Folha de Dados do Display LED LTS-5825SW-P - Dígito de 0,56 Polegadas - Segmentos Brancos - Tensão Direta de 3,2V - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTS-5825SW-P é um dispositivo de montagem em superfície (SMD) projetado como um display numérico de dígito único. Sua função principal é fornecer leituras numéricas claras e de alta visibilidade em equipamentos eletrônicos. O componente principal é um chip de LED branco de Nitreto de Gálio e Índio (InGaN) montado em um substrato de safira. Esta construção é conhecida por sua eficiência e estabilidade. O display apresenta um painel frontal cinza que melhora o contraste, combinado com segmentos de caracteres que emitem luz branca.

1.1 Características e Vantagens Principais

O dispositivo oferece várias vantagens distintas para integração em projetos eletrônicos modernos:

• Tamanho do Dígito:Uma altura de dígito de 0,56 polegadas (14,22 mm) proporciona excelente legibilidade à distância, tornando-o adequado para medidores de painel, instrumentação e eletrodomésticos.
• Desempenho Óptico:Oferece alto brilho e alto contraste, garantindo visibilidade clara mesmo em ambientes bem iluminados. O amplo ângulo de visão permite que o display seja lido de várias posições sem perda significativa de nitidez.
• Design dos Segmentos:Segmentos uniformes e contínuos contribuem para uma aparência de caractere limpa e profissional, evitando o aspecto de "matriz de pontos" de alguns displays.
• Eficiência Energética:A tecnologia InGaN permite baixo consumo de energia por segmento, o que é crucial para aplicações alimentadas por bateria ou sensíveis ao consumo energético.
• Confiabilidade:Como um dispositivo de estado sólido, oferece alta confiabilidade e longa vida operacional, sem partes móveis que se desgastem.
• Garantia de Qualidade:Os dispositivos são categorizados ("binned") por intensidade luminosa, permitindo que os projetistas selecionem componentes com níveis de brilho consistentes para painéis de exibição uniformes.
• Conformidade Ambiental:O encapsulamento é livre de chumbo e fabricado de acordo com as diretivas RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas).

2. Análise Detalhada das Especificações Técnicas

Esta seção fornece uma análise objetiva e detalhada dos limites operacionais e características de desempenho do dispositivo sob condições definidas.

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estes valores definem os limites de estresse além dos quais pode ocorrer dano permanente ao dispositivo. A operação nestes ou além destes limites não é garantida.

• Dissipação de Potência por Segmento:Máximo de 35 mW. Exceder este valor pode levar ao superaquecimento e degradação acelerada do chip LED.
• Corrente Direta de Pico por Segmento:50 mA, mas apenas sob condições pulsadas (ciclo de trabalho de 1/10, largura de pulso de 0,1 ms). Esta classificação é para pulsos de alta corrente breves, não para operação contínua.
• Corrente Direta Contínua por Segmento:A classificação base é 10 mA a 25°C. Um fator de derating de 0,1 mA/°C se aplica acima de 25°C. Por exemplo, a 85°C, a corrente contínua máxima seria: 10 mA - ((85°C - 25°C) * 0,1 mA/°C) = 4 mA.
• Faixa de Temperatura:O dispositivo é classificado para operação de -35°C a +105°C e pode ser armazenado dentro da mesma faixa.
• Condições de Soldagem:O dispositivo pode suportar soldagem por onda ou por refluxo com a ponta do ferro posicionada pelo menos 1/16 de polegada (aproximadamente 1,6 mm) abaixo do plano de assentamento por no máximo 3 segundos a 260°C.

2.2 Características Elétricas e Ópticas

Estes são os parâmetros de desempenho típicos medidos a Ta=25°C e uma corrente direta (I_F) de 5 mA, que é uma condição comum de teste e operação.

