Ficha Técnica do Display LED LTC-571JD - Dígito de 0,56 Polegadas - Vermelho AlInGaP - Tensão Direta 2,6V - Dissipação de Potência 70mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTC-571JD é um módulo de display LED de sete segmentos e três dígitos de alto desempenho, projetado para aplicações que requerem leituras numéricas claras e brilhantes. Sua função principal é fornecer uma saída numérica visual em dispositivos eletrônicos como equipamentos de teste, controles industriais, painéis de instrumentação e eletrodomésticos. A vantagem central deste dispositivo reside na utilização da avançada tecnologia de chip LED AlInGaP (Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio), que oferece eficiência luminosa e pureza de cor superiores em comparação com materiais tradicionais. Isto resulta nas principais características destacadas na ficha técnica: alto brilho, excelente aparência dos caracteres com segmentos uniformes e contínuos, alto contraste e amplo ângulo de visão. O dispositivo é categorizado por intensidade luminosa, garantindo consistência nos níveis de brilho entre lotes de produção, o que é crucial para displays de múltiplos dígitos onde a uniformidade é primordial. O mercado-alvo inclui projetistas e fabricantes de equipamentos eletrônicos profissionais e industriais onde confiabilidade, legibilidade sob várias condições de iluminação e longa vida operacional são requisitos críticos.

2. Análise Detalhada dos Parâmetros Técnicos

2.1 Características Fotométricas e Ópticas

O desempenho óptico é central para a funcionalidade deste display. A Intensidade Luminosa Média (Iv) é especificada com um mínimo de 340 µcd, um valor típico de 700 µcd e sem limite máximo sob uma condição de teste de corrente direta (IF) de 1mA. Este alto brilho garante visibilidade. A luz emitida está no espectro vermelho, com um Comprimento de Onda de Pico de Emissão (λp) de 656 nm e um Comprimento de Onda Dominante (λd) de 640 nm, ambos medidos em IF=20mA. A Largura a Meia Altura da Linha Espectral (Δλ) é de 22 nm, indicando uma emissão de cor relativamente pura. É importante notar que a intensidade luminosa é medida usando uma combinação de sensor e filtro que se aproxima da curva de resposta fotópica do olho CIE, garantindo que os valores correspondam à percepção visual humana.

2.2 Características Elétricas e Especificações Máximas Absolutas

Os limites elétricos do dispositivo definem sua área de operação segura. As Especificações Máximas Absolutas não devem ser excedidas para evitar danos permanentes. Os limites principais incluem: uma Dissipação de Potência por Segmento de 70 mW, uma Corrente Direta de Pico por Segmento de 110 mA (sob condições pulsadas: ciclo de trabalho 1/10, largura de pulso 0,1ms) e uma Corrente Direta Contínua por Segmento de 25 mA a 25°C, com derating linear de 0,33 mA/°C acima de 25°C. A Tensão Reversa Máxima por Segmento é de 5 V. A Tensão Direta por Segmento (VF) tem um valor típico de 2,6V com um máximo de 2,6V em IF=20mA, enquanto a Corrente Reversa por Segmento (IR) é no máximo 100 µA em VR=5V. A Proporção de Compatibilidade de Intensidade Luminosa entre segmentos é especificada no máximo de 2:1, garantindo uniformidade visual em todo o display.

2.3 Especificações Térmicas e Ambientais

A confiabilidade em diferentes temperaturas é uma característica fundamental. O dispositivo é classificado para uma Faixa de Temperatura de Operação de -35°C a +85°C e uma Faixa de Temperatura de Armazenamento idêntica. Esta ampla faixa o torna adequado para ambientes severos. Para montagem, a Temperatura Máxima de Soldagem é de 260°C por uma duração máxima de 3 segundos, medida a 1,6mm abaixo do plano de assentamento, o que é uma diretriz padrão para processos de soldagem por onda ou refusão para evitar danos térmicos aos chips LED ou à embalagem.

