Fiche technique de l'afficheur LED LTP-3862JR - Hauteur de chiffre 0,3 pouce - Super Rouge AlInGaP - Tension directe 2,6V - Dissipation 70mW - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTP-3862JR est un module d'affichage alphanumérique double chiffre haute performance conçu pour les applications nécessitant une représentation claire des caractères. Sa fonction principale est d'afficher des caractères alphanumériques (lettres et chiffres) en utilisant une configuration à 17 segments par chiffre, offrant ainsi une plus grande flexibilité que les afficheurs 7 segments standards. Le dispositif utilise des puces LED AS-AlInGaP (Phosphure d'Aluminium Indium Gallium) ROUGE SUPER de technologie avancée, épitaxiées sur un substrat GaAs. Cette technologie est reconnue pour son haut rendement et ses excellentes propriétés lumineuses. Le design visuel présente un fond noir avec des segments blancs, ce qui améliore significativement le contraste et la lisibilité sous diverses conditions d'éclairage. L'afficheur est catégorisé selon son intensité lumineuse, garantissant une uniformité de luminosité entre les lots de production.

1.1 Avantages clés et marché cible

Les principaux avantages de cet afficheur découlent de sa conception et de sa technologie semi-conductrice. Les segments continus et uniformes créent une apparence de caractère lisse et agréable, sans espace ou discontinuité visible. Il fonctionne avec de faibles besoins en énergie, le rendant adapté aux appareils alimentés par batterie ou soucieux de l'efficacité énergétique. La combinaison d'une haute luminosité et d'un fort contraste assure une lisibilité même dans des environnements très éclairés. Un large angle de vision permet de lire l'information affichée depuis diverses positions par rapport à la surface de l'afficheur. La fiabilité à l'état solide de la technologie LED offre une longue durée de vie opérationnelle et une résistance aux chocs et vibrations, comparativement à d'autres types d'affichage comme les tubes fluorescents ou à incandescence.

Ce produit est typiquement destiné aux marchés et applications où des affichages alphanumériques compacts, fiables et clairs sont essentiels. Les applications courantes incluent les panneaux d'instrumentation industrielle, les équipements de test et de mesure, les dispositifs médicaux, les terminaux de point de vente, les affichages de tableau de bord automobile (pour les informations auxiliaires) et divers appareils électroniques grand public où des données d'état ou numériques doivent être présentées.

2. Analyse approfondie des spécifications techniques

Cette section fournit une analyse objective et détaillée des principaux paramètres techniques spécifiés dans la fiche technique.

2.1 Caractéristiques photométriques et optiques

Les performances optiques sont centrales pour la fonctionnalité de l'afficheur. L'Intensité lumineuse moyenne par segmentest spécifiée avec un minimum de 200 µcd, une valeur typique de 600 µcd, et aucun maximum indiqué, lorsqu'il est piloté par un courant direct (I_F) de 1mA. Ce paramètre définit la luminosité perçue de chaque segment individuel. LeRapport d'homogénéité d'intensité lumineuseest spécifié à 2:1 maximum. C'est un paramètre critique pour l'uniformité de l'affichage ; cela signifie que la luminosité du segment le moins lumineux ne sera pas inférieure à la moitié de la luminosité du segment le plus lumineux dans les mêmes conditions, garantissant un aspect cohérent sur tous les segments d'un caractère.

Les caractéristiques de couleur sont définies par des paramètres de longueur d'onde, mesurés à I_F=20mA. LaLongueur d'onde d'émission de crête (λ_p)est de 639 nm, ce qui se situe dans la région rouge du spectre visible. LaLongueur d'onde dominante (λ_d)est de 631 nm. La différence entre la longueur d'onde de crête et la longueur d'onde dominante est liée à la forme du spectre d'émission. LaLargeur à mi-hauteur spectrale (Δλ)est de 20 nm, indiquant la pureté spectrale ou l'étalement des longueurs d'onde de la lumière émise autour du pic.

2.2 Paramètres électriques

Les spécifications électriques définissent les limites et conditions de fonctionnement du dispositif. LaTension directe par segment (V_F)varie de 2,0V à 2,6V à un courant de test de 20mA. Les concepteurs doivent s'assurer que le circuit de pilotage peut fournir une tension suffisante pour la surmonter, typiquement en utilisant une résistance de limitation de courant ou un pilote à courant constant. LeCourant inverse par segment (I_R)est un maximum de 100 µA à une tension inverse (V_R) de 5V, indiquant le niveau de fuite lorsque la LED est polarisée en inverse.

