Fiche technique LTS-3361JS - Afficheur 7 segments LED jaune 0,3 pouce - Hauteur de chiffre 7,62mm - Tension directe 2,6V - Puissance 40mW - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTS-3361JS est un module d'affichage LED alphanumérique 7 segments à un chiffre, conçu pour les applications nécessitant une indication numérique ou alphanumérique limitée, claire et lumineuse. Sa fonction principale est de fournir une sortie visuelle hautement lisible dans un format compact.

1.1 Avantages principaux et marché cible

Ce dispositif est conçu pour la fiabilité et les performances dans l'électronique grand public, l'instrumentation industrielle et les affichages numériques de base. Ses avantages principaux, tels que dérivés de la fiche technique, incluent unehauteur de chiffre de 0,3 pouce (7,62 mm)offrant un bon équilibre entre taille et lisibilité. Il présente dessegments continus et uniformespour une apparence de caractère nette et professionnelle sans rupture visible dans les segments allumés. L'afficheur offre uneluminosité et un contraste élevés, facilités par l'utilisation de la technologie semi-conductrice AlInGaP sur un substrat non transparent, garantissant une sortie vive même dans des conditions de fort éclairage. Unlarge angle de visionaméliore la visibilité sous divers angles. De plus, il est catégorisé pour l'intensité lumineuse, permettant un tri et une cohérence dans les séries de production. Les marchés cibles principaux incluent les panneaux de mesure, les appareils ménagers, les équipements de test et tout dispositif nécessitant un affichage numérique simple et efficace.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

La section suivante 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 fonction de cet afficheur. Le dispositif utilise despuces LED jaunes AlInGaP (Phosphure d'Aluminium Indium Gallium). Ce système de matériaux est connu pour son efficacité et sa stabilité élevées dans le spectre jaune-orange-rouge. Les puces sont fabriquées sur unsubstrat GaAs non transparent, ce qui aide à améliorer le contraste en empêchant la lumière de s'échapper par l'arrière de la puce, dirigeant ainsi plus de lumière vers l'avant. Le boîtier a uneface grise avec des segments blancs, ce qui améliore encore le contraste lorsque les segments sont éteints. Les paramètres clés mesurés à Ta=25°C incluent :

• Intensité lumineuse moyenne (I_V): Varie de 200 μcd (min) à 600 μcd (max) à un courant direct (I_F) de 1mA. La valeur typique est comprise dans cette plage. Cette intensité est mesurée à l'aide d'un filtre approximant la courbe de réponse photopique de l'œil CIE.
• Longueur d'onde d'émission de crête (λ_p): Typiquement 588 nm, la plaçant dans la région jaune du spectre visible.
• Longueur d'onde dominante (λ_d): Typiquement 587 nm, très proche de la longueur d'onde de crête, indiquant une couleur jaune relativement pure.
• Demi-largeur de raie spectrale (Δλ): Approximativement 15 nm, ce qui définit la pureté spectrale ou la largeur de bande de couleur de la lumière émise.
• Rapport d'appariement d'intensité lumineuse: Spécifié à 2:1 maximum. Cela signifie que l'intensité du segment le plus lumineux ne doit pas être plus du double de celle du segment le moins lumineux au sein du même chiffre pour le même courant de commande, assurant ainsi l'uniformité.

2.2 Paramètres électriques

Les spécifications électriques définissent les limites et conditions de fonctionnement pour une utilisation fiable.

• Valeurs maximales absolues:
  • Dissipation de puissance par segment : 40 mW.
  • Courant direct de crête par segment : 60 mA (à un cycle de service de 1/10, largeur d'impulsion 0,1 ms).
  • Courant direct continu par segment : 25 mA à 25°C, déclassement linéaire de 0,33 mA/°C au-dessus de 25°C.
  • Tension inverse par segment : 5 V.
  • Plage de température de fonctionnement et de stockage : -35°C à +85°C.
  • Température de soudure : Maximum 260°C pendant 3 secondes maximum à 1,6 mm sous le plan d'assise.
• Caractéristiques électriques/optiques à Ta=25°C:
  • Tension directe par segment (V_F) : Typiquement 2,6 V, avec un maximum de 2,6 V à I_F=20 mA. Le minimum est de 2,05 V.
  • Courant inverse par segment (I_R) : Maximum 100 μA à V_R=5 V.