3. Explicação do Sistema de Binning

A ficha técnica afirma explicitamente que o dispositivo é "Categorizado por Intensidade Luminosa". Isto indica a implementação de um sistema de binning ou classificação. Na fabricação de LEDs, ocorrem variações inerentes. O binning é o processo de separar os LEDs produzidos em grupos (bins) com base em parâmetros medidos específicos, como intensidade luminosa, tensão direta ou comprimento de onda dominante. Para o LTC-571JD, o critério principal de binning é a intensidade luminosa. Isto garante que os clientes recebam displays onde todos os dígitos e segmentos possuem níveis de brilho muito próximos, evitando que um dígito pareça visivelmente mais escuro ou mais brilhante que outro em uma unidade de múltiplos dígitos. Isto é crítico para a uniformidade estética e funcional no produto final. Embora a ficha técnica não detalhe os códigos ou faixas específicas dos bins, a menção à categorização assegura ao usuário desta etapa de controle de qualidade.

4. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica inclui uma seção para "Curvas Típicas de Características Elétricas / Ópticas". Estes gráficos são essenciais para uma análise de projeto aprofundada. Embora as curvas específicas não sejam detalhadas no texto fornecido, as curvas típicas para tal dispositivo incluiriam:Corrente Direta vs. Tensão Direta (Curva I-V):Esta mostra a relação entre a corrente através do LED e a queda de tensão sobre ele. É não-linear, e os projetistas a utilizam para selecionar resistores limitadores de corrente apropriados.Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta (Curva L-I):Este gráfico mostra como a saída de luz aumenta com a corrente. Geralmente é linear em uma faixa, mas satura em correntes mais altas.Intensidade Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Esta curva mostra como a saída de luz diminui à medida que a temperatura de junção do LED aumenta. Compreender esta derating é crucial para projetos que operam em altas temperaturas ambientes.Distribuição Espectral:Um gráfico de intensidade relativa versus comprimento de onda, mostrando a forma e a pureza do pico de emissão vermelha em torno de 640-656 nm.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

O projeto mecânico garante montagem e conexão elétrica confiáveis. O dispositivo apresenta um encapsulamento padrão com altura de dígito de 0,56 polegadas (14,2 mm). As dimensões do encapsulamento são fornecidas em um desenho detalhado com todas as medidas em milímetros e tolerâncias padrão de ±0,25 mm, salvo indicação em contrário. Isto permite um projeto preciso da área de contato na PCB (Placa de Circuito Impresso). O diagrama de conexão dos pinos é crítico para a fiação correta. O LTC-571JD é do tipo multiplexado com cátodo comum e ponto decimal à direita. A atribuição dos 12 pinos é a seguinte: Pino 1: Ânodo E, Pino 2: Ânodo D, Pino 3: Ânodo D.P. (Ponto Decimal), Pino 4: Ânodo C, Pino 5: Ânodo G, Pino 6: Sem Conexão, Pino 7: Ânodo B, Pino 8: Cátodo Comum para o Dígito 3, Pino 9: Cátodo Comum para o Dígito 2, Pino 10: Ânodo F, Pino 11: Ânodo A, Pino 12: Cátodo Comum para o Dígito 1. O diagrama do circuito interno mostra que os segmentos de cada dígito compartilham uma conexão de cátodo comum, o que é padrão para displays multiplexados para minimizar o número de pinos de acionamento necessários.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

O manuseio adequado é vital para a confiabilidade. A diretriz principal fornecida é o limite de temperatura de soldagem: máximo de 260°C por 3 segundos a 1,6mm abaixo do plano de assentamento. Isto é compatível com perfis padrão de soldagem por refusão sem chumbo. Os projetistas devem garantir que seu processo de montagem de PCB adira a este limite para evitar estresse térmico nos chips LED, o que pode causar redução na saída de luz, mudança de cor ou falha catastrófica. Para soldagem manual, deve-se usar um ferro com controle de temperatura com tempo de contato mínimo. O dispositivo deve ser armazenado na bolsa original de barreira à umidade em um ambiente controlado (dentro da faixa especificada de -35°C a +85°C) antes do uso para evitar absorção de umidade, que pode causar "estouro" (popcorning) durante a refusão.

7. Informações de Embalagem e Pedido

O número da peça é LTC-571JD. Embora os detalhes específicos de embalagem (ex.: fita e carretel, quantidades em tubos) não estejam listados no trecho fornecido, a prática padrão da indústria para tais displays é enviá-los em tubos ou bandejas antiestáticas para proteger os pinos e a face. O "Nº da Especificação" DS30-2001-188 e a "Data de Efetivação" 06/12/2001 são identificadores de controle de revisão. A convenção de nomenclatura do modelo "LTC-571JD" provavelmente segue um sistema de codificação interno onde "LTC" pode denotar uma linha de produtos de display, "571" especifica o tamanho e o tipo, e "JD" pode indicar cor, binning ou outras variantes.

