho permitida entre segmentos dentro de um único dispositivo, garantindo uniformidade visual.
• Interferência (Crosstalk):≤ 2,5%. Isto define a quantidade máxima de emissão de luz não intencional de um segmento não ativado quando um segmento adjacente está aceso.

2.3 Explicação do Sistema de Categorização (Binning)

A ficha técnica afirma que o dispositivo é "categorizado por intensidade luminosa." Isto implica um processo de "binning" onde as unidades fabricadas são classificadas ("binned") com base na saída de luz medida a uma corrente de teste padrão (provavelmente 2 mA ou 20 mA). Os projetistas podem selecionar categorias para garantir brilho consistente em vários displays num produto. Os códigos de categoria ou gamas de intensidade específicos não são detalhados neste documento, mas estariam tipicamente disponíveis junto do fabricante para aquisição.

3. Análise das Curvas de Desempenho

Embora curvas gráficas específicas sejam referenciadas na ficha técnica, as suas implicações típicas são aqui analisadas com base no comportamento padrão dos LEDs e nos parâmetros fornecidos.

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

A V_Ftípica de 2,05V a 2,6V a 20mA indica a característica de ligação do díodo. A curva mostraria um aumento exponencial da corrente após a tensão de ligação (~1,8-2,0V para AlInGaP), tornando-se mais linear a correntes mais altas. Recomenda-se um driver de corrente constante em vez de um driver de tensão constante para garantir uma saída de luz estável e evitar fuga térmica.

3.2 Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta (Curva I-L)

Os pontos de dados (2mA -> 501 µcd, 20mA -> 5210 µcd) sugerem uma relação largamente linear entre a corrente e a saída de luz nesta gama de operação. No entanto, a eficiência (saída de luz por unidade de potência elétrica) tipicamente diminui a correntes muito altas devido ao aumento do calor. A redução da corrente contínua com a temperatura está diretamente relacionada com a preservação desta eficiência e da vida útil do dispositivo.

3.3 Distribuição Espectral

Com um comprimento de onda dominante de 571 nm e uma largura a meia altura de 15 nm, a luz emitida é um verde relativamente puro. O pico a 574 nm é ligeiramente mais alto, o que é comum. Esta informação espectral é crucial para aplicações onde a consistência da cor ou a interação com um comprimento de onda específico é importante.

4. Informação Mecânica e do Encapsulamento

4.1 Dimensões do Encapsulamento

O dispositivo está conforme a um padrão de montagem superficial (SMD). Notas dimensionais importantes incluem:

• Todas as dimensões estão em milímetros com uma tolerância geral de ±0,25 mm, salvo indicação em contrário.
• São definidos controlos de qualidade específicos para a face do display: material estranho nos segmentos ≤ 10 mils, contaminação por tinta ≤ 20 mils, bolhas nos segmentos ≤ 10 mils e curvatura do refletor ≤ 1% do seu comprimento.
• A rebarba do pino de plástico não deve exceder 0,1 mm.

Um desenho dimensionado detalhado é fornecido na ficha técnica original para o projeto do padrão de soldadura na PCB.

4.2 Diagrama de Circuito Interno e Ligação dos Pinos

O display tem uma configuração deânodo comum. Isto significa que os ânodos (terminais positivos) de todos os segmentos LED estão ligados internamente a pinos comuns (Pino 4 e Pino 9). Cada cátodo (terminal negativo) de segmento tem o seu próprio pino dedicado. 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 ânodo comum é mantido em nível alto (ligado à alimentação positiva através de uma resistência limitadora de corrente).

Definição dos Pinos:

1: Sem Ligação (N/C)

2: Cátodo D

3: Cátodo E

4: Ânodo Comum

5: Cátodo C

6: Cátodo DP (Ponto Decimal)

7: Cátodo B

8: Cátodo A

9: Ânodo Comum

10: Cátodo F

11: Sem Ligação (N/C)

12: Cátodo G

Os dois pinos de ânodo comum (4 & 9) estão provavelmente ligados internamente e proporcionam flexibilidade no roteamento da PCB e potencialmente uma melhor distribuição de corrente.

5. Diretrizes de Soldadura e Montagem

5.1 Instruções de Soldadura SMT

O dispositivo destina-se a processos de soldadura por refluxo. Instruções críticas incluem:

• Ciclos de Refluxo Máximos:O dispositivo pode suportar um máximo de dois processos de soldadura por refluxo. É necessário um arrefecimento completo até à temperatura ambiente entre o primeiro e o segundo ciclo.
• Perfil de Refluxo Recomendado:
  • Pré-aquecimento: 120–150°C.
  • Tempo de pré-aquecimento: Máximo 120 segundos.
  • Temperatura de pico: Máximo 260°C.
  • Tempo acima do líquido: Máximo 5 segundos.
• Soldadura Manual (Ferro):Se necessário, a temperatura do ferro não deve exceder 300°C e o tempo de contacto não deve exceder 3 segundos.

Aderir a estes perfis previne danos térmicos nos chips LED, na carcaça de plástico e nas ligações internas por fio.

