Folha de Dados do Display LED LTC-5689KY - Dígito de 0,56 Polegadas - Âmbar Amarelo - Tensão Direta de 2,6V - Dissipação de Potência de 70mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTC-5689KY é um módulo de display LED de sete segmentos e triplo dígito de alto desempenho, projetado para aplicações que requerem leituras numéricas claras e brilhantes. A sua função principal é fornecer uma saída numérica visual em dispositivos eletrónicos, tais como instrumentação, painéis de controlo industrial, equipamentos de teste e eletrodomésticos.

A vantagem central deste display reside na utilização da tecnologia LED AlInGaP (Fosfeto de Gálio, Índio e Alumínio) para os segmentos. Este sistema de material é reconhecido por produzir emissão de luz de alta eficiência no espectro âmbar/amarelo, oferecendo brilho superior e excelente visibilidade. O dispositivo apresenta uma face preta com segmentos brancos, o que cria uma aparência de alto contraste que melhora a legibilidade, especialmente em várias condições de iluminação ambiente. Os segmentos contínuos e uniformes garantem uma aparência de caráter limpa e profissional.

O mercado-alvo inclui projetistas e engenheiros que trabalham em dispositivos onde a eficiência energética, a fiabilidade e a comunicação visual clara são primordiais. A sua intensidade luminosa categorizada e o encapsulamento sem chumbo, em conformidade com a RoHS, tornam-no adequado para projetos eletrónicos modernos e ambientalmente conscientes.

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

2.1 Características Fotométricas e Ópticas

O desempenho óptico é central para a funcionalidade do display. A uma corrente de teste padrão de 1mA, a intensidade luminosa média por segmento tem um valor típico de 2222 µcd (microcandelas), com um valor mínimo especificado de 800 µcd. Este elevado nível de brilho garante que os dígitos são facilmente visíveis. A luz emitida caracteriza-se por um comprimento de onda de pico (λp) e comprimento de onda dominante (λd) de 595 nm, situando-o firmemente na região âmbar-amarela do espectro visível. A meia-largura espectral (Δλ) é de 15 nm, indicando uma cor relativamente pura com dispersão mínima para comprimentos de onda adjacentes. A correspondência de intensidade luminosa entre segmentos é especificada numa proporção de 2:1 ou melhor, garantindo brilho uniforme em todo o display para um aspeto consistente.

2.2 Parâmetros e Especificações Elétricas

Compreender os limites elétricos é crucial para uma operação fiável. As especificações máximas absolutas definem os limites operacionais:

• Dissipação de Potência por Segmento:Máximo de 70 mW.
• Corrente Direta Contínua por Segmento (I_F):Máximo de 25 mA.
• Corrente Direta de Pico por Segmento:Máximo de 60 mA, aplicável em condições pulsadas (1 kHz, ciclo de trabalho de 10%).
• Derating da Corrente Direta:Necessário acima de 25°C a uma taxa de 0,33 mA/°C. Isto é crítico para a gestão térmica.
• Tensão Direta por Segmento (V_F):Tipicamente 2,6V a I_F= 20 mA, com um máximo de 2,6V. O mínimo é de 2,05V.
• Tensão Reversa (V_R):Máximo de 5 V. Exceder este valor pode danificar a junção LED.
• Corrente Reversa (I_R):Máximo de 100 µA a V_R= 5V.

2.3 Especificações Térmicas e Ambientais

O dispositivo é classificado para uma gama de temperatura de funcionamento de -35°C a +105°C, e uma gama de temperatura de armazenamento idêntica. Esta ampla gama torna-o adequado para ambientes severos. A classificação da temperatura de soldadura é crucial para a montagem: o componente pode suportar 260°C durante 3 segundos num ponto a 1/16 de polegada abaixo do plano de assentamento. Respeitar este perfil é essencial para evitar danos durante o processo de soldadura por refluxo.

3. Sistema de Categorização e Binning

A folha de dados afirma explicitamente que o dispositivo é "Categorizado para Intensidade Luminosa". Isto significa que os LEDs são testados e classificados (binning) com base na sua saída de luz medida numa condição de teste padrão. Este processo garante que os projetistas recebem componentes com níveis de brilho consistentes, o que é vital para aplicações onde múltiplos displays são utilizados lado a lado ou onde é necessário um brilho mínimo específico. Embora os códigos de binning específicos não sejam detalhados neste excerto, os valores típico (2222 µcd) e mínimo (800 µcd) fornecem a janela de desempenho.

4. Análise das Curvas de Desempenho

A folha de dados referencia "Curvas Típicas de Características Elétricas / Ópticas" que são essenciais para trabalhos de projeto detalhados. Embora os gráficos específicos não sejam fornecidos no texto, tais curvas normalmente incluem:

• Corrente Direta (I_F) vs. Tensão Direta (V_F):Mostra a relação não linear, ajudando a projetar o circuito limitador de corrente.
• Intensidade Luminosa (I_V) vs. Corrente Direta (I_F):Ilustra como a saída de luz aumenta com a corrente, auxiliando na calibração do brilho e nos cálculos de eficiência.
• Intensidade Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Demonstra a redução da saída de luz à medida que a temperatura aumenta, importante para aplicações de alta temperatura.
• Distribuição Espectral:Um gráfico que mostra a intensidade relativa ao longo dos comprimentos de onda, confirmando o pico de 595 nm e a meia-largura de 15 nm.