• Intensidade Luminosa Média (I_V):Varia de um mínimo de 71 mcd a um máximo de 165 mcd. A intensidade é medida usando um sensor filtrado para corresponder à resposta fotópica (adaptada à luz do dia) do olho humano (curva CIE).
• Coordenadas de Cromaticidade (x, y):O ponto de cor típico é especificado em x=0,294, y=0,286 no diagrama de cromaticidade CIE 1931. Isso define a cor branca emitida pelos segmentos.
• Tensão Direta por Chip (V_F):Tipicamente entre 2,7V e 3,2V a 5 mA. Este parâmetro é importante para projetar o circuito limitador de corrente para o display.
• Corrente Reversa (I_R):Máximo de 100 µA a uma tensão reversa (V_R) de 5V. É crucial notar que esta é apenas uma condição de teste; o LED não foi projetado para operar sob polarização reversa.
• Taxa de Compatibilidade de Intensidade Luminosa (I_V-m):Uma taxa máxima de 2:1 para segmentos dentro de uma área de luz similar. Isso garante que todos os segmentos de um dígito tenham brilho razoavelmente uniforme.
• Especificação de Crosstalk (Interferência):Definida como ≤ 2,5%. Isso mede a iluminação não intencional de um segmento adjacente quando outro é acionado, o que deve ser mínimo para um display limpo.

2.3 Sensibilidade à Descarga Eletrostática (ESD)

Como a maioria dos dispositivos semicondutores, o chip LED é suscetível a danos por descarga eletrostática. A folha de dados recomenda fortemente práticas padrão de prevenção de ESD: usar pulseiras ou luvas antiestáticas aterradas, garantir que todas as estações de trabalho e equipamentos estejam devidamente aterrados e empregar ionizadores para neutralizar cargas estáticas que possam se acumular no encapsulamento plástico durante o manuseio.

3. Explicação do Sistema de Categorização (Binning)

Para garantir consistência na produção, os dispositivos são classificados em categorias ("bins") com base em parâmetros-chave. Isso permite que os fabricantes selecionem peças com características quase idênticas para um produto final uniforme.

3.1 Categorização por Tensão Direta (V_F)

Os dispositivos são categorizados em bins (3 a 7) com base em sua tensão direta a 5 mA. Cada bin tem uma faixa de 0,1V (por exemplo, Bin 3: 2,70V-2,80V, Bin 4: 2,80V-2,90V). A tolerância dentro de cada bin é de ±0,1V. Combinar bins de V_F ajuda a projetar circuitos de acionamento mais simples e uniformes.

3.2 Categorização por Intensidade Luminosa (I_V)

Este é um parâmetro de categorização crítico para a uniformidade do display. Os bins são rotulados (por exemplo, Q11, Q12, R11, R21) com valores mínimos e máximos de intensidade luminosa definidos em milicandelas (mcd). Por exemplo, o bin R21 cobre de 146,0 a 165,0 mcd. A tolerância para cada bin de intensidade é de ±15%. Usar peças do mesmo ou de bins de I_V adjacentes é essencial para um display onde todos os dígitos têm brilho igual.

3.3 Categorização por Matiz (Cor)

O ponto de cor branca também é categorizado. A folha de dados define vários bins de matiz (S1-2, S2-2, S3-1, etc.), cada um especificando uma área quadrilátera no diagrama de cromaticidade CIE 1931 definida por quatro pares de coordenadas (x, y). O ponto típico (x=0,294, y=0,286) está dentro dos bins S3-1 e S4-1. A tolerância para cada coordenada de matiz é de ±0,01. Bins de cor consistentes previnem diferenças de cor perceptíveis entre segmentos ou dígitos em um display de múltiplos dígitos.

4. Informações Mecânicas e de Encapsulamento

4.1 Dimensões do Encapsulamento

O dispositivo está em conformidade com um padrão de montagem SMD. Todas as dimensões críticas são fornecidas em milímetros com uma tolerância geral de ±0,25 mm, salvo indicação em contrário. Notas dimensionais importantes incluem limites para material estranho dentro da área do segmento (≤10 mils), contaminação por tinta na superfície (≤20 mils), bolhas permitidas no segmento (≤10 mils), curvatura máxima do refletor (≤1% do seu comprimento) e um tamanho máximo de rebarba de 0,14 mm nos pinos plásticos. Isso garante compatibilidade mecânica e qualidade visual.