5.2 Padrão de Soldadura Recomendado

É fornecida uma recomendação de padrão de soldadura ("footprint") para garantir a formação fiável das juntas de solda e estabilidade mecânica. Este padrão considera o tamanho, forma e espaçamento das pastilhas relativamente aos terminais do dispositivo para obter filetes de solda adequados e evitar pontes.

5.3 Sensibilidade à Humidade e Armazenamento

Os displays SMD são enviados em embalagem à prova de humidade (provavelmente com um dessecante e um cartão indicador de humidade).

• Condições de Armazenamento:As embalagens fechadas devem ser armazenadas a ≤ 30°C e ≤ 60% de Humidade Relativa (HR).
• Exposição:Uma vez aberta a bolsa selada, os dispositivos começam a absorver humidade do ambiente.
• Requisito de Secagem (Baking):Se expostos a condições ambientais para além do tempo de vida útil especificado (não declarado, mas tipicamente 168 horas para um dispositivo Nível 3), as peças DEVEM ser secas antes do refluxo para remover a humidade absorvida. A falha em fazê-lo pode causar "popcorning" ou delaminação interna durante o processo de refluxo a alta temperatura.
• Parâmetros de Secagem (apenas uma vez):
  • Para peças em bobina: 60°C durante ≥ 48 horas.
  • Para peças a granel: 100°C durante ≥ 4 horas ou 125°C durante ≥ 2 horas.

6. Embalagem e Informação de Encomenda

6.1 Especificações de Embalagem

Os dispositivos são fornecidos em fita e bobina para montagem automática pick-and-place.

• Tipo de Bobina:Bobina padrão de 13 polegadas (330 mm) de diâmetro.
• Quantidade por Bobina:1000 peças.
• Comprimento da Embalagem:38,5 metros de fita transportadora por bobina de 22 polegadas (isto parece referir-se ao comprimento da fita, possivelmente para uma bobina mestra maior).
• Quantidade Mínima de Encomenda (MOQ):Para quantidades remanescentes, a embalagem mínima é de 250 peças.
• Fita Transportadora:Feita de liga de poliestireno condutor preto. As dimensões estão em conformidade com as normas EIA-481. A fita tem um limite de curvatura de 1 mm em 250 mm e uma espessura de 0,40 ± 0,05 mm.
• Guia e Final (Leader & Trailer):A fita inclui uma guia (≥ 400 mm) e um final (≥ 40 mm) para alimentação da máquina, com um espaço mínimo de 40 mm entre o fim dos componentes e o início do final.

7. Sugestões de Aplicação e Considerações de Projeto

7.1 Cenários de Aplicação Típicos

• Eletrónica de Consumo:Indicadores digitais em eletrodomésticos, equipamentos de áudio, extensões elétricas ou carregadores.
• Instrumentação:Painéis de medição, displays de equipamentos de teste ou interfaces de sistemas de controlo.
• Controlos Industriais:Indicadores de estado, displays de contadores ou leituras de parâmetros em máquinas.
• Automóvel (Aftermarket):Displays para medidores auxiliares ou módulos eletrónicos personalizados (considerar requisitos de temperatura estendidos).

7.2 Considerações de Projeto

• Limitação de Corrente:Utilize sempre uma resistência limitadora de corrente em série para cada ligação de ânodo comum. O valor da resistência é calculado como R = (V_{alimentação}- V_F) / I_F. Para uma alimentação de 5V e um I_Falvo de 10 mA com V_F~2,4V: R = (5 - 2,4) / 0,01 = 260 Ω. Utilize o próximo valor padrão (270 Ω).
• Multiplexagem:Para displays de múltiplos dígitos, pode ser utilizado um esquema de multiplexagem onde os ânodos comuns de diferentes dígitos são acionados sequencialmente a uma alta frequência, enquanto os cátodos (segmentos) são acionados com o padrão para o dígito ativo. Isto reduz significativamente o número de pinos de I/O necessários.
• Gestão de Calor:Observe a curva de derating da corrente para temperaturas ambientes elevadas. Garanta cobre adequado na PCB ou ventilação se operar perto dos limites máximos de temperatura ou corrente.
• Proteção contra ESD:Embora não explicitamente declarado, devem ser observadas as precauções padrão de manuseamento de ESD (Descarga Eletrostática) durante a montagem.

8. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado com outros displays SMD de um dígito, os principais diferenciadores do LTS-2806SKG-P são:

• Tecnologia do Material:A utilização de chips AlInGaP oferece maior eficiência e potencialmente melhor estabilidade térmica para a emissão verde em comparação com tecnologias mais antigas como o GaP.
• Brilho:Uma intensidade típica de mais de 5000 µcd a 20 mA é bastante brilhante para um display de 0,28 polegadas, sendo adequado para ambientes bem iluminados.
• Contraste:O design de face cinza/segmentos brancos está otimizado para alto contraste, melhorando a legibilidade.
• Encapsulamento:O encapsulamento SMD sem chumbo e em conformidade com a RoHS está alinhado com as regulamentações ambientais modernas e linhas de montagem automatizadas.

