Fiche technique de l'afficheur à matrice de points LED LTP-1557AKA - Hauteur 1,2 pouce (30,42 mm) - Rouge orange AlInGaP - Matrice 5x7 - Document technique

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTP-1557AKA est un module d'affichage alphanumérique à un chiffre conçu pour les applications nécessitant une sortie de caractères claire et fiable. Sa fonction principale est de représenter visuellement des informations via une grille de diodes électroluminescentes (LED) individuellement contrôlables.

1.1 Avantages clés et marché cible

Ce dispositif offre plusieurs avantages clés qui le rendent adapté à une gamme d'applications industrielles et commerciales. Ses principaux atouts incluent unefaible consommation d'énergie, essentielle pour les systèmes alimentés par batterie ou sensibles à l'énergie. Lafiabilité à l'état solidede la technologie LED garantit une longue durée de vie opérationnelle et une résistance aux chocs et vibrations par rapport aux afficheurs à filament ou autres afficheurs mécaniques. La conceptionmonoplan à large angle de vueoffre une bonne visibilité depuis diverses positions, ce qui est crucial pour les interfaces utilisateur. Enfin, sacompatibilité avec les codes caractères standards (USASCII et EBCDIC)et saempilabilité horizontalesimplifient l'intégration dans les systèmes nécessitant des afficheurs multi-chiffres. Les marchés cibles typiques incluent les panneaux d'instrumentation, les terminaux de point de vente, les systèmes de contrôle industriel et les équipements de test où une sortie de caractères durable et lisible est requise.

2. Analyse approfondie des spécifications techniques

Cette section fournit une analyse détaillée et objective des paramètres électriques, optiques et physiques du dispositif.

2.1 Caractéristiques photométriques et optiques

Les performances optiques sont définies à une température ambiante (Ta) de 25°C. Le dispositif utilise le matériau semi-conducteurAlInGaP (Phosphure d'Aluminium Indium Gallium)pour ses puces LED, qui sont fabriquées sur un substrat GaAs non transparent. Ce choix de matériau est connu pour sa haute efficacité dans le spectre rouge-orange. L'afficheur a un fond gris avec des points blancs pour le contraste.

• Intensité lumineuse moyenne (I_V): S'étend d'un minimum de 2100 μcd à une valeur typique de 3800 μcd. Cette mesure est prise dans des conditions de pilotage spécifiques : un courant de crête (I_p) de 80mA avec un cycle de service de 1/16. L'intensité est mesurée à l'aide d'un capteur et d'un filtre approximant la courbe de réponse photopique de l'œil CIE, garantissant que la valeur correspond à la perception de luminosité humaine.
• Caractéristiques de longueur d'onde:
  • Longueur d'onde d'émission de crête (λ_p): Typiquement 621 nm, indiquant le point d'émission de lumière le plus fort dans la région rouge-orange.
  • Longueur d'onde dominante (λ_d): Typiquement 615 nm. C'est la longueur d'onde unique perçue par l'œil humain pour correspondre à la couleur de la lumière, qui peut différer légèrement de la longueur d'onde de crête.
  • Demi-largeur de raie spectrale (Δλ): Typiquement 18 nm. Ce paramètre définit la largeur de bande de la lumière émise, indiquant la plage de longueurs d'onde autour du pic. Une demi-largeur plus étroite indique une couleur spectralement plus pure.
• Rapport d'appariement d'intensité lumineuse (I_V-m): A un rapport maximum de 2:1. Ceci spécifie la variation admissible de luminosité entre les points les plus brillants et les plus sombres de la matrice, assurant une apparence uniforme.

2.2 Paramètres électriques

Toutes les caractéristiques électriques sont également spécifiées à Ta=25°C.

• Tension directe par point (V_F): Typiquement 2,6V, avec un maximum de 2,6V, lorsqu'elle est pilotée par un courant direct (I_F) de 20mA. C'est la chute de tension aux bornes d'une LED lorsqu'elle est allumée.
• Courant inverse par point (I_R): Maximum de 100 μA lorsqu'une tension inverse (V_R) de 5V est appliquée. Ceci indique le niveau de courant de fuite lorsque la LED est polarisée en inverse.