Os projetistas devem consultar a folha de dados completa do fabricante para estes gráficos, a fim de fazer cálculos precisos para as suas condições operacionais específicas.

5. Informações Mecânicas e de Encapsulamento

5.1 Dimensões Físicas e Desenho

O display tem uma altura de dígito de 0,56 polegadas (14,2 mm). As dimensões do encapsulamento são fornecidas num desenho com todas as unidades em milímetros. As tolerâncias-chave são ±0,25 mm salvo indicação em contrário, e a tolerância de desvio da ponta do pino é de +0,4 mm. Esta informação é crítica para projetar a impressão na placa de circuito impresso (PCB), garantindo um encaixe e alinhamento adequados durante a montagem.

5.2 Pinagem e Identificação de Polaridade

O dispositivo utiliza um encapsulamento dual in-line (DIP) de 14 pinos. Está configurado como um displaymultiplexado de ânodo comum. Isto significa que os ânodos dos LEDs para cada dígito estão ligados internamente (comum), enquanto os cátodos para cada segmento (A-G, DP) são partilhados entre os dígitos. A tabela de ligação dos pinos é fornecida:

• Pinos 1-7: Cátodos para os segmentos A, B, C, D, E, F, G, respetivamente.
• Pino 8: Cátodo comum para os três pontos decimais (DP1, DP2, DP3).
• Pinos 9, 10, 11: Ânodos comuns para o Dígito 3, Dígito 2 e Dígito 1, respetivamente.
• Pino 12: Ânodo comum para os dois pontos decimais do lado direito (DP4, DP5).
• Pinos 13, 14: Cátodos para DP5 e DP4, respetivamente.

O diagrama de circuito interno confirma visualmente este arranjo multiplexado, mostrando três conjuntos de LEDs de sete segmentos com os seus ânodos ligados às linhas de dígitos e os seus cátodos ligados às linhas de segmentos.

6. Diretrizes de Soldadura e Montagem

Como um componente de orifício passante, o método de montagem principal é a soldadura por onda ou soldadura manual. O parâmetro crítico fornecido é o perfil máximo de temperatura de soldadura: 260°C durante 3 segundos, medido a 1,6mm (1/16 de polegada) abaixo do plano de assentamento. Durante a montagem, a temperatura do próprio corpo do componente não deve exceder a temperatura máxima de armazenamento de 105°C. Recomenda-se uma manipulação adequada para evitar tensão mecânica nos pinos e no encapsulamento de epóxi. Os componentes devem ser armazenados nas suas embalagens originais de barreira à humidade num ambiente controlado até à utilização.

7. Embalagem e Informação de Encomenda

O número de peça é LTC-5689KY. O sufixo "KY" provavelmente denota a cor (Âmbar Amarelo) e possivelmente outros atributos específicos. O dispositivo é descrito como um display "AlInGaP Âmbar Amarelo Multiplex Ânodo Comum Decimal Lado Direito". A embalagem padrão para tais componentes DIP é tipicamente em tubos anti-estáticos ou bandejas. Os projetistas devem confirmar a quantidade exata de embalagem (por exemplo, 50 peças por tubo) com o distribuidor ou fabricante.

8. Sugestões de Aplicação e Considerações de Projeto

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

• Equipamento de Teste e Medição:Multímetros digitais, contadores de frequência, fontes de alimentação.
• Controlos Industriais:Medidores de painel para temperatura, pressão, velocidade ou displays de contagem.
• Eletrodomésticos:Fornos de micro-ondas, equipamento de áudio, relógios/temporizadores de modelos antigos.
• Automóvel (Aftermarket):Medidores e leituras onde é necessário alto brilho.

8.2 Notas Críticas de Projeto

1. Circuito de Acionamento:Sendo um display multiplexado de ânodo comum, requer um CI driver ou microcontrolador capaz de sink current (para acionar os cátodos dos segmentos) e source current (para acionar os ânodos dos dígitos). Resistências limitadoras de corrente adequadas são obrigatórias para cada linha de cátodo de segmento.
2. Multiplexagem:Os dígitos são iluminados um de cada vez em sucessão rápida. A taxa de atualização deve ser suficientemente alta (tipicamente >60 Hz) para evitar cintilação visível. O ciclo de trabalho determina o brilho percebido; a corrente de pico pode ser superior à classificação DC de acordo com a folha de dados.
3. Gestão Térmica:Respeite a curva de derating da corrente direta acima de 25°C. Em aplicações de alta temperatura ambiente, reduza a corrente de funcionamento para permanecer dentro dos limites de dissipação de potência.
4. Ângulo de Visão:O amplo ângulo de visão é benéfico, mas o layout do PCB deve posicionar o display para as melhores linhas de visão do utilizador.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado com os antigos LEDs amarelos de GaP (Fosfeto de Gálio) ou GaAsP (Fosfeto de Arsénio de Gálio) padrão, a tecnologia AlInGaP no LTC-5689KY oferece uma eficiência luminosa e brilho significativamente superiores. Isto resulta numa melhor visibilidade em condições de luz forte ou a maiores distâncias para a mesma corrente de acionamento. O design de face preta/segmento branco proporciona um contraste mais elevado do que os encapsulamentos totalmente difusos. Comparado com os modernos displays de sete segmentos de montagem em superfície (SMD), esta versão de orifício passante é mais fácil de prototipar e pode ser preferida para aplicações que requerem maior robustez contra vibração ou para reparação manual.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

