Ficha Técnica do Display LED LTC-5836KR-07 - Altura do Dígito 0,52 Polegadas - Cor Super Vermelho - Tensão Direta 2,6V - Dissipação de Potência 70mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTC-5836KR-07 é um módulo de display LED de alto desempenho, com três dígitos e sete segmentos. A sua função principal é fornecer leituras numéricas nítidas e brilhantes em diversos dispositivos eletrónicos e instrumentação. A vantagem central deste dispositivo reside na utilização da avançada tecnologia de semicondutor AS-AlInGaP (Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio) cultivada num substrato de GaAs, que proporciona uma eficiência luminosa e pureza de cor superiores no espectro vermelho. Isto resulta numa excelente uniformidade dos segmentos, alto brilho e alto contraste, tornando o display facilmente legível mesmo em condições de iluminação desafiadoras. O dispositivo é concebido com uma configuração de ânodo comum e apresenta uma face cinzenta com segmentos brancos, melhorando ainda mais o contraste e o apelo visual. É classificado ("binned") por intensidade luminosa para garantir um desempenho consistente entre unidades, visando aplicações que requerem indicação numérica de estado sólido fiável, como painéis de controlo industrial, equipamentos de teste, eletrodomésticos e painéis de instrumentos automóveis, onde o baixo consumo de energia, amplos ângulos de visão e fiabilidade a longo prazo são críticos.

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

2.1 Características Fotométricas e Ópticas

O desempenho óptico é central para a funcionalidade deste display. A uma corrente de teste padrão de 1mA, a intensidade luminosa média por segmento varia de um mínimo de 320 µcd a um valor típico de 1050 µcd. Este elevado nível de brilho garante uma boa visibilidade. O dispositivo emite luz na região do Super Vermelho, com um comprimento de onda de emissão de pico (λp) de 639 nm e um comprimento de onda dominante (λd) de 631 nm quando alimentado a 20mA. A meia-largura espectral (Δλ) é de 20 nm, indicando uma emissão de cor relativamente estreita e pura. Um parâmetro chave para displays de múltiplos segmentos é a taxa de correspondência de intensidade luminosa, especificada com um máximo de 2:1. Isto significa que a diferença de brilho entre o segmento mais brilhante e o mais escuro, em condições idênticas, não excederá um fator de dois, garantindo uma aparência uniforme em todos os dígitos e segmentos.

2.2 Parâmetros Elétricos

As características elétricas definem os limites operacionais e os requisitos de energia. A tensão direta (VF) por segmento é tipicamente de 2,6V com um máximo de 2,6V quando é aplicada uma corrente direta (IF) de 20mA. A corrente reversa (IR) é muito baixa, com um máximo de 100 µA a uma tensão reversa (VR) de 5V, indicando boas características de díodo. As especificações absolutas máximas definem os limites operacionais: a corrente direta contínua por segmento é de 25 mA a 25°C, reduzindo linearmente 0,28 mA/°C à medida que a temperatura aumenta. A corrente direta de pico pode atingir 90 mA em condições pulsadas (1 kHz, ciclo de trabalho de 10%). A dissipação de potência máxima por segmento é de 70 mW. As faixas de temperatura de operação e armazenamento são especificadas de -35°C a +105°C, destacando a sua robustez para ambientes industriais.

2.3 Características Térmicas

Embora não detalhados explicitamente com parâmetros de resistência térmica, a gestão térmica do dispositivo é implícita através das suas especificações de redução de potência (derating). A redução linear da corrente direta contínua a partir de 25°C (0,28 mA/°C) é uma instrução direta para o projeto térmico. Exceder a temperatura máxima de junção, que está intrinsecamente ligada a estas especificações, pode levar a uma degradação acelerada ou falha. O limite de temperatura de soldadura especificado de 260°C por um máximo de 3 segundos durante a montagem é outra consideração térmica crítica para evitar danos nos chips LED ou na integridade do encapsulamento.

