Ficha Técnica do Display LED LTD-3812SW-P - Altura de Dígito 0,3 Polegadas - Cor Branca - Corrente Direta 5mA - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTD-3812SW-P é um dispositivo de montagem em superfície (SMD) projetado como um display numérico de dois dígitos. Sua função principal é fornecer leituras numéricas claras e de alta visibilidade em equipamentos eletrónicos. A tecnologia central é baseada em chips de LED branco InGaN (Nitreto de Gálio e Índio) montados sobre um substrato de safira. Esta combinação resulta num display com face preta e segmentos brancos, oferecendo excelente contraste para fácil legibilidade.

1.1 Características e Vantagens Principais

O display é projetado para desempenho e fiabilidade em eletrónica moderna. O seu conjunto de características atende aos requisitos comuns para aplicações de indicadores e displays.

• Tamanho do Dígito:Apresenta uma altura de caractere de 0,3 polegadas (7,62 mm), tornando-o adequado para aplicações onde o espaço é limitado, mas a legibilidade é crucial.
• Qualidade Óptica:Oferece segmentos contínuos e uniformes para uma aparência visual consistente, alto brilho e um amplo ângulo de visão.
• Requer baixa potência para operar e é construído com a fiabilidade do estado sólido, garantindo uma longa vida útil.
• Padronização:Os dispositivos são categorizados ("binned") por intensidade luminosa e cromaticidade, permitindo um desempenho consistente na produção em lote.
• Conformidade Ambiental:O encapsulamento é livre de chumbo e está em conformidade com as diretivas RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas).

2. Análise Profunda das Especificações Técnicas

Esta secção 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 representam os limites de stress além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. A operação nestes ou próximos destes limites não é recomendada para um desempenho fiável.

• Dissipação de Potência por Segmento:Máximo de 35 mW.
• Corrente Direta de Pico por Segmento:50 mA (em condições pulsadas: ciclo de trabalho 1/10, largura de pulso de 0,1ms).
• Corrente Direta Contínua por Segmento:10 mA a 25°C. Esta classificação reduz linearmente a 0,11 mA/°C à medida que a temperatura ambiente (Ta) aumenta acima de 25°C.
• Intervalos de Temperatura:Intervalo de temperatura de operação e armazenamento é de -35°C a +105°C.
• Tolerância à Soldagem:O dispositivo pode suportar soldagem com ferro a 260°C durante 3 segundos, com a ponta do ferro posicionada pelo menos 1/16 de polegada abaixo do plano de assentamento.

2.2 Características Elétricas e Ópticas

Estes são os parâmetros de desempenho típicos medidos a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C e uma corrente direta (IF) de 5 mA, que é a condição de teste padrão.

• Intensidade Luminosa (IV):Varia de um mínimo de 71 mcd a um máximo de 165 mcd por chip. A intensidade é medida usando uma combinação de sensor e filtro que se aproxima da curva de resposta fotópica (CIE) do olho humano.
• Coordenadas de Cromaticidade (x, y):Definidas no diagrama de cromaticidade CIE 1931. Os valores típicos fornecidos são x=0,294 e y=0,286, indicando um ponto de branco.
• Tensão Direta (VF):Por chip, tipicamente entre 2,7V e 3,2V a 5mA.
• Corrente Reversa (IR):Máximo de 100 µA a uma tensão reversa (VR) de 5V. Este parâmetro é apenas para fins de teste; o LED não foi projetado para operação contínua em polarização reversa.
• Correspondência de Intensidade Luminosa:A relação de intensidade entre segmentos numa área iluminada semelhante é de 2:1 ou melhor, garantindo uma aparência uniforme.
• Interferência (Crosstalk):Especificado como ≤ 2,5%, minimizando a iluminação indesejada de segmentos adjacentes apagados.

2.3 Sensibilidade à Descarga Eletrostática (ESD)

Como a maioria dos dispositivos semicondutores, estes LEDs são suscetíveis a danos por descarga eletrostática. A ficha técnica recomenda fortemente práticas padrão de prevenção de ESD: usar pulseiras ou luvas antiestáticas aterradas, garantir que todas as bancadas de trabalho e equipamentos estejam devidamente aterrados e empregar ionizadores para neutralizar cargas estáticas que possam acumular-se no encapsulamento plástico durante a manipulação.

