Fiche technique de l'afficheur à matrice de points LED LTP-747KF - Hauteur de caractère 0,7 pouce (17,22 mm) - AlInGaP Jaune Orange - Tension directe 2,6 V - Document technique

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTP-747KF est un module d'afficheur LED compact et performant à matrice de points 5 x 7. Sa fonction principale est de fournir une sortie de caractères alphanumériques claire et lisible dans divers dispositifs et équipements électroniques. La philosophie de conception centrale vise à offrir d'excellentes performances visuelles avec une faible consommation d'énergie et une grande fiabilité, le rendant adapté à l'intégration dans l'électronique grand public, les panneaux de contrôle industriels, l'instrumentation et d'autres applications nécessitant l'affichage d'états ou de données.

Le positionnement clé du dispositif réside dans son équilibre entre taille, luminosité et efficacité. La hauteur de caractère de 0,7 pouce (17,22 mm) offre un bon compromis entre lisibilité et exigences d'espace sur la carte. Utilisant la technologie avancée des semi-conducteurs AlInGaP (Phosphure d'Aluminium Indium Gallium) pour ses puces LED Jaune Orange, l'afficheur atteint une intensité lumineuse élevée et une excellente pureté de couleur directement grâce au matériau de la puce, contribuant ainsi à ses performances globales et à sa longévité.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Caractéristiques optiques

Les performances optiques sont définies par plusieurs paramètres clés mesurés dans des conditions de test standard (T_A=25°C). L'Intensité lumineuse moyenne (I_V)varie d'un minimum de 630 µcd à une valeur typique de 1650 µcd lorsqu'elle est pilotée par un courant de crête (I_P) de 32mA avec un cycle de service de 1/16. Cette luminosité élevée assure une bonne visibilité même dans des environnements modérément éclairés.

Les caractéristiques de couleur sont spécifiées par la longueur d'onde. LaLongueur d'onde d'émission de crête (λ_p)est typiquement de 611 nm, tandis que laLongueur d'onde dominante (λ_d)est typiquement de 605 nm, définissant la couleur Jaune Orange perçue. LaDemi-largeur de raie spectrale (Δλ)est typiquement de 17 nm, indiquant une bande passante spectrale relativement étroite qui contribue à la saturation des couleurs. L'intensité lumineuse est mesurée à l'aide d'une combinaison capteur/filtre qui approxime la courbe de réponse photopique de l'œil CIE, garantissant que les valeurs correspondent à la perception visuelle humaine.

2.2 Caractéristiques électriques

Les paramètres électriques définissent les limites et conditions de fonctionnement du dispositif. LaTension directe par point (V_F)varie typiquement de 2,05V à 2,6V pour un courant direct (I_F) de 20mA. Ce paramètre est crucial pour concevoir le circuit de limitation de courant.

LeCourant inverse par point (I_R)a une valeur maximale de 100 µA lorsqu'une tension inverse (V_R) de 5V est appliquée, indiquant la caractéristique de fuite de la jonction LED. LeRapport d'appariement de l'intensité lumineusepour les LED dans une zone lumineuse similaire est spécifié à un maximum de 2:1, ce qui est important pour garantir une apparence uniforme sur tous les segments du caractère affiché.

2.3 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents peuvent survenir. Elles ne sont pas destinées à un fonctionnement continu.

• Dissipation de puissance moyenne par point :70 mW
• Courant direct de crête par point :60 mA
• Courant direct moyen par point :25 mA (dégradé linéairement à partir de 25°C à 0,33 mA/°C)
• Tension inverse par point :5 V
• Plage de température de fonctionnement :-35°C à +105°C
• Plage de température de stockage :-35°C à +105°C

3. Explication du système de classement (binning)

La fiche technique indique que le dispositif estcatégorisé selon son intensité lumineuse. Cela implique un processus de classement où les unités fabriquées sont triées en fonction de leur flux lumineux mesuré. La plage d'intensité spécifiée (Min : 630 µcd, Typ : 1650 µcd) représente probablement la dispersion entre les différents lots. Les concepteurs peuvent sélectionner un lot spécifique pour garantir une uniformité de luminosité entre plusieurs afficheurs dans un produit ou pour répondre à des exigences de luminosité spécifiques, bien que la structure exacte du code de lot ne soit pas détaillée dans ce document.