3. Explicação do Sistema de Classificação (Binning)

A ficha técnica afirma explicitamente que o dispositivo é "CLASSIFICADO POR INTENSIDADE LUMINOSA". Este é um processo de controlo de qualidade e triagem. Durante a fabricação, pequenas variações no crescimento epitaxial e no processamento do chip levam a variações na emissão de luz de segmentos LED individuais. O processo de classificação envolve medir a intensidade luminosa de cada unidade a uma corrente de teste definida (tipicamente 1mA ou 20mA) e classificá-las em intervalos de intensidade específicos ou "classes" ("bins"). Ao adquirir dispositivos da mesma ou de uma classe especificada, os projetistas garantem que todos os dígitos num display de múltiplos dígitos têm um brilho quase idêntico, mantendo uma aparência uniforme e profissional. A ficha técnica fornece o intervalo de intensidade (Mín. 320 µcd, Típ. 1050 µcd), que define as possíveis classes disponíveis.

4. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica faz referência a "CURVAS TÍPICAS DE CARACTERÍSTICAS ELÉTRICAS / ÓPTICAS" na página final. Embora os gráficos específicos não sejam fornecidos no texto, as curvas padrão para tais dispositivos incluem tipicamente:Corrente Direta vs. Tensão Direta (Curva I-V): Este gráfico mostra a relação exponencial, ajudando os projetistas a selecionar resistências limitadoras de corrente apropriadas.Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta (Curva I-L): Mostra como a emissão de luz aumenta com a corrente, tornando-se frequentemente sublinear a correntes mais altas devido a efeitos térmicos.Intensidade Luminosa vs. Temperatura Ambiente: Esta curva demonstra a diminuição da emissão de luz à medida que a temperatura de junção aumenta, o que é crucial para aplicações que operam numa ampla faixa de temperaturas.Distribuição Espectral de Potência Relativa: Um gráfico que mostra a intensidade da luz emitida em vários comprimentos de onda, centrada no pico de 639 nm, confirmando a pureza da cor.

5. Informações Mecânicas e de Encapsulamento

O dispositivo apresenta um formato padrão de encapsulamento duplo em linha (DIP) adequado para montagem em PCB com furos passantes. As dimensões do encapsulamento são fornecidas em milímetros com uma tolerância geral de ±0,25 mm. A altura do dígito é uma especificação mecânica chave, indicada como 0,52 polegadas (13,2 mm). O diagrama de ligação dos pinos é essencial para o layout da PCB. É um dispositivo de 30 pinos com um arranjo específico para três dígitos de ânodo comum. O diagrama do circuito interno mostra que cada dígito tem uma configuração de ânodo comum, o que significa que todos os ânodos dos segmentos (A-G, DP) de um único dígito estão ligados internamente a um pino comum. Os cátodos de cada segmento são ligados a pinos individuais. Esta configuração é tipicamente acionada por multiplexagem, onde o ânodo comum de cada dígito é alimentado sequencialmente a uma alta frequência, enquanto os cátodos dos segmentos apropriados são ligados à terra para iluminar o padrão desejado.

6. Diretrizes de Soldadura e Montagem

A ficha técnica fornece um parâmetro crítico para o processo de montagem: a temperatura máxima admissível de soldadura. Especifica que o dispositivo pode suportar uma temperatura de pico de 260°C por uma duração máxima de 3 segundos, medida num ponto a 1,6 mm (1/16 de polegada) abaixo do plano de assento do encapsulamento. Esta é uma diretriz padrão para soldadura por onda ou soldadura manual de componentes com furos passantes. Exceder este perfil tempo-temperatura pode causar tensão térmica no encapsulamento epóxi, potencialmente levando a fissuras, delaminação ou danos nas ligações internas por fio e no chip semicondutor. A manipulação adequada para evitar descargas eletrostáticas (ESD) também é implícita, uma vez que os LEDs são geralmente sensíveis a picos de tensão.