2.3 Valeurs limites absolues et considérations thermiques

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: 33 mW maximum.
• Courant direct de crête par point: 90 mA maximum, mais uniquement dans des conditions pulsées (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0,1 ms). Ceci permet une luminosité instantanée plus élevée.
• Courant direct moyen par point: La valeur limite est de 13 mA à 25°C. De manière cruciale, cette valeur se dégrade linéairement à un taux de 0,17 mA/°C lorsque la température ambiante augmente au-dessus de 25°C. C'est un paramètre de conception critique pour la gestion thermique.
• Tension inverse par point: 5 V maximum.
• Plage de température de fonctionnement et de stockage: -35°C à +85°C.
• Température de soudure: Le dispositif peut supporter une température de soudure maximale de 260°C pendant un maximum de 3 secondes, mesurée à 1,6mm (1/16 de pouce) sous le plan d'assise du boîtier.

3. Explication du système de classement

La fiche technique indique que le dispositif estcatégorisé selon l'intensité lumineuse. Ceci fait référence à un processus de classement en fabrication. Durant la production, les LED présentent des variations naturelles de performance. Les dispositifs sont testés et triés (classés) en fonction de leur intensité lumineuse mesurée. Cela permet aux clients de sélectionner des composants dans une plage de luminosité spécifique (par exemple, la plage spécifiée de 2100-3800 μcd), assurant une cohérence dans la luminosité du produit final. La fiche technique ne spécifie pas de classements séparés pour la longueur d'onde ou la tension directe, suggérant que le tri principal est basé sur le flux lumineux.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fait référence auxCourbes caractéristiques électriques/optiques typiques. Bien que les graphiques spécifiques ne soient pas détaillés dans le texte fourni, de telles courbes, généralement incluses dans les fiches techniques complètes, sont essentielles pour la conception. Les ingénieurs s'attendraient à voir :

• Intensité lumineuse relative en fonction du courant direct (Courbe I-V): Montre comment le flux lumineux augmente avec le courant de pilotage, aidant à définir le point de fonctionnement pour la luminosité souhaitée.
• Intensité lumineuse relative en fonction de la température ambiante: Illustre comment le flux lumineux diminue lorsque la température augmente, critique pour les applications dans des environnements non climatisés.
• Tension directe en fonction du courant direct: Fournit des caractéristiques V_Fdétaillées pour une conception précise du pilote.
• Distribution spectrale: Un graphique montrant la puissance relative émise sur les longueurs d'onde, confirmant les valeurs de longueur d'onde de crête et dominante.

Ces courbes permettent aux concepteurs de prédire les performances dans des conditions réelles, non idéales, au-delà des données ponctuelles fournies dans les tableaux.

5. Informations mécaniques et de boîtier

5.1 Dimensions physiques

Le dispositif est décrit comme ayant unehauteur de matrice de 1,2 pouce (30,42 mm). Ceci fait référence à la hauteur de la matrice de points 5x7 elle-même. Un dessin détaillé des dimensions du boîtier est référencé, avec toutes les dimensions en millimètres et des tolérances standard de ±0,25 mm sauf indication contraire. Ce dessin est crucial pour la conception de l'empreinte PCB (Carte de Circuit Imprimé) et l'intégration mécanique.

5.2 Connexion des broches et circuit interne

Le dispositif utilise une configuration à 14 broches. La table de brochage définit clairement la fonction de chaque broche, spécifiant les connexions à des rangées d'anodes spécifiques (1-7) et des colonnes de cathodes spécifiques (1-5). Cette architectureà cathode commune par colonne(où plusieurs anodes de LED dans une colonne partagent une broche de cathode commune) est standard pour les afficheurs matriciels multiplexés. Un schéma de circuit interne est référencé, qui montrerait visuellement cet arrangement matriciel rangée-anode, colonne-cathode, confirmant le schéma de multiplexage. Une interprétation correcte de ce brochage est essentielle pour concevoir le circuit de pilotage.

6. Recommandations de soudure et d'assemblage

La spécification d'assemblage clé fournie est lalimite du profil de soudure par refusion: une température maximale de 260°C pendant une durée maximale de 3 secondes, mesurée à un point situé à 1,6mm sous le corps du boîtier. Cette information est vitale pour les ingénieurs de procédé afin de configurer les fours de soudure pour éviter les dommages thermiques aux puces LED ou au boîtier. Pour le stockage, la plage spécifiée de -35°C à +85°C doit être maintenue pour préserver l'intégrité du dispositif avant utilisation.

7. Recommandations d'application

7.1 Scénarios d'application typiques

Cet afficheur est idéal pour les applications nécessitant un seul caractère ou symbole hautement lisible. Les exemples incluent les indicateurs d'état sur les machines industrielles (affichant des codes comme 'A', 'C', 'F'), les positions de chiffres dans des afficheurs multi-chiffres plus grands (lorsqu'ils sont empilés), les affichages simples sur les équipements de test, ou comme partie d'une interface utilisateur sur des dispositifs spécialisés.