8. Sugestões de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

Este display é ideal para qualquer dispositivo que necessite de uma leitura numérica clara e de múltiplos dígitos. Aplicações comuns incluem: multímetros digitais e alicates-amperímetros, contadores de frequência, temporizadores e controladores de processo, displays de fontes de alimentação, equipamentos de monitoramento médico, ferramentas de diagnóstico automotivo e terminais de ponto de venda. Seu alto brilho e amplo ângulo de visão o tornam adequado para aplicações onde o display pode ser visualizado de um ângulo ou sob luz ambiente intensa.

8.2 Considerações de Projeto e Implementação do Circuito

Projetar com o LTC-571JD requer um circuito de acionamento multiplexado devido à sua arquitetura de cátodo comum. Tipicamente, um microcontrolador ou um CI dedicado de acionamento de display (como um MAX7219 ou similar) é utilizado. O acionador ativa sequencialmente o cátodo comum de cada dígito (pinos 8, 9, 12) em uma alta frequência (ex.: 100Hz-1kHz) enquanto fornece os dados apropriados dos ânodos dos segmentos (pinos 1,2,3,4,5,7,10,11) para aquele dígito. Este método reduz o número de pinos de I/O necessários de (7 segmentos + 1 DP) * 3 dígitos = 24 para 7 segmentos + 1 DP + 3 dígitos = 11. Resistores limitadores de corrente são obrigatórios para cada linha de ânodo de segmento para definir a corrente direta (ex.: 10-20 mA por segmento). O valor do resistor pode ser calculado usando R = (Vcc - Vf) / If, onde Vf é a tensão direta típica (2,6V). Para uma fonte de 5V e corrente alvo de 15mA: R = (5 - 2,6) / 0,015 = 160 ohms. Um resistor de 150 ou 180 ohms seria adequado. Os projetistas devem garantir que a corrente de pico por segmento não exceda a classificação pulsada de 110mA e que a dissipação de potência média por segmento, considerando o ciclo de trabalho do multiplex, permaneça abaixo de 70mW.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

O LTC-571JD se diferencia principalmente pelo uso da tecnologia LED AlInGaP. Comparado com tecnologias mais antigas, como LEDs vermelhos padrão GaAsP (Fosfeto de Arsênio e Gálio), o AlInGaP oferece eficiência luminosa significativamente maior. Isto significa que ele produz mais saída de luz (maior brilho) para a mesma quantidade de corrente elétrica, ou pode atingir o mesmo brilho com uma corrente menor, melhorando a eficiência energética. A designação "Vermelho de Alta Eficiência" (Hi-Eff. Red) enfatiza esta vantagem. Além disso, os LEDs AlInGaP geralmente possuem melhor estabilidade térmica e maior vida útil. A característica "segmentos uniformes e contínuos" indica um projeto de máscara ou difusor de alta qualidade que elimina lacunas ou iluminação irregular dentro de cada segmento, proporcionando uma aparência profissional e de alta qualidade, superior a displays com padrões visivelmente segmentados ou pontilhados.

10. Perguntas Frequentes (FAQ)

P: Qual é a finalidade do pino "Sem Conexão" (Pino 6)?

R: Este pino está presente mecanicamente, mas é isolado eletricamente. Provavelmente está incluído para simetria mecânica e estabilidade durante o processo de moldagem ou para manter um espaçamento padrão entre pinos. Ele não deve ser conectado a nenhum traço do circuito.

P: Como calculo a corrente média por segmento em uma configuração multiplexada?

R: A corrente média é a corrente de pico multiplicada pelo ciclo de trabalho. Para um multiplex de 3 dígitos com tempo igual por dígito, o ciclo de trabalho para cada dígito é 1/3. Se você acionar cada segmento com 20mA quando seu dígito estiver ativo, a corrente média por segmento é 20mA * (1/3) ≈ 6,67mA. Esta corrente média é usada para cálculos de dissipação de potência.

P: Posso acionar este display com uma corrente constante (não multiplexada)?