LesValeurs maximales absoluesfixent les limites pour un fonctionnement sûr. LeCourant direct continu par segmentest de 25 mA à 25°C, avec un facteur de déclassement de 0,33 mA/°C au-dessus de cette température. Cela signifie que le courant continu maximal autorisé diminue lorsque la température ambiante augmente pour éviter la surchauffe. LeCourant direct de crêteest de 90 mA mais uniquement dans des conditions pulsées spécifiques : un rapport cyclique de 1/10 et une largeur d'impulsion de 0,1 ms. Cela permet des schémas de multiplexage où un courant instantané plus élevé peut être utilisé pour obtenir une luminosité perçue tout en maintenant une dissipation de puissance moyenne faible. LaDissipation de puissance par segmentest limitée à 70 mW.

2.3 Spécifications thermiques et environnementales

Le dispositif est conçu pour unePlage de température de fonctionnementde -35°C à +105°C et unePlage de température de stockageidentique. Cette large plage le rend adapté aux applications dans des environnements sévères, tant industriels qu'automobiles. Le déclassement du courant direct avec la température, comme mentionné, est une considération directe de gestion thermique. La fiche technique spécifie également les conditions de soudure : le dispositif peut supporter 260°C pendant 3 secondes à une distance de 1/16 de pouce (environ 1,59 mm) en dessous du plan d'assise, ce qui correspond à un profil typique de soudure par refusion.

3. Informations mécaniques et de conditionnement

Le LTP-3862JR est fourni dans un boîtier standard d'afficheur LED. La fiche technique inclut un dessin coté détaillé (dimensions du boîtier). Les caractéristiques mécaniques clés incluent l'encombrement global, la hauteur du boîtier, l'espacement entre les deux chiffres, et l'emplacement précis et le diamètre des trous de montage ou des broches. Le dessin spécifie que toutes les dimensions sont en millimètres, avec des tolérances standard de ±0,25 mm sauf indication contraire. Cette information est cruciale pour les concepteurs de circuits imprimés afin de s'assurer que l'empreinte physique sur la carte correspond à l'afficheur et qu'il y a un espace suffisant autour du composant.

3.1 Configuration des broches et circuit interne

Le dispositif comporte un total de 20 broches. Il est configuré en typeAnode commune multiplexée. Cela signifie que les anodes des LED pour chaque chiffre sont connectées ensemble en interne. L'anode commune du Chiffre 1 est sur la broche 4, et celle du Chiffre 2 sur la broche 10. Les cathodes de chaque segment individuel (A à U, plus DP pour le point décimal) sont amenées sur des broches séparées. Cette architecture multiplexée permet de contrôler deux chiffres avec moins de lignes de pilotage que si chaque segment était adressable indépendamment. Un schéma de circuit interne montrerait typiquement ces connexions d'anode commune pour chaque chiffre et comment les cathodes de segments sont organisées. Le tableau de connexion des broches est essentiel pour câbler correctement l'afficheur à un microcontrôleur ou un circuit intégré de pilotage.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fait référence à des courbes caractéristiques électriques/optiques typiques. Bien que les graphiques spécifiques ne soient pas détaillés dans le texte fourni, les courbes standard pour de tels dispositifs incluraient :

• Courant direct vs Tension directe (Courbe I-V) : Ce graphique montre la relation non linéaire entre la tension aux bornes de la LED et le courant qui la traverse. Il aide les concepteurs à sélectionner la valeur appropriée de la résistance de limitation de courant pour une tension d'alimentation donnée.
• Intensité lumineuse vs Courant direct : Cette courbe montre comment la lumière émise augmente avec l'augmentation du courant de pilotage. Elle est typiquement linéaire sur une plage mais peut saturer à des courants très élevés.
• Intensité lumineuse vs Température ambiante : Ce graphique démontre comment la lumière émise diminue lorsque la température de jonction de la LED augmente. Comprendre ce déclassement est vital pour les applications fonctionnant à haute température ambiante.
• Distribution spectrale : Un tracé de l'intensité relative en fonction de la longueur d'onde, montrant la forme du spectre de la lumière émise, centré autour de la longueur d'onde de crête de 639 nm.

Ces courbes fournissent aux concepteurs une compréhension plus nuancée du comportement du dispositif dans des conditions non standard ou variables, au-delà des données ponctuelles des tableaux.

