Fiche technique de l'afficheur LED à matrice de points 5x7 LTP-2557JD - Hauteur 2,0 pouces - Rouge AlInGaP - Tension directe 2,6V - Document technique en français

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTP-2557JD est un module d'affichage LED à matrice de points 5x7 monoplan, conçu pour la présentation de caractères et de symboles. Sa fonction principale est de fournir une sortie visuelle claire et fiable dans diverses applications électroniques nécessitant des informations alphanumériques ou graphiques simples.

1.1 Avantages principaux et marché cible

Ce dispositif offre plusieurs avantages clés qui le rendent adapté aux applications industrielles, commerciales et d'instrumentation. Sa faible consommation d'énergie est un atout majeur pour les conceptions alimentées par batterie ou soucieuses de l'efficacité énergétique. Sa construction à l'état solide garantit une grande fiabilité et une longue durée de vie opérationnelle, car il ne comporte aucune pièce mobile ou filament susceptible de tomber en panne. Le large angle de vision offert par la conception monoplan permet une visibilité claire depuis diverses positions, ce qui est crucial pour les interfaces utilisateur et les indicateurs d'état. Le dispositif est catégorisé selon son intensité lumineuse, assurant une uniformité de luminosité entre les lots de production. Sa compatibilité avec les codes caractères standards (ASCII et EBCDIC) et sa capacité à être empilé horizontalement le rendent polyvalent pour créer des affichages multi-caractères ou des graphiques simples. Le marché cible comprend les terminaux de point de vente, les panneaux de contrôle industriel, les équipements de test et de mesure, les dispositifs médicaux, et toute application nécessitant un affichage de caractères robuste et simple.

2. Analyse approfondie des spécifications techniques

Les sections suivantes fournissent une analyse détaillée et objective des principaux paramètres techniques du dispositif, tels que définis dans la fiche technique.

2.1 Caractéristiques photométriques et optiques

L'afficheur utilise des puces LED rouges haute efficacité en AlInGaP (Phosphure d'Aluminium Indium Gallium). Ce matériau semi-conducteur est connu pour son haut rendement lumineux et ses bonnes performances dans le spectre du rouge à l'ambre. Les puces sont fabriquées sur un substrat non transparent en GaAs (Arséniure de Gallium). Le boîtier présente une face grise avec des points blancs, ce qui améliore le contraste et la lisibilité.

• Intensité lumineuse moyenne (I_V)) : Varie d'un minimum de 1300 µcd à une valeur typique de 3000 µcd lorsqu'il est piloté par un courant de crête (I_p) de 32mA avec un cycle de service de 1/16. Ce paramètre définit la luminosité perçue des points activés.
• Longueur d'onde d'émission de crête (λ_p)) : Typiquement 656 nm. C'est la longueur d'onde à laquelle la puissance optique de sortie est maximale.
• Longueur d'onde dominante (λ_d)) : Typiquement 640 nm. C'est la longueur d'onde unique qui décrit le mieux la couleur perçue par l'œil humain, qui est un rouge saturé.
• Demi-largeur de raie spectrale (Δλ)) : Typiquement 22 nm. Cela indique la pureté spectrale ou la largeur de bande de la lumière émise ; une valeur plus petite indique une sortie plus monochromatique.
• Rapport d'appariement de l'intensité lumineuse (I_V-m)) : Maximum de 2:1. Ceci spécifie le rapport maximal autorisé entre le point le plus lumineux et le plus faible de la matrice, assurant une apparence uniforme.

2.2 Paramètres électriques

Les caractéristiques électriques définissent les limites et conditions de fonctionnement du dispositif.

• Tension directe par point (V_F)) : Typiquement 2,6V, avec un maximum de 2,6V à un courant direct (I_F) de 20mA. C'est la chute de tension aux bornes d'une LED lorsqu'elle conduit.
• Courant inverse par point (I_R)) : Maximum de 100 µA à une tension inverse (V_R) de 5V. C'est le faible courant de fuite qui circule lorsque la LED est polarisée en inverse.
• Courant direct moyen par point) : 13 mA maximum à 25°C. C'est le courant continu recommandé pour un fonctionnement fiable.
• Courant direct de crête par point) : 90 mA maximum. C'est le courant instantané absolu maximum, typiquement pertinent pour un fonctionnement en impulsions.

2.3 Limites absolues maximales et considérations thermiques

Ces limites définissent les seuils de contrainte au-delà desquels des dommages permanents peuvent survenir. Il est déconseillé de fonctionner en dehors de ces limites.