2.3 Caractéristiques thermiques

La gestion thermique est abordée indirectement via la spécification de déclassement pour le courant direct continu. Le courant doit être réduit de 0,33 mA pour chaque degré Celsius au-dessus de la température ambiante de 25°C. Ceci est crucial pour maintenir la fiabilité à long terme et prévenir une dépréciation accélérée du flux lumineux ou une défaillance catastrophique. La large plage de température de fonctionnement de -35°C à +85°C indique une robustesse pour diverses conditions environnementales.

3. Explication du système de tri

La fiche technique indique explicitement que le dispositif est"catégorisé pour l'intensité lumineuse."Cela fait référence à un processus de tri ou de classement post-fabrication. En raison des variations inhérentes à la croissance épitaxiale des semi-conducteurs et à la fabrication des puces, les LED d'un même lot de production peuvent avoir des sorties optiques légèrement différentes. Le tri implique de mesurer l'intensité lumineuse de chaque unité et de les regrouper dans des plages d'intensité spécifiques (bacs). Cela permet aux concepteurs de sélectionner des afficheurs avec des niveaux de luminosité cohérents pour leur application, assurant une apparence uniforme sur plusieurs chiffres dans un afficheur multi-chiffres. La fiche technique fournit la plage globale min (200 μcd) et max (600 μcd) ; les codes de bac spécifiques seraient généralement définis dans une documentation ou des informations de commande séparées.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fait référence aux "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 typiquement :

• Courbe I-V (Courant-Tension): Montrant la relation entre la tension directe (V_F) et le courant direct (I_F). Cette courbe est non linéaire, avec une tension de seuil d'environ 2 V pour l'AlInGaP, après quoi le courant augmente rapidement avec de petites augmentations de tension. Cela souligne l'importance des résistances de limitation de courant ou des pilotes à courant constant.
• Intensité lumineuse vs. Courant direct (I_Vvs. I_F): Cette courbe montre comment la sortie lumineuse augmente avec le courant de commande. Elle est généralement linéaire sur une plage mais saturera à des courants très élevés en raison de l'affaiblissement thermique et d'efficacité.
• Intensité lumineuse vs. Température ambiante: Cette courbe montrerait la diminution de la sortie lumineuse à mesure que la température de jonction augmente, soulignant la nécessité d'une conception thermique appropriée, en particulier lors d'un fonctionnement près des valeurs maximales.
• Distribution spectrale: Un tracé de l'intensité relative en fonction de la longueur d'onde, centré autour de 587-588 nm avec une demi-largeur d'environ 15 nm, confirmant le point de couleur jaune.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions et contour

Le boîtier est un afficheur LED 7 segments à un chiffre standard. La fiche technique inclut un dessin "DIMENSIONS DU BOÎTIER" (détails non entièrement extraits ici). Les notes critiques indiquent que toutes les dimensions sont en millimètres et les tolérances sont de ±0,25 mm (0,01") sauf indication contraire. Cette tolérance est importante pour la conception de l'empreinte PCB afin d'assurer un ajustement et un alignement corrects.