5. Guide d'application et considérations de conception

5.1 Conception du circuit de pilotage

Pour faire fonctionner cet afficheur à anode commune multiplexée, un circuit de pilotage est nécessaire. Cela implique typiquement l'utilisation d'un microcontrôleur avec suffisamment de broches d'E/S ou d'un circuit intégré de pilotage LED dédié. Les anodes communes (broches 4 et 10) seraient connectées au microcontrôleur via des transistors source de courant ou directement si les broches du MCU peuvent fournir assez de courant. Les cathodes de segments (broches 1-3, 5-9, 11-13, 15-20) seraient connectées à des pilotes puits de courant (comme un réseau de transistors ou un CI pilote). Le multiplexage est réalisé en activant séquentiellement l'anode commune d'un chiffre à la fois tout en présentant le motif de segment pour ce chiffre sur les lignes de cathode. Ce cycle doit se produire assez rapidement (typiquement >60 Hz) pour éviter un scintillement visible. Le courant de crête autorisé permet l'utilisation de courants instantanés plus élevés pendant le bref temps d'activation de chaque chiffre pour obtenir une luminosité moyenne perçue plus élevée.

5.2 Gestion thermique et de soudure

Bien que les LED soient efficaces, la puissance dissipée (jusqu'à 70 mW par segment) peut entraîner un échauffement, surtout lorsque plusieurs segments sont allumés simultanément. Une surface de cuivre de circuit imprimé adéquate ou des vias thermiques peuvent être envisagés pour les broches d'anode commune afin de servir de dissipateur thermique. Le strict respect du profil de soudure (260°C pendant 3 secondes) est nécessaire pour éviter d'endommager la résine époxy interne, les fils de connexion ou la puce semi-conductrice elle-même pendant l'assemblage.

5.3 Intégration optique

Le design fond noir/segments blancs offre un contraste élevé. Pour une amélioration supplémentaire en lumière ambiante vive, un filtre de contraste ou une fenêtre de couvercle assombrie peut être utilisée. Le large angle de vision élimine le besoin d'un alignement précis de l'observateur avec la normale de l'afficheur. Les concepteurs doivent tenir compte de la distance de vision prévue et des niveaux de lumière ambiante lors de la sélection des courants de pilotage pour assurer une lisibilité optimale sans consommation d'énergie inutile.

6. Comparaison et différenciation technique

Les principaux facteurs de différenciation du LTP-3862JR sont son utilisation de la technologieSuper Rouge AlInGaPet son architecture à17 segments. Comparée aux technologies plus anciennes comme les LED standard GaAsP ou GaP, l'AlInGaP offre une efficacité lumineuse significativement plus élevée, ce qui se traduit par des afficheurs plus lumineux à courant égal ou une consommation d'énergie plus faible pour une même luminosité. Le format 17 segments, comparé à un afficheur 7 segments standard, permet la représentation lisible de tout l'alphabet (alphanumérique) plutôt que seulement des chiffres et de quelques lettres, élargissant considérablement son champ d'application. La catégorisation selon l'intensité lumineuse est un autre point clé, fournissant un niveau de cohérence de luminosité important pour les afficheurs multi-chiffres où une luminosité inégale serait visuellement gênante.

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

Q : Que signifie un rapport d'homogénéité d'intensité lumineuse de 2:1 pour ma conception ?

R : Cela garantit une uniformité visuelle. Dans le pire des cas, un segment ne sera pas moins lumineux que la moitié de la luminosité d'un autre segment piloté de manière identique. Cela empêche certains caractères ou parties de caractères d'apparaître nettement moins lumineux que d'autres.

Q : Puis-je piloter cet afficheur directement avec un microcontrôleur 5V ?

R : Pas directement pour les segments. La tension directe est de 2,0-2,6V. Connecter une broche de MCU 5V directement à une cathode de segment (via une résistance) appliquerait une polarisation inverse d'environ 5V à la LED lorsque la broche du MCU est à l'état haut, ce qui dépasse la tension inverse maximale de 8V et pourrait endommager la LED. Vous devez utiliser un circuit de pilotage approprié (transistors ou CI pilote) pour interfacer les niveaux logiques du MCU avec les exigences de courant de la LED.

Q : Comment calculer la valeur de la résistance de limitation de courant ?