7. Embalagem e Informação de Encomenda

O código de encomenda principal éLTC-5836KR-07. A decomposição do número de peça pode ser inferida: 'LTC' provavelmente denota a família de produtos, '5836' é o modelo específico, 'K' pode indicar a cor (Super Vermelho), 'R' pode denotar a colocação do ponto decimal à direita, e '-07' pode ser um código de revisão ou variante. O dispositivo é normalmente fornecido em tubos ou bandejas antiestáticas para proteger os pinos e prevenir danos por ESD durante o transporte e manuseamento. A embalagem incluirá etiquetas especificando o número da peça, quantidade, código do lote e, potencialmente, o código da classe de intensidade luminosa.

8. Recomendações de Aplicação

Cenários de Aplicação Típicos:Este display é ideal para qualquer aplicação que necessite de uma leitura numérica clara e com múltiplos dígitos. Isto inclui multímetros digitais, contadores de frequência, temporizadores de processo, balanças, painéis de instrumentos automóveis (ex.: relógio, odómetro), dispositivos médicos e eletrodomésticos como fornos ou micro-ondas. A sua ampla faixa de temperatura de operação torna-o adequado para ambientes industriais.

Considerações de Projeto: 1. Circuito de Acionamento:Utilize um circuito de acionamento por multiplexagem para controlar eficientemente os três dígitos. Isto requer pinos GPIO de um microcontrolador ou um CI driver de display dedicado (como um MAX7219 ou HT16K33) capaz de drenar a corrente do segmento e fornecer a corrente do dígito. 2.Limitação de Corrente:Resistências limitadoras de corrente externas são obrigatórias para cada cátodo de segmento (ou integradas no driver) para definir a corrente direta desejada (ex.: 10-20 mA para brilho total). O valor da resistência é calculado usando R = (Vcc - VF) / IF. 3.Dissipação de Potência:Certifique-se de que a potência calculada por segmento (VF * IF) não excede 70 mW, especialmente a altas temperaturas ambientes. 4.Ângulo de Visão:O amplo ângulo de visão permite posições de montagem flexíveis, mas o contraste ótimo é alcançado quando visto de frente.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

A vantagem diferenciadora chave do LTC-5836KR-07 é a sua utilização da tecnologiaAlInGaP (Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio)para a emissão vermelha. Comparado com tecnologias mais antigas, como os LEDs vermelhos padrão de GaAsP (Fosfeto de Arsénio de Gálio), o AlInGaP oferece uma eficiência luminosa significativamente maior. Isto significa que produz mais luz (maior brilho) para a mesma quantidade de corrente elétrica, ou pode alcançar o mesmo brilho a uma corrente mais baixa, levando a um consumo de energia reduzido e menos geração de calor. Além disso, os LEDs AlInGaP geralmente têm uma melhor retenção de desempenho a temperaturas elevadas e oferecem saturação e pureza de cor superiores, resultando numa cor vermelha mais vibrante e consistente. O design de face cinzenta/segmentos brancos é outra característica que melhora o contraste em comparação com displays com faces pretas ou segmentos difusos.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

P: Qual é o propósito da classificação (binning) por intensidade luminosa?

R: A classificação garante uniformidade visual em todos os segmentos e dígitos num display de múltiplas unidades. Sem classificação, um dígito pode parecer visivelmente mais brilhante ou mais escuro do que os seus vizinhos, o que é visualmente perturbador e pouco profissional.

P: Como posso acionar este display de três dígitos com um microcontrolador que tem um número limitado de pinos?

R: Deve utilizar multiplexagem. Um microcontrolador precisaria de pelo menos 11 pinos de I/O (7 segmentos + ponto decimal + 3 comuns de dígito) se acionado diretamente, mas é mais eficiente usar um CI driver de LED dedicado com interface serial. Este CI trata da multiplexagem e do controlo de corrente, exigindo apenas 2-3 pinos do microcontrolador (ex.: SPI ou I2C).

P: Por que a corrente direta é reduzida (derated) com a temperatura?

R: À medida que a temperatura de junção do LED aumenta, a sua capacidade de dissipar calor diminui. Para evitar que a temperatura de junção exceda o seu limite máximo seguro (o que causaria falha rápida), a corrente contínua máxima permitida deve ser reduzida. O fator de redução (0,28 mA/°C) fornece a diretriz para esta redução.