R: Tecnicamente sim, conectando todos os cátodos comuns juntos e acionando cada ânodo de segmento independentemente. No entanto, isso exigiria 11 linhas de acionamento (8 ânodos + 3 cátodos conectados juntos) e é menos eficiente em termos de contagem de componentes e uso de I/O do microcontrolador em comparação com a multiplexação. As classificações elétricas ainda se aplicam.

P: O que significa "face cinza e segmentos brancos"?

R: Isto descreve a aparência do display quando ele está desligado. A face (fundo) é cinza, o que ajuda a melhorar o contraste quando os segmentos vermelhos estão iluminados. Os próprios segmentos são brancos, que é a cor do material difusor ou máscara através da qual a luz vermelha do LED brilha, criando uma emissão vermelha brilhante quando energizado.

11. Caso Prático de Projeto e Uso

Considere projetar um voltímetro simples de 3 dígitos usando um microcontrolador com um conversor analógico-digital (ADC). O microcontrolador lê uma tensão (0-5V), converte-a para um número de 3 dígitos (0,00 a 5,00) e aciona o LTC-571JD. O código do acionador implementaria a multiplexação por divisão de tempo. Em um loop, ele faria: 1) Definir o padrão de segmentos para o dígito das centenas nas portas dos ânodos, então habilitar o cátodo para o Dígito 1 (pino 12). 2) Aguardar um pequeno atraso (ex.: 2ms). 3) Desabilitar o Dígito 1, definir o padrão de segmentos para o dígito das dezenas e habilitar o cátodo para o Dígito 2 (pino 9). 4) Repetir para o dígito das unidades/decimal usando o Dígito 3 (pino 8) e o ânodo do ponto decimal (pino 3). O ciclo se repete rapidamente, criando a ilusão de um número estável de 3 dígitos continuamente iluminado. Resistores limitadores de corrente apropriados em cada linha de ânodo, calculados para uma corrente de pico de 15-20mA, são essenciais. Este projeto utiliza de forma eficiente apenas um punhado dos pinos de I/O do microcontrolador.

12. Introdução ao Princípio Técnico

O LTC-571JD é baseado na emissão de luz por semicondutor de estado sólido. O componente central é o chip LED AlInGaP. Quando uma tensão direta que excede o potencial de junção do diodo (cerca de 2,1-2,6V) é aplicada, elétrons e lacunas se recombinam na região ativa do semicondutor, liberando energia na forma de fótons (luz). A composição específica da liga AlInGaP determina a energia da banda proibida, que corresponde diretamente ao comprimento de onda (cor) da luz emitida — neste caso, vermelho (~640-656 nm). Os chips são montados em um substrato de GaAs não transparente, que ajuda a refletir a luz para fora, melhorando a eficiência. A luz dos minúsculos chips LED passa por um encapsulamento plástico moldado com um material difusor branco para os segmentos e um filtro cinza para o fundo, criando as formas numéricas reconhecíveis de sete segmentos. A arquitetura de multiplexação de cátodo comum é uma escolha de projeto elétrico que conecta todos os LEDs de um dígito a um terminal negativo compartilhado, permitindo o controle individual de cada dígito.

13. Tendências e Evolução Tecnológica

Embora o LTC-571JD represente uma tecnologia madura e confiável, o campo mais amplo da tecnologia de display continua a evoluir. A tendência em displays de sete segmentos tem sido em direção a maior eficiência e integração. Variantes modernas podem usar materiais semicondutores ainda mais avançados ou encapsulamento em escala de chip para um desempenho ligeiramente melhor ou molduras menores. No entanto, o display de segmentos LED multiplexado fundamental permanece altamente relevante devido à sua simplicidade, robustez, baixo custo para saída apenas numérica e excelente visibilidade. Os princípios fundamentais incorporados nesta ficha técnica — materiais eficientes (AlInGaP), binning cuidadoso para uniformidade e especificações mecânicas/elétricas claras — permanecem a base para o projeto confiável de componentes de display. Para novos projetos, os engenheiros também podem avaliar módulos totalmente integrados com controladores embutidos ou considerar OLEDs de matriz de pontos para flexibilidade alfanumérica, mas para aplicações puramente numéricas que requerem alto brilho e longa vida, displays como o LTC-571JD continuam sendo uma solução ótima e comprovada.