Bien que non explicitement mentionné pour la longueur d'onde ou la tension directe dans cette fiche technique, une telle catégorisation est courante dans la fabrication de LED pour regrouper des composants aux caractéristiques optiques et électriques étroitement appariées, ce qui est crucial pour les applications exigeant une uniformité de couleur ou de luminosité.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fait référence auxCourbes caractéristiques électriques/optiques typiques. Bien que les graphiques spécifiques ne soient pas fournis dans le texte, ces courbes, généralement incluses dans les fiches techniques complètes, sont essentielles pour la conception. Elles illustreraient normalement :

• Courant direct vs Tension directe (Courbe I-V) :Montre la relation non linéaire, aidant à déterminer le point de fonctionnement et la tension d'alimentation requise pour un courant donné.
• Intensité lumineuse vs Courant direct :Démontre comment le flux lumineux augmente avec le courant, jusqu'à un point de saturation ou de génération excessive de chaleur.
• Intensité lumineuse vs Température ambiante :Montre la dégradation du flux lumineux lorsque la température de jonction augmente, ce qui est critique pour la conception de la gestion thermique.
• Distribution spectrale :Un tracé de l'intensité relative en fonction de la longueur d'onde, confirmant visuellement les longueurs d'onde de crête et dominante ainsi que la largeur spectrale.

Ces courbes permettent aux ingénieurs de prédire les performances dans des conditions non standard et d'optimiser leur circuit de commande et leur conception thermique.

5. Informations mécaniques et d'emballage

Le LTP-747KF est fourni dans un boîtier standard d'afficheur LED. Les notes dimensionnelles clés spécifient que toutes les dimensions sont en millimètres, avec une tolérance générale de ±0,25 mm sauf indication contraire. Une tolérance spécifique pour le décalage de l'extrémité des broches est de ±0,4 mm, ce qui est important pour la conception de l'empreinte PCB et les processus d'assemblage automatisés.

Le boîtier présente uneface grise avec des points blancs, ce qui améliore le contraste et la lisibilité des caractères en réduisant la lumière ambiante réfléchie par les zones non actives. Le dessin mécanique (référencé mais non détaillé dans le texte) montrerait les dimensions exactes du contour, le plan d'appui, l'espacement des broches et la hauteur totale.

6. Connexion des broches et circuit interne

Le dispositif a une configuration à 12 broches. Le brochage est le suivant : Broche 1 : Anode Colonne 1, Broche 2 : Cathode Rangée 3, Broche 3 : Anode Colonne 2, Broche 4 : Cathode Rangée 5, Broche 5 : Cathode Rangée 6, Broche 6 : Cathode Rangée 7, Broche 7 : Anode Colonne 4, Broche 8 : Anode Colonne 5, Broche 9 : Cathode Rangée 4, Broche 10 : Anode Colonne 3, Broche 11 : Cathode Rangée 2, Broche 12 : Cathode Rangée 1.

Cet arrangement multiplexé (5 colonnes d'anodes, 7 rangées de cathodes) est standard pour une matrice 5x7. Il permet de contrôler 35 LED individuelles (points) avec seulement 12 broches, réduisant considérablement la complexité des interconnexions par rapport à une approche de commande directe. Le schéma de circuit interne montrerait chaque point LED connecté entre une colonne d'anode et une rangée de cathode spécifiques. Pour allumer un point particulier, sa ligne d'anode correspondante doit être mise à l'état haut (avec limitation de courant) tandis que sa ligne de cathode est mise à l'état bas.

7. Recommandations de soudure et d'assemblage

La fiche technique fournit des conditions de soudure spécifiques :1/16 de pouce (environ 1,6 mm) en dessous du plan d'appui pendant 3 secondes à 260°C. Il s'agit d'un paramètre critique pour les processus de soudure à la vague ou à la main afin de prévenir les dommages thermiques aux puces LED ou au boîtier plastique. Dépasser cette température ou ce temps peut entraîner un délaminage, une fissuration de l'époxy ou une dégradation des performances de la LED.