P: Posso usar este display numa aplicação exterior?

R: A faixa de temperatura de operação (-35°C a +105°C) sugere que pode suportar ambientes severos. No entanto, para uso direto no exterior, considere fatores não cobertos na ficha técnica: o encapsulamento não é inerentemente à prova de água, e a exposição prolongada à luz solar UV pode degradar o epóxi plástico ao longo do tempo, potencialmente causando descoloração. Seria aconselhável uma capa protetora ou um revestimento conformal.

11. Caso Prático de Projeto e Utilização

Caso: Projetar a Leitura Digital de uma Fonte de Alimentação de Bancada

Um projetista está a construir uma fonte de alimentação variável de bancada e precisa de um display de tensão claro e de 3 dígitos (ex.: 0,0V a 30,0V). O LTC-5836KR-07 é selecionado pelo seu brilho, legibilidade e ponto decimal à direita (perfeito para mostrar décimos de volt). O projeto utiliza um microcontrolador com um ADC para medir a tensão de saída. O microcontrolador comunica via I2C com um chip driver de LED. O chip driver trata da multiplexagem dos três dígitos: ele cicla a alimentação para o ânodo comum do Dígito 1, Dígito 2 e Dígito 3 em rápida sucessão. Simultaneamente, liga à terra os cátodos dos segmentos que precisam de ser iluminados para o dígito atualmente alimentado. A taxa de atualização é definida suficientemente alta (ex.: >100 Hz) para eliminar cintilação visível. As resistências limitadoras de corrente são colocadas nas saídas de segmento do driver para definir a corrente direta para 15 mA por segmento, proporcionando um bom equilíbrio entre brilho e consumo de energia. A face cinzenta proporciona um excelente contraste contra o painel metálico da fonte de alimentação.

12. Introdução ao Princípio Técnico

O princípio operacional fundamental baseia-se na eletroluminescência numa junção p-n de semicondutor. As camadas epitaxiais de AlInGaP são projetadas para ter uma energia de bandgap específica. Quando uma tensão direta que excede o limiar da junção (aproximadamente 2,0V) é aplicada, os eletrões da região n e as lacunas da região p são injetados através da junção. Quando estes portadores de carga se recombinam na região ativa, libertam energia na forma de fotões (luz). O comprimento de onda (cor) desta luz é diretamente determinado pela energia de bandgap do material AlInGaP, que é ajustada para produzir luz vermelha por volta de 639 nm. O formato de sete segmentos é um padrão padronizado onde segmentos LED individuais (rotulados de A a G) podem ser seletivamente iluminados para formar qualquer dígito numérico de 0 a 9. A configuração de ânodo comum simplifica o circuito de acionamento para displays multiplexados.

13. Tendências e Desenvolvimentos Tecnológicos

Embora os displays LED de sete segmentos discretos permaneçam relevantes para aplicações específicas, a tendência mais ampla na tecnologia de display está a mover-se para soluções integradas. Estas incluem:Displays de Matriz de Pontos e Alfanuméricos:Oferecem mais flexibilidade para mostrar letras, símbolos e caracteres personalizados.Displays OLED e Micro-LED:Proporcionam maior resolução, melhor contraste e fatores de forma mais finos, embora frequentemente a um custo mais elevado e com requisitos de acionamento diferentes.Displays com Driver Integrado:Módulos que combinam a matriz de LED com o CI controlador/driver na mesma PCB, simplificando o design da interface (frequentemente apenas uma ligação serial). Para o nicho específico de leituras numéricas de alto brilho, robustas e simples, displays baseados em AlInGaP como o LTC-5836KR-07 continuam a oferecer um equilíbrio ótimo entre desempenho, fiabilidade e custo. Desenvolvimentos futuros podem focar-se em eficiência ainda maior, faixas de temperatura mais amplas e alternativas de encapsulamento de montagem em superfície (SMD) aos designs com furos passantes.