5.2 Brochage et identification de la polarité

Le dispositif a une configurationà cathode commune. Cela signifie que toutes les cathodes (bornes négatives) des segments LED sont connectées ensemble en interne. La connexion des broches est clairement définie :

1. Cathode Commune
2. Anode F
3. Anode G
4. Anode E
5. Anode D
6. Cathode Commune (Note : Les broches 1 et 6 sont toutes deux des cathodes communes, probablement pour la flexibilité de la disposition ou une résistance plus faible)
7. Anode DP (Point Décimal)
8. Anode C
9. Anode B
10. Anode A

Le schéma de circuit interne montre la connexion de la cathode commune aux broches 1 & 6, avec des anodes individuelles pour les segments A-G et DP. La note "RT. HANDE DECIMAL" dans la description de la référence suggère un placement du point décimal à droite.

6. Directives de soudure et d'assemblage

La fiche technique fournit une spécification de soudure critique : le boîtier peut supporter une température de soudure maximale de260°C pendant 3 secondes maximum, mesurée à 1,6 mm (1/16 de pouce) sous le plan d'assise. Il s'agit d'une contrainte de profil de soudure par refusion standard. Les concepteurs doivent s'assurer que leur processus d'assemblage PCB, qu'il s'agisse de soudure à la vague ou par refusion, respecte cette limite pour éviter d'endommager les puces LED internes, les fils de connexion ou le boîtier plastique. La plage de température de stockage (-35°C à +85°C) doit également être respectée avant et après l'assemblage.

7. Suggestions d'application

7.1 Scénarios d'application typiques

Cet afficheur est idéal pour les applications nécessitant un seul chiffre hautement visible : lectures de tension/courant sur les alimentations, affichages de température sur les thermostats ou fours, compteurs de temps, tableaux d'affichage simples ou indicateurs d'état sur les équipements réseau et les appareils ménagers.

7.2 Considérations de conception

• Circuit de commande: En tant que dispositif à cathode commune, les cathodes (broches 1/6) doivent être connectées à la masse ou à un puits de courant. Chaque anode de segment doit être pilotée via unerésistance de limitation de courant. La valeur de la résistance est calculée sur la base de la tension d'alimentation (V_CC), de la tension directe de la LED (V_F, utiliser max 2,6 V pour la fiabilité) et du courant direct souhaité (I_F). Par exemple, avec une alimentation de 5 V et visant I_F=10 mA : R = (V_CC- V_F) / I_F= (5 V - 2,6 V) / 0,01 A = 240 Ω. Une résistance de 220 Ω ou 270 Ω serait appropriée.
• Multiplexage: Pour les afficheurs multi-chiffres, ce chiffre peut être multiplexé. Puisqu'il a des anodes indépendantes et une cathode commune, il est bien adapté aux conceptions multiplexées où les cathodes des différents chiffres sont commutées rapidement.
• Contrôle de la luminosité: La luminosité peut être ajustée en faisant varier le courant direct (dans les limites absolues) ou en utilisant une modulation de largeur d'impulsion (PWM) sur les signaux de commande.
• Angle de vision: Le large angle de vision doit être pris en compte lors de la conception du boîtier mécanique pour s'assurer que l'afficheur est visible pour l'utilisateur final.

8. Comparaison et différenciation techniques

Comparé aux technologies plus anciennes comme les LED standard GaP ou GaAsP, la technologie AlInGaP dans le LTS-3361JS offre uneefficacité lumineuse et une luminosité significativement plus élevées. Comparé à certaines LED blanches ou bleues qui utilisent une conversion par phosphore, l'AlInGaP fournit unecouleur pure et saturée directement à partir du semi-conducteur, souvent avec une meilleure stabilité dans le temps et avec la température. Le substrat non transparent est un différenciateur clé par rapport aux afficheurs moins chers qui peuvent utiliser un substrat transparent, conduisant à un contraste plus faible car la lumière s'échappe dans toutes les directions. La catégorisation (tri) pour l'intensité est une marque d'un composant de qualité destiné aux applications nécessitant de la cohérence.

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

Q : Quel est l'intérêt d'avoir deux broches de cathode commune (1 et 6) ?