Il est également souligné que la température pendant l'assemblage ne doit pas dépasser la température maximale spécifiée dans la section Valeurs maximales absolues. Une manipulation appropriée pour éviter les décharges électrostatiques (ESD) est également une précaution standard, bien que non explicitement énoncée ici, car les LED sont des dispositifs à semi-conducteurs.

8. Suggestions d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

Le LTP-747KF est bien adapté aux applications nécessitant des affichages numériques ou alphanumériques limités, compacts et à faible consommation. Exemples :

• Équipements de test et de mesure :Multimètres numériques, fréquencemètres, alimentations pour l'affichage de valeurs.
• Électronique grand public :Équipements audio (affichages de niveau d'amplificateur), appareils ménagers (minuterie, température).
• Contrôles industriels :Compteurs de panneau, contrôleurs de processus, affichages de minuterie.
• Systèmes embarqués :Indicateurs d'état pour prototypes ou cartes de développement.

8.2 Considérations de conception

• Circuit de commande :Un microcontrôleur avec suffisamment de broches d'E/S ou un circuit intégré pilote LED dédié avec support de multiplexage est requis. Le pilote doit fournir le courant de crête correct (par exemple, 20-32mA) au cycle de service spécifié (par exemple, 1/16) pour atteindre la luminosité nominale sans dépasser les limites de courant moyen.
• Limitation de courant :Des résistances en série ou des pilotes à courant constant sont nécessaires pour chaque colonne d'anode ou chaque LED afin de régler précisément le courant direct et de protéger les LED.
• Fréquence de rafraîchissement :Le schéma de multiplexage nécessite une fréquence de balayage suffisamment élevée (typiquement >100Hz) pour éviter un scintillement visible.
• Bien que la dissipation de puissance par point soit faible, la chaleur collective provenant de plusieurs points allumés dans un environnement à température ambiante élevée doit être prise en compte. Une ventilation ou un dissipateur thermique adéquat peut être nécessaire pour un fonctionnement continu à haute luminosité.9. Comparaison et différenciation techniques

Comparé aux technologies plus anciennes comme les LED standard GaAsP ou GaP, l'utilisation du matériau

AlInGaPoffre des avantages significatifs :Une efficacité lumineuse plus élevée(plus de flux lumineux par mA de courant),une meilleure stabilité thermique(moins de baisse d'intensité avec la chaleur), etune fiabilité à long terme supérieure. La conception face grise/points blancs offre un rapport de contraste plus élevé que les boîtiers entièrement rouges ou verts, améliorant la lisibilité.Dans la catégorie des matrices 5x7 de 0,7 pouce, les principaux facteurs de différenciation de cette pièce seraient son classement spécifique d'intensité lumineuse, la faible tension directe typique de l'AlInGaP et la large plage de température de fonctionnement (-35°C à +105°C), qui dépasse celle de nombreux afficheurs courants, le rendant robuste pour les environnements industriels.

10. Questions fréquemment posées (Basées sur les paramètres techniques)

Q : Quel est l'objectif de la spécification du cycle de service 1/16 pour l'intensité lumineuse ?

R : L'afficheur utilise le multiplexage. Chaque point n'est alimenté qu'une fraction du temps (1/16 dans cette condition de test). L'intensité lumineuse est mesurée pendant sa brève impulsion "on" (courant de crête). La luminosité moyenne perçue est plus faible. Cette spécification permet aux concepteurs de calculer le flux lumineux moyen effectif.
Q : Puis-je piloter cet afficheur avec un courant continu constant au lieu du multiplexage ?

R : Techniquement, oui, mais c'est très inefficace. Cela nécessiterait 35 canaux indépendants à courant limité au lieu de 12 lignes multiplexées, augmentant considérablement la complexité et le coût du circuit. Le multiplexage est la méthode prévue et optimale.
Q : La tension directe est de 2,6V max à 20mA. Puis-je l'alimenter directement depuis une broche de microcontrôleur 3,3V ?