• Dissipation de puissance moyenne par point) : 33 mW maximum.
• Plage de température de fonctionnement) : -35°C à +85°C. Le dispositif est conçu pour fonctionner dans cette plage de température ambiante.
• Plage de température de stockage) : -35°C à +85°C.
• Déclassement du courant) : Le courant direct moyen doit être déclassé linéairement à partir de 13 mA à 25°C de 0,17 mA/°C à mesure que la température ambiante augmente. Ceci est crucial pour la gestion thermique et la prévention de la surchauffe.
• Température de soudure) : Le dispositif peut supporter 260°C pendant 3 secondes à un point situé à 1/16 de pouce (environ 1,6mm) en dessous du plan d'assise pendant le soudage.

3. Informations mécaniques et de conditionnement

3.1 Dimensions physiques

Le dispositif a une hauteur de matrice de 2,0 pouces (50,80 mm). Les dimensions du boîtier sont fournies dans la fiche technique avec toutes les mesures en millimètres. Les tolérances sont typiquement de ±0,25 mm sauf indication contraire. Le contour exact, l'espacement des broches et l'empreinte globale sont critiques pour la conception du PCB (Carte de Circuit Imprimé) et l'intégration mécanique.

3.2 Connexion des broches et circuit interne

L'afficheur a une configuration à 14 broches. Le brochage est le suivant : Broche 1 : Anode Rangée 5, Broche 2 : Anode Rangée 7, Broche 3 : Cathode Colonne 2, Broche 4 : Cathode Colonne 3, Broche 5 : Anode Rangée 4, Broche 6 : Cathode Colonne 5, Broche 7 : Anode Rangée 6, Broche 8 : Anode Rangée 3, Broche 9 : Anode Rangée 1, Broche 10 : Cathode Colonne 4, Broche 11 : Cathode Colonne 3 (Note : fonction dupliquée, probablement une considération d'annotation de fiche technique), Broche 12 : Anode Rangée 4 (Dupliquée), Broche 13 : Cathode Colonne 1, Broche 14 : Anode Rangée 2.

Le schéma de circuit interne montre une configuration matricielle standard à cathode commune. Les colonnes sont connectées aux cathodes, et les rangées aux anodes. Cette structure permet le multiplexage, où un seul point (l'intersection d'une rangée alimentée et d'une colonne mise à la masse) est illuminé à un instant donné. En balayant rapidement les rangées et les colonnes, la persistance rétinienne crée l'illusion d'un caractère stable.

4. Guide d'application et considérations de conception

4.1 Pilotage de l'afficheur

Pour faire fonctionner la matrice 5x7, un circuit de pilotage multiplexé est requis. Cela implique typiquement un microcontrôleur ou un circuit intégré dédié au pilotage d'afficheur. Le pilote doit activer séquentiellement chaque rangée (anode) tout en fournissant les données de colonne (cathode) appropriées pour cette rangée. Le courant de crête par point (I_p) de 32mA mentionné dans la condition de test pour l'intensité lumineuse est atteint par un fonctionnement en impulsions à faible cycle de service (1/16). Le courant moyen par point doit être maintenu dans la limite de 13 mA. Par exemple, un pilotage avec un cycle de service de 1/8 nécessiterait que le courant d'impulsion de crête soit d'environ 104 mA pour atteindre une moyenne de 13 mA, ce qui dépasse la limite de crête de 90 mA. Par conséquent, un calcul minutieux du cycle de service et du courant de crête est essentiel. Une résistance de limitation de courant en série est typiquement requise pour chaque ligne de colonne ou de rangée pour régler le courant avec précision.

4.2 Gestion thermique et soudure

Le respect des limites absolues maximales est primordial. La courbe de déclassement du courant doit être suivie si le dispositif fonctionne à des températures ambiantes élevées. Pendant l'assemblage du PCB, le profil de soudure spécifié (260°C pendant 3 secondes) ne doit pas être dépassé pour éviter d'endommager le boîtier plastique ou les liaisons internes par fil. Une conception de PCB appropriée avec une surface de cuivre adéquate peut aider à dissiper la chaleur, surtout si plusieurs points sont illuminés simultanément pendant de longues périodes.

4.3 Empilement pour affichages multi-caractères

La fiche technique mentionne que le dispositif est empilable horizontalement. Cela implique que plusieurs unités peuvent être placées côte à côte pour former des messages plus longs. En pratique, cela nécessite une conception de PCB minutieuse pour aligner les modules et un circuit de pilotage capable d'adresser le nombre accru de rangées et de colonnes (par exemple, pour deux modules, vous auriez toujours 7 rangées mais 10 colonnes). Le logiciel de pilotage doit gérer le tampon d'affichage étendu en conséquence.