P: Qual é o propósito da classificação de corrente direta de pico (60mA a 1kHz, 10% de ciclo de trabalho)?

R: Esta classificação permite-lhe pulsar o LED com uma corrente mais elevada durante a multiplexagem para alcançar um brilho percebido mais elevado. Uma vez que cada dígito está ligado apenas durante uma fração do tempo (por exemplo, 1/3 do ciclo de trabalho para 3 dígitos), a potência média e a geração de calor permanecem dentro dos limites, enquanto a saída de luz instantânea é mais brilhante.

P: Como calculo o valor da resistência limitadora de corrente?

R: Use a Lei de Ohm: R = (V_fonte- V_F) / I_F. Para uma fonte de 5V, V_Ftípico de 2,6V, e uma I_Fdesejada de 20mA: R = (5 - 2,6) / 0,02 = 120 Ω. Utilize sempre o V_Fmáximo da folha de dados para um projeto conservador, garantindo que a corrente não excede os limites.

P: Posso acionar este display sem multiplexagem?

R: Sim, mas é ineficiente. Precisaria de ligar o ânodo comum de cada dígito a V_fontee controlar cada cátodo de segmento independentemente para os três dígitos simultaneamente. Isto requer muitos mais pinos de microcontrolador ou canais de driver (7 segmentos x 3 dígitos = 21 linhas vs. 7+3=10 linhas para multiplexagem).

11. Exemplo Prático de Projeto e Utilização

Considere projetar um voltímetro simples de 3 dígitos. Um microcontrolador com um conversor analógico-digital (ADC) lê uma tensão. O firmware escala este valor e determina quais segmentos iluminar para cada dígito (centenas, dezenas, unidades). Em seguida, utiliza uma rotina de multiplexagem: define o padrão de segmentos nos pinos de cátodo 1-7 e 8/13/14 para os decimais, depois ativa o ânodo para o Dígito 1 (pino 11) durante alguns milissegundos. Depois muda o padrão de segmentos para o próximo número e ativa o ânodo do Dígito 2 (pino 10), e assim sucessivamente, ciclando continuamente. As resistências limitadoras de corrente são colocadas em série com cada uma das 7 linhas principais de cátodo de segmento (pinos 1-7). O brilho pode ser ajustado variando o ciclo de trabalho ou o valor das resistências limitadoras de corrente dentro dos limites especificados.

12. Introdução ao Princípio Técnico

Um display de sete segmentos é um conjunto de díodos emissores de luz (LEDs) dispostos num padrão de figura de oito. Ao iluminar seletivamente segmentos específicos (rotulados de A a G), pode ser formado qualquer dígito numérico de 0 a 9. O LTC-5689KY contém três desses conjuntos de dígitos num único encapsulamento. A multiplexagem é uma técnica em que estes dígitos partilham o mesmo conjunto de linhas de controlo de segmentos. Apenas um dígito está ligado em qualquer instante, mas ao alternar rapidamente entre eles, o olho humano percebe todos os dígitos como estando continuamente iluminados. Isto reduz grandemente o número de pinos de controlo necessários e o consumo de energia. O material semicondutor AlInGaP utilizado emite luz quando os eletrões se recombinam com lacunas através da banda proibida do material, que é projetada para corresponder a fotões com um comprimento de onda de aproximadamente 595 nm (âmbar-amarelo).

13. Tendências e Desenvolvimentos da Indústria

A tendência na tecnologia de displays está fortemente direcionada para dispositivos de montagem em superfície (SMD) para montagem automatizada, maior densidade e designs de perfil mais baixo. Embora displays de orifício passante como o LTC-5689KY permaneçam vitais para robustez, capacidade de serviço e certas aplicações industriais, os novos projetos optam frequentemente por módulos de sete segmentos SMD ou, cada vez mais, por displays OLED ou LCD de matriz de pontos que oferecem capacidade alfanumérica e gráfica. No entanto, para saída numérica pura onde brilho extremo, ampla gama de temperatura e simplicidade são fundamentais, os displays LED de sete segmentos, especialmente aqueles que utilizam materiais eficientes como o AlInGaP, continuam a ter uma posição de mercado estável. Os desenvolvimentos focam-se em aumentar a eficiência (lúmens por watt), melhorar as relações de contraste e oferecer ângulos de visão mais amplos em fatores de forma mais pequenos.