R : Non. Vous devez toujours utiliser une résistance de limitation de courant en série (ou un circuit à courant constant actif). La connecter directement tenterait de tirer un courant excessif, risquant d'endommager à la fois la LED et la broche du microcontrôleur. La valeur de la résistance est calculée comme R = (V
alimentation_{- V}) / I_FQ : Que signifie "Boîtier sans plomb (conforme RoHS)" ?_F.

R : Cela signifie que le dispositif est conforme à la directive sur la restriction des substances dangereuses. Les matériaux utilisés dans sa construction, y compris le placage de soudure sur les broches, ne contiennent pas de substances interdites comme le plomb, le mercure ou le cadmium au-dessus des limites autorisées, le rendant adapté à la vente sur les marchés réglementés.
11. Exemple de conception et d'utilisation

Cas : Conception d'un affichage de minuterie numérique simple.

Un concepteur doit afficher les minutes et secondes (MM:SS) sur un produit. Deux afficheurs LTP-747KF pourraient être utilisés pour les minutes et deux pour les secondes. Un microcontrôleur à faible coût serait programmé pour gérer la fonction de minuterie. Ses ports d'E/S seraient connectés aux lignes d'anode et de cathode des quatre afficheurs via des résistances de limitation de courant appropriées. Le micrologiciel implémenterait l'algorithme de minuterie et une routine de multiplexage qui parcourt les quatre afficheurs et les segments pertinents de chaque chiffre à haute vitesse (par exemple, 200Hz). La face grise de l'afficheur assurerait un bon contraste avec le boîtier du produit. Le concepteur sélectionnerait un lot d'intensité lumineuse approprié aux conditions de lumière ambiante prévues pour l'utilisation de la minuterie.12. Introduction au principe de fonctionnement

Le LTP-747KF fonctionne sur le principe fondamental d'une

Diode Électroluminescente (LED)et dumultiplexage temporel. Chacun des 35 points de la grille 5x7 est une LED AlInGaP individuelle. Lorsqu'elle est polarisée en direct (tension positive appliquée à l'anode par rapport à la cathode), les électrons et les trous se recombinent dans la région active du semi-conducteur, libérant de l'énergie sous forme de photons (lumière) à une longueur d'onde déterminée par la largeur de bande interdite du matériau AlInGaP, produisant une lumière jaune-orange.Le schéma de multiplexage réduit le nombre de broches de contrôle nécessaires. Les anodes de toutes les LED d'une colonne verticale sont connectées ensemble, et les cathodes de toutes les LED d'une rangée horizontale sont connectées ensemble. En activant séquentiellement une colonne d'anode à la fois tout en activant sélectivement les rangées de cathodes pour les points qui doivent être allumés dans cette colonne, et en répétant ce cycle rapidement, l'illusion d'un caractère stable et entièrement formé est créée. La persistance rétinienne de l'œil humain fusionne les points individuels clignotant rapidement en une image continue.

13. Tendances technologiques

Bien que les afficheurs LED à matrice de points discrets comme le LTP-747KF restent pertinents pour des applications spécifiques en raison de leur simplicité, robustesse et large angle de vision, plusieurs tendances sont notables. Il y a une évolution générale vers des

modules d'affichage intégrésqui incluent le circuit intégré pilote, le contrôleur et parfois une ROM génératrice de caractères, simplifiant l'interface pour le système hôte (par exemple, SPI, I2C).Pour la sortie alphanumérique, les

OLED (LED Organiques)et lesmodules LCD avancésLCDoffrent une résolution plus élevée, des capacités graphiques complètes et une consommation d'énergie plus faible dans certains scénarios d'affichage statique. Cependant, les matrices LED traditionnelles conservent des avantages en matière de tolérance aux températures extrêmes, de très haute luminosité pour une utilisation extérieure et de fiabilité à long terme là où la rémanence des pixels ou la durée de vie limitée pourraient être des préoccupations pour d'autres technologies. La technologie sous-jacente des puces LED AlInGaP continue de s'améliorer, offrant des efficacités toujours plus élevées et une production de couleur plus cohérente.