R : Utilisez la loi d'Ohm : R = (V_alimentation- V_F) / I_F. Pour une alimentation de 5V, une V_Ftypique de 2,3V, et un I_Fsouhaité de 20mA : R = (5 - 2,3) / 0,02 = 135 ohms. Utilisez la valeur standard supérieure (par exemple, 150 ohms) qui donne un courant légèrement inférieur, bien dans la zone de fonctionnement sûre.

Q : Quel est l'objectif du courant direct de crête ?

R : Il permet le multiplexage. Dans une configuration multiplexée, chaque chiffre n'est allumé qu'une fraction du temps (par exemple, 1/2 de rapport cyclique pour deux chiffres). Pour obtenir une luminosité moyenne souhaitée, vous pouvez utiliser un courant instantané plus élevé pendant son court temps d'activation. La valeur de crête de 90 mA (à 0,1 ms d'impulsion, 1/10 de rapport cyclique) le permet. Le courant moyen doit toujours respecter le courant continu maximal lorsqu'il est calculé sur la durée.

8. Exemple d'application pratique

Scénario : Conception d'un simple compteur à deux chiffres avec interface microcontrôleur.

Un cas de conception impliquerait un microcontrôleur 8 bits (par exemple, un ATmega328P). Deux de ses broches d'E/S seraient configurées comme sorties pour piloter les anodes communes (Chiffre 1 et Chiffre 2) via de petits transistors NPN (par exemple, 2N3904) pour fournir le courant requis pour tous les segments allumés dans un chiffre. Huit autres broches d'E/S seraient utilisées pour piloter les cathodes de segments via un CI pilote puits de courant comme un réseau Darlington ULN2003A, qui peut gérer les courants combinés des segments. Le micrologiciel maintiendrait une variable compteur. Il séparerait les dizaines et les unités, convertirait chacune en un motif 17 segments (en utilisant une table de correspondance), puis activerait alternativement le transistor pour le Chiffre 1 tout en envoyant le motif des unités, puis activerait le Chiffre 2 tout en envoyant le motif des dizaines, dans une boucle continue avec un court délai. Les résistances de limitation de courant seraient placées soit du côté de l'anode commune (plus simple, une résistance par chiffre) soit du côté de la cathode de segment (contrôle plus précis par segment, plus de résistances).

9. Introduction au principe de fonctionnement

Le principe de fonctionnement fondamental est basé sur l'électroluminescence dans une jonction p-n semi-conductrice. Le matériau semi-conducteur AlInGaP a une énergie de bande interdite spécifique. Lorsqu'une tension directe dépassant le seuil de la jonction (la tension directe V_F) est appliquée, les électrons de la région de type n et les trous de la région de type p sont injectés à travers la jonction. Lorsque ces porteurs de charge se recombinent, ils libèrent de l'énergie. Dans un semi-conducteur à bande interdite directe comme l'AlInGaP, cette énergie est libérée principalement sous forme de photons (lumière). La longueur d'onde (couleur) de la lumière émise est déterminée par l'énergie de la bande interdite du matériau. La disposition à 17 segments est un arrangement géométrique de puces LED individuelles ou de régions de puce à l'intérieur du boîtier, chacune correspondant à un segment du caractère. Les connexions électriques sont réalisées via des fils de connexion vers les contacts d'anode et de cathode, qui sont acheminés vers les broches externes du boîtier.

10. Tendances technologiques

La technologie d'affichage évolue continuellement. Bien que la technologie AlInGaP dans cette fiche technique représente une solution haute performance pour les couleurs rouge/orange/jaune, les tendances plus larges incluent l'adoption de matériaux et de structures encore plus efficaces. Pour les afficheurs couleur complets ou blancs, les LED bleues et vertes à base d'InGaN (Nitrure d'Indium Gallium) sont dominantes. Il y a une constante poussée vers une plus grande efficacité lumineuse (plus de lumens par watt), permettant des afficheurs plus lumineux ou une consommation d'énergie plus faible. La miniaturisation est une autre tendance, avec des boîtiers à l'échelle de la puce et des tailles de puce plus petites permettant des afficheurs avec une résolution plus élevée ou la même résolution dans un encombrement réduit. De plus, les solutions intégrées deviennent plus courantes, où le circuit de pilotage LED, le microcontrôleur, et parfois l'afficheur lui-même sont combinés en un seul module ou afficheur intelligent, simplifiant le processus d'intégration pour les fabricants de produits finis. Les avantages fondamentaux de la fiabilité à l'état solide, de la faible consommation et du large angle de vision restent fondamentaux et sont renforcés par ces avancées en matière de matériaux et d'intégration.