4.2 Configuração dos Pinos e Diagrama de Circuito

O LTS-5825SW-P é um dispositivo de ânodo comum. O diagrama de circuito interno mostra dez pinos controlando os sete segmentos principais (A a G), o ponto decimal (DP) e duas conexões de ânodo comum. A pinagem é a seguinte: Pino 1: Cátodo E, Pino 2: Cátodo D, Pino 3: Ânodo Comum, Pino 4: Cátodo C, Pino 5: Cátodo DP, Pino 6: Cátodo B, Pino 7: Cátodo A, Pino 8: Ânodo Comum, Pino 9: Cátodo F, Pino 10: Cátodo G. Os pinos 3 e 8 estão internamente conectados como o ânodo comum. Para acender um segmento, seu pino de cátodo correspondente deve ser colocado em nível baixo (conectado ao terra ou a um dreno de corrente) enquanto o ânodo comum é mantido em nível alto (conectado à fonte positiva através de um resistor limitador de corrente).

5. Diretrizes de Montagem e Aplicação

5.1 Instruções de Soldagem SMT

O dispositivo é projetado para montagem em superfície usando processos de soldagem por refluxo. Uma instrução crítica é que o número de ciclos do processo de refluxo deve ser limitado a menos de duas vezes. Ciclos térmicos repetidos podem tensionar o encapsulamento e as juntas de solda. O processo de resfriamento após o refluxo deve retornar a montagem à temperatura ambiente normal de forma controlada para evitar choque térmico.

5.2 Sugestões de Aplicação

O LTS-5825SW-P é ideal para aplicações que requerem um display numérico único e altamente legível. Casos de uso comuns incluem:

• Equipamentos de Teste e Medição:Multímetros digitais, contadores de frequência, fontes de alimentação.
• Eletrodomésticos:Fornos de micro-ondas, aparelhos de ar condicionado, máquinas de lavar (para exibição de timer ou temperatura).
• Controles Industriais:Medidores de painel para monitoramento de processos, displays de contadores.
• Mercado Automotivo (Aftermarket):Medidores e mostradores.

5.2.1 Considerações de Projeto

• Limitação de Corrente:Sempre use um resistor em série para cada segmento ou para o ânodo comum para limitar a corrente ao valor nominal (por exemplo, 5-10 mA típico). O valor do resistor é calculado como R = (V_fonte - V_F) / I_F.
• Multiplexação:Para displays de múltiplos dígitos usando componentes similares, a multiplexação por divisão de tempo pode ser usada para controlar vários dígitos com menos pinos de acionamento. Certifique-se de que a corrente de pico na operação multiplexada não exceda os valores máximos absolutos.
• Proteção contra ESD:Incorpore diodos de proteção ESD nas linhas de entrada se o display estiver em uma área acessível ao usuário, além das precauções de manuseio durante a montagem.

6. Comparação Técnica e Tendências

6.1 Princípio de Operação

O dispositivo opera com base no princípio da eletroluminescência em uma junção p-n semicondutora. Quando uma tensão direta que excede o limiar do diodo (V_F) é aplicada, elétrons e lacunas se recombinam na região ativa do chip InGaN, liberando energia na forma de fótons (luz). O substrato de safira fornece uma base estável e com rede cristalina compatível para o crescimento das camadas de InGaN de alta qualidade necessárias para a emissão eficiente de luz branca, frequentemente alcançada usando um chip LED azul com revestimento de fósforo.

6.2 Diferenciação e Tendências

Comparado com tecnologias mais antigas, como LEDs vermelhos de GaAsP ou displays fluorescentes a vácuo (VFDs), os LEDs brancos baseados em InGaN oferecem eficiência superior, vida útil mais longa, tensão de operação mais baixa e uma aparência mais moderna. A tendência em displays SMD é em direção a maior densidade de pixels (mais segmentos ou matriz de pontos), capacidade de cor total (RGB) e integração com sensores de toque ou microcontroladores. No entanto, para leituras numéricas simples, de baixo custo e alta confiabilidade, displays de segmento de dígito único como o LTS-5825SW-P permanecem altamente relevantes devido à sua simplicidade, excelente legibilidade e desempenho comprovado.