R : Cela offre une flexibilité de conception pour le routage PCB. Cela peut aider à réduire la densité de courant à travers une seule broche si tous les segments sont pilotés simultanément à un courant élevé, et cela peut faciliter la disposition de la carte en offrant deux points de connexion à la masse.

Q : Puis-je piloter cet afficheur directement depuis une broche d'un microcontrôleur ?

R : Oui, mais avec des mises en garde importantes. Une broche de MCU typique peut fournir/absorber jusqu'à 20-25 mA, ce qui est dans la plage de courant continu nominal. Cependant, vous DEVEZ utiliser une résistance série de limitation de courant pour chaque segment. Ne connectez pas la LED directement à la broche. De plus, assurez-vous que le courant total de l'alimentation ou de la broche de masse du MCU ne dépasse pas ses limites de boîtier lorsque plusieurs segments sont allumés.

Q : La tension directe est indiquée comme "2.05 2.6 V". Qu'est-ce que cela signifie ?

R : Cela indique la plage de tension directe. La V_Fminimale attendue est de 2,05 V, et le maximum est de 2,6 V lorsqu'elle est mesurée à I_F=20 mA. Vous devez concevoir votre circuit de commande en supposant le pire cas (V_Fla plus élevée) pour garantir une marge de tension suffisante pour obtenir le courant souhaité sur toutes les unités.

Q : Que signifie "catégorisé pour l'intensité lumineuse" pour ma conception ?

R : Cela signifie que vous pouvez demander des pièces d'un bac de luminosité spécifique lors de la commande. Si vous construisez un instrument multi-chiffres, spécifier le même code de bac pour tous les afficheurs garantira qu'ils ont tous une luminosité presque identique, résultant en une apparence professionnelle et uniforme.

10. Introduction au principe de fonctionnement

Le principe de fonctionnement est basé sur l'électroluminescence des semi-conducteurs. La puce AlInGaP est constituée de plusieurs couches épitaxiales formant une jonction p-n. Lorsqu'une tension de polarisation directe dépassant la tension de seuil de la jonction (~2 V) est appliquée, des électrons et des trous sont injectés à travers la jonction. Lorsque ces porteurs de charge se recombinent dans la région active du semi-conducteur, l'énergie est libérée sous forme de photons (lumière). La composition spécifique de l'alliage AlInGaP détermine l'énergie de la bande interdite, qui correspond directement à la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise - dans ce cas, le jaune (~587 nm). Le substrat GaAs non transparent absorbe plutôt que de transmettre la lumière, améliorant l'extraction de lumière vers l'avant et le contraste. La lumière émise par la puce traverse la lentille en époxy d'encapsulation, qui est façonnée pour améliorer l'angle de vision, et éclaire le motif de segments blancs imprimé sur la face grise, créant le caractère 7 segments reconnaissable.

11. Tendances de développement

Bien qu'il s'agisse d'un produit mature, les tendances de la technologie d'affichage continuent d'évoluer. Il y a un mouvement général vers des afficheurs à plus haute densité et adressables en matrice complète (comme les matrices de points ou OLED) pour un contenu d'information plus important. Cependant, pour les lectures numériques simples, les LED 7 segments restent populaires en raison de leursimplicité, robustesse, faible coût et excellente lisibilité. Les futures itérations de tels dispositifs pourraient se concentrer sur une efficacité encore plus élevée, permettant une consommation d'énergie plus faible pour les appareils à piles, ou l'intégration de circuits de commande dans le boîtier ("afficheurs intelligents"). L'utilisation de matériaux avancés comme le GaN-sur-Si ou des phosphores améliorés pourrait également élargir la gamme de couleurs disponible et l'efficacité pour les afficheurs monochromes. Néanmoins, la conception fondamentale et l'application d'afficheurs 7 segments à cathode commune basés sur l'AlInGaP comme le LTS-3361JS devraient rester pertinentes dans les applications à coût sensible et à haute fiabilité pour un avenir prévisible.