3. Explicação do Sistema de Categorização (Binning)

Para garantir consistência, os LEDs são classificados em categorias ("bins") com base em parâmetros-chave. Isto permite aos projetistas selecionar componentes com características muito próximas para a sua aplicação.

3.1 Categorização da Tensão Direta (VF)

Os LEDs são categorizados em bins (de 3 a 7) com base na sua queda de tensão direta a 5mA. Cada bin tem uma faixa de 0,1V (ex.: Bin 3: 2,70V-2,80V, Bin 4: 2,80V-2,90V), com uma tolerância de ±0,1V dentro de cada bin. Isto ajuda no projeto de circuitos de acionamento de corrente estáveis.

3.2 Categorização da Intensidade Luminosa (IV)

A saída luminosa é categorizada usando códigos como Q11, Q12, R11, etc. Cada bin define uma faixa específica de saída em milicandelas (mcd) a 5mA (ex.: Q11: 71,0-81,0 mcd, R21: 146,0-165,0 mcd). A tolerância para a intensidade luminosa dentro de um bin é de ±15%.

3.3 Categorização da Matiz (Cromaticidade)

A cor da luz branca é controlada com precisão através de bins de matiz (S1-2, S2-2, S3-1, etc.). Cada bin é definido por uma área quadrilátera no diagrama de cromaticidade CIE 1931, especificando a faixa permitida das coordenadas x e y. A tolerância para as coordenadas de cromaticidade (x, y) dentro de um bin é de ±0,01. Um diagrama na ficha técnica mapeia visualmente estes bins.

4. Informações Mecânicas e do Encapsulamento

4.1 Dimensões do Encapsulamento

O dispositivo está de acordo com uma pegada SMD específica. Todas as dimensões críticas são fornecidas em milímetros, com uma tolerância geral de ±0,25 mm, salvo indicação em contrário. A ficha técnica também inclui notas sobre defeitos cosméticos aceitáveis, como limites para material estranho, contaminação por tinta, bolhas dentro dos segmentos, curvatura do refletor e rebarbas nos pinos de plástico.

4.2 Configuração dos Pinos e Diagrama de Circuito

O LTD-3812SW-P é um display de ânodo comum. O diagrama de circuito interno mostra a interligação dos segmentos de LED para três dígitos (embora o dispositivo seja um display de dois dígitos, a disposição dos pinos sugere um projeto compatível com uma pegada de três dígitos). A tabela de ligação dos pinos lista claramente a função de cada um dos 10 pinos: por exemplo, o Pino 1 é o ânodo comum para o Dígito 1, o Pino 2 é o cátodo para os segmentos D2 e D3, e assim por diante. O Pino 10 é indicado como "Sem Ligação".

5. Diretrizes de Soldagem e Montagem

5.1 Instruções para Soldagem SMT

O dispositivo destina-se a processos de soldagem por refluxo (reflow). Parâmetros críticos são especificados para evitar danos térmicos.

• Limite do Processo de Reflow:O dispositivo pode suportar um máximo de dois ciclos de soldagem por refluxo. A montagem deve ser deixada arrefecer até à temperatura normal entre o primeiro e o segundo ciclo.
• Perfil de Reflow:A temperatura de pré-aquecimento recomendada é de 120-150°C por um máximo de 120 segundos. A temperatura de pico durante o refluxo não deve exceder 260°C.
• Soldagem Manual:Se for usado um ferro de soldar, a temperatura da ponta não deve exceder 300°C e o tempo de contacto deve ser limitado a um máximo de 3 segundos.

5.2 Padrão de Soldagem Recomendado

É fornecido um desenho de padrão de solda (pegada) para orientar o layout da PCB. Isto inclui a geometria recomendada para as pastilhas e uma área de corte, que é crucial para a formação correta da junta de solda e para evitar pontes de solda.