5. Analyse des courbes de performance

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

• Courant direct vs. Tension directe (Courbe I_F-V_F) : Montre la relation exponentielle, cruciale pour concevoir le circuit de pilotage et sélectionner la valeur appropriée de la résistance de limitation de courant.
• Intensité lumineuse vs. Courant direct (Courbe I_V-I_F) : Démontre comment la sortie lumineuse augmente avec le courant, typiquement selon une relation quasi-linéaire dans la plage de fonctionnement avant que l'efficacité ne diminue.
• Intensité lumineuse vs. Température ambiante : Illustre la diminution de la sortie lumineuse à mesure que la température de jonction augmente, soulignant l'importance de la gestion thermique.
• Distribution spectrale : Un tracé de l'intensité relative en fonction de la longueur d'onde, montrant le pic à ~656 nm et la largeur spectrale.

6. Comparaison et différenciation technique

Comparé aux technologies plus anciennes comme les LED rouges GaAsP (Phosphure d'Arséniure de Gallium), la technologie AlInGaP utilisée dans le LTP-2557JD offre un rendement lumineux significativement plus élevé, résultant en une sortie plus lumineuse pour le même courant d'entrée. Le boîtier à face grise/points blancs offre un meilleur contraste que les boîtiers entièrement rouges ou transparents, surtout dans des conditions de lumière ambiante élevée. La hauteur de caractère de 2,0 pouces est une taille standard pour une lisibilité à moyenne distance, plus grande que de nombreux modules de 0,56 pouce ou 1 pouce utilisés dans les appareils compacts, le rendant adapté aux applications où l'affichage doit être lu depuis une distance de plusieurs pieds.

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

Q : Puis-je piloter cet afficheur avec un courant continu constant sans multiplexage ?

R : Techniquement, vous pourriez alimenter un point en continu, mais pour afficher un caractère complet, le multiplexage est nécessaire en raison de l'architecture matricielle. Piloter simultanément les 35 points à leur courant moyen nécessiterait un courant total et une dissipation de puissance très élevés, ce qui est peu pratique et dépasse probablement les limites du boîtier.

Q : Quelle est la différence entre la longueur d'onde de crête (656 nm) et la longueur d'onde dominante (640 nm) ?

R : La longueur d'onde de crête est le pic physique du spectre émis. La longueur d'onde dominante est le point de couleur perçu sur le diagramme de chromaticité CIE. La différence est due à la forme du spectre d'émission et à la sensibilité non linéaire de l'œil humain (réponse photopique). La longueur d'onde dominante est plus pertinente pour décrire la couleur vue par un utilisateur.

Q : Comment calculer la résistance série requise ?

R : Vous avez besoin de la tension d'alimentation (V_CC), de la tension directe de la LED (V_F, utilisez 2,6V), et du courant direct souhaité (I_F). Pour le multiplexage, utilisez le courant de crête (I_p) correspondant à votre cycle de service pour atteindre le courant moyen souhaité. La valeur de la résistance R = (V_CC - V_F) / I_p. Assurez-vous que la puissance nominale de la résistance est suffisante pour la puissance pulsée.

8. Introduction au principe de fonctionnement

Le dispositif fonctionne sur le principe de l'électroluminescence dans une jonction p-n semi-conductrice. Lorsqu'une tension directe dépassant le seuil de la diode est appliquée, les électrons et les trous se recombinent dans la région active (la couche AlInGaP), libérant de l'énergie sous forme de photons (lumière). La composition spécifique de l'alliage AlInGaP détermine l'énergie de la bande interdite et donc la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise. L'agencement matriciel est réalisé en fabriquant de multiples puces LED individuelles et en connectant leurs anodes et cathodes en un motif de grille, permettant le contrôle de chaque intersection (point) via l'électronique externe.

9. Conditionnement et informations de commande

La fiche technique spécifie la référence du composant comme LTP-2557JD. Le suffixe "JD" peut indiquer un tri spécifique pour l'intensité lumineuse ou d'autres paramètres. Pour une commande précise, la référence complète du système du fabricant doit être utilisée. Le conditionnement standard pour de tels composants est typiquement en bande et bobine pour l'assemblage automatisé ou en plateaux/sachets pour le prototypage manuel.