9. Perguntas Frequentes (Baseadas nos Parâmetros Técnicos)

9.1 Qual é a diferença entre comprimento de onda de pico e comprimento de onda dominante?

O comprimento de onda de pico (λ_p=574 nm) é o pico físico do espetro de luz emitido. O comprimento de onda dominante (λ_d=571 nm) é o comprimento de onda único que seria percebido pelo olho humano como tendo a mesma cor. Muitas vezes diferem ligeiramente. Os projetistas preocupados com a correspondência de cores devem referir-se ao comprimento de onda dominante.

9.2 Posso acionar este display diretamente com um pino de microcontrolador de 3,3V?

Não. A tensão direta (V_F) é tipicamente 2,05-2,6V. Embora 3,3V seja superior a isto, deve incluir uma resistência limitadora de corrente. Além disso, um pino GPIO de um microcontrolador normalmente não pode fornecer ou drenar corrente suficiente (25 mA contínuos máx. por segmento) para acionamento direto. Utilize um transistor ou um CI driver de LED dedicado.

9.3 Por que existem dois pinos de ânodo comum?

Ter dois pinos (4 e 9) ligados internamente ao ânodo comum permite um layout de PCB mais flexível, pode ajudar a distribuir a corrente de forma mais uniforme pelo display e fornece redundância caso uma junta de solda esteja defeituosa.

9.4 Como interpreto o rácio de correspondência de intensidade luminosa "2:1"?

Isto significa que, dentro de um único dispositivo, o segmento mais brilhante não será mais do que duas vezes mais brilhante do que o segmento mais escuro quando acionado em condições idênticas (I_F=2mA). Isto garante a uniformidade visual do número exibido.

10. Estudo de Caso: Projeto Prático e Utilização

Cenário:Projetar um indicador digital de temperatura simples para um dispositivo protótipo. O microcontrolador tem um número limitado de pinos de I/O.

Implementação:Utilize uma versão de 3 dígitos de um display similar (ou três unidades LTS-2806SKG-P). Ligue todos os cátodos de segmento correspondentes (A, B, C, D, E, F, G, DP) em conjunto através dos três dígitos, utilizando 8 pinos do microcontrolador. Ligue o ânodo comum de cada dígito a um pino separado do microcontrolador através de um pequeno transistor NPN (por exemplo, 2N3904) para lidar com a corrente cumulativa mais alta dos segmentos. O firmware do microcontrolador cicla rapidamente (multiplexa) ativando o transistor do ânodo de cada dígito, um de cada vez, enquanto envia o padrão de segmentos para esse dígito. Uma taxa de atualização de 100 Hz ou superior previne cintilação visível. As resistências limitadoras de corrente são colocadas nas linhas do ânodo comum (antes dos transistores). Esta abordagem controla 3 dígitos com apenas 8+3=11 pinos de I/O, em vez de 8*3=24 pinos para acionamento direto.

11. Introdução ao Princípio de Funcionamento

O LTS-2806SKG-P opera com base no princípio da eletroluminescência numa junção p-n de semicondutor. Quando uma tensão direta que excede a tensão de ligação do díodo é aplicada, os eletrões da camada n de AlInGaP recombinam-se com as lacunas da camada p. Este evento de recombinação liberta energia na forma de fotões (luz). A composição específica da liga AlInGaP determina a energia da banda proibida, que dita diretamente o comprimento de onda (cor) da luz emitida—neste caso, verde (~571 nm). O substrato de GaAs não transparente ajuda a refletir a luz para o exterior, melhorando a eficiência. Cada segmento do dígito é formado por um ou mais destes minúsculos chips LED ligados em paralelo ou em série dentro do encapsulamento.

12. Tendências de Desenvolvimento

A evolução dos displays LED SMD como o LTS-2806SKG-P segue tendências mais amplas na optoeletrónica:

• Aumento da Eficiência:A investigação contínua em ciência dos materiais visa melhorar os lúmens por watt (eficácia), reduzindo o consumo de energia para o mesmo brilho.
• Miniaturização:Embora 0,28 polegadas seja padrão, existe procura por alturas de dígito menores em dispositivos ultracompactos, pressionando os limites da tecnologia de encapsulamento e de chips.
• Gama de Cores Aprimorada e Mais Opções:Avanços em materiais de fósforo e semicondutores diretos (como InGaN para azul/verde) podem oferecer cores mais brilhantes e saturadas ou novas opções de cores em fatores de forma semelhantes.
• Integração:Dispositivos futuros podem integrar o CI driver de LED ou lógica (por exemplo, um descodificador BCD para 7 segmentos) diretamente no encapsulamento do display, simplificando o projeto do sistema.
• Melhor Desempenho Térmico:Novos materiais e designs de encapsulamento para dissipar melhor o calor, permitindo correntes de acionamento e brilho mais altos ou maior longevidade a temperaturas ambientes elevadas.

Estas tendências focam-se em fornecer maior desempenho, maior flexibilidade de projeto e maior fiabilidade em aplicações cada vez mais exigentes.