6. Especificação de Embalagem

Os componentes são fornecidos em embalagem de fita e bobina (tape-and-reel) para montagem automatizada. São fornecidas dimensões detalhadas para a bobina de embalagem e para a fita transportadora, incluindo diâmetro da bobina, largura da fita, espaçamento dos compartimentos e comprimentos da fita guia e final. Um diagrama indica a direção para puxar a fita durante a configuração do alimentador.

7. Notas de Aplicação e Considerações de Projeto

7.1 Cenários de Aplicação Típicos

O LTD-3812SW-P é ideal para aplicações que requerem displays numéricos compactos e fiáveis. Isto inclui eletrónica de consumo (ex.: fornos micro-ondas, aparelhos de ar condicionado, equipamentos de áudio), instrumentação industrial (medidores de painel, leituras de controlo), displays interiores automóveis (onde são mostradas temperaturas e outros estados) e interfaces de dispositivos médicos.

7.2 Considerações de Projeto

• Acionamento de Corrente:Utilize sempre um driver de corrente constante ou uma resistência limitadora de corrente em série com cada ânodo comum ou cátodo de segmento. O projeto deve respeitar a classificação máxima absoluta de corrente contínua e implementar a redução adequada com a temperatura.
• Multiplexagem:Como um display de ânodo comum com cátodos de segmento separados, é muito adequado para circuitos de acionamento multiplexados, que reduzem o número de pinos de I/O do microcontrolador necessários.
• Proteção ESD:Incorpore díodos de proteção ESD nas linhas da PCB ligadas aos pinos do display, especialmente se o display for acessível ao utilizador.
• Gestão Térmica:Certifique-se de que o layout da PCB fornece um alívio térmico adequado, especialmente se operar perto dos valores máximos absolutos ou em altas temperaturas ambientes.

8. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado com tecnologias mais antigas, como LEDs vermelhos de GaAsP ou displays fluorescentes a vácuo (VFDs), o LED branco baseado em InGaN oferece brilho superior, ângulos de visão mais amplos, menor consumo de energia e maior tempo de vida. Dentro da sua categoria, os principais diferenciadores do LTD-3812SW-P são a sua altura de dígito específica de 0,3 polegadas, a categorização precisa para intensidade e cor, a sua construção em conformidade com a RoHS e a especificação detalhada para compatibilidade com montagem SMT.

9. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

P: Qual é o propósito da curva de redução (derating) para a corrente direta?

R: A curva de redução (0,11 mA/°C acima de 25°C) é crítica para a fiabilidade. À medida que a temperatura de junção do LED aumenta, a sua capacidade de dissipar calor diminui. Reduzir a corrente evita a fuga térmica e garante que a temperatura de junção permanece dentro de limites seguros, preservando a saída luminosa e a vida útil.

P: Por que existem bins para cromaticidade?

R: O processo de fabrico dos LEDs brancos envolve conversão por fósforo, o que pode levar a ligeiras variações no tom exato do branco. A categorização agrupa LEDs com coordenadas de cor quase idênticas. Isto é essencial em aplicações com múltiplos dígitos ou múltiplos dispositivos para evitar discrepâncias de cor visualmente perturbadoras entre displays ou segmentos adjacentes.

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

R: Não. A tensão direta (VF) dos chips de LED é tipicamente de 2,7-3,2V. Ligar uma fonte de 3,3V diretamente a um ânodo (através de uma resistência) pode acender o LED de forma ineficiente ou não acender de todo, dependendo da VF real. É necessário um circuito de acionamento adequado para fornecer tensão suficiente e regular a corrente.

10. Princípios de Operação

O dispositivo opera com base no princípio da eletroluminescência numa junção p-n semicondutora. Quando uma tensão direta que excede o limiar do díodo é aplicada (ânodo positivo em relação ao cátodo), os eletrões e as lacunas recombinam-se na região ativa (poços quânticos de InGaN), libertando energia sob a forma de fotões. A luz primária do chip de InGaN está no espectro azul. Um revestimento de fósforo no chip absorve uma parte desta luz azul e reemite-a como luz amarela. A mistura da luz azul remanescente e da luz amarela convertida é percebida pelo olho humano como luz branca.