7.2 Considérations de conception

• Circuit de pilotage: Un microcontrôleur ou un circuit intégré pilote d'afficheur dédié est requis pour effectuer le multiplexage. Le circuit doit activer séquentiellement les broches d'anode de rangée et de cathode de colonne correctes pour illuminer le motif de points souhaité pour chaque caractère. Des résistances de limitation de courant sont obligatoires pour chaque ligne d'anode ou de colonne pour définir le courant direct.
• Calcul du courant: Le courant moyen par point doit être respecté. Pour N rangées multiplexées, le courant instantané peut être plus élevé, mais le courantmoyendans le temps ne doit pas dépasser la valeur nominale de 13 mA (dégradée pour la température). Par exemple, avec un multiplexage à cycle de service de 1/7, le courant de crête pourrait atteindre ~91mA pour obtenir un courant moyen de 13mA, mais cela doit également rester en dessous de la valeur limite de crête de 90mA.
• Gestion thermique: La dégradation du courant direct moyen (0,17 mA/°C) doit être prise en compte dans la conception si la température ambiante de fonctionnement devrait dépasser significativement 25°C. Une disposition de carte adéquate et éventuellement un dissipateur thermique peuvent être nécessaires dans les environnements à haute température.
• Angle de vue: Tirez parti du large angle de vue en positionnant l'afficheur pour une visibilité optimale par l'utilisateur prévu.

8. Comparaison et différenciation technique

Comparé aux technologies plus anciennes comme les afficheurs à incandescence ou à fluorescence sous vide (VFD), le LTP-1557AKA offre unerésistance aux chocs/vibrations supérieure, , uneconsommation d'énergie plus faible, et unedurée de vie plus longue. Comparé à d'autres afficheurs matriciels LED, son utilisation de la technologieAlInGaP

pour le rouge-orange offre une efficacité plus élevée et potentiellement une meilleure stabilité des couleurs dans le temps et avec la température par rapport aux anciennes LED rouges GaAsP (Phosphure d'Arséniure de Gallium). La combinaison spécifique d'une hauteur de caractère de 1,2", d'une résolution 5x7 et du classement défini de luminosité/intensité sont ses spécifications physiques et de performance clés de différenciation dans la catégorie des afficheurs matriciels LED.

1. 9. Questions fréquemment posées (basées sur les paramètres techniques)Q : Puis-je piloter cet afficheur avec un courant continu constant sur chaque point ?
2. A : Techniquement oui, mais c'est très inefficace pour une matrice. Cela nécessiterait 35 circuits de limitation de courant individuels (5x7). Le multiplexage est la méthode standard et prévue, réduisant significativement le nombre de broches de pilote et de composants requis.Q : Le courant moyen maximum est de 13mA, mais mon schéma de multiplexage utilise un cycle de service de 1/16. Quel courant de crête puis-je utiliser ?A : Vous pouvez calculer le courant de crête admissible : I_crête = I_moyen / Cycle de service. Pour un cycle de service de 1/16, I_crête = 13mA / 0,0625 = 208mA. Cependant, vousdevezégalement vous assurer que ce courant de crête ne dépasse pas lavaleur limite absolue de courant de crête de 90mA
3. . Par conséquent, la limite de 90mA est la contrainte principale dans ce cas.Q : Quelle est la différence entre la longueur d'onde de crête et la longueur d'onde dominante ?
4. A : La longueur d'onde de crête est la longueur d'onde physique où la LED émet le plus de puissance optique. La longueur d'onde dominante est la longueur d'onde unique perceptuelle qui correspond à la couleur que l'œil humain voit. Elles diffèrent souvent légèrement en raison de la forme du spectre d'émission de la LED.Q : La température de stockage est la même que la température de fonctionnement. Cela signifie-t-il que je peux le laisser sous tension à -35°C ?

A : La plage de fonctionnement indique que le dispositif fonctionnera dans les spécifications sur cette plage. Cependant, les performances (comme l'intensité lumineuse) varieront avec la température. La plage de stockage indique simplement les conditions dans lesquelles le dispositif non alimenté ne sera pas endommagé. Un fonctionnement fiable aux extrémités de la plage doit être vérifié dans l'application.

10. Étude de cas de conception et d'utilisationScénario : Conception d'un afficheur de code d'erreur à un chiffre pour un capteur industriel. Le capteur a un microcontrôleur qui détecte diverses conditions de défaut (par exemple, Surcharge, Défaillance du capteur, Erreur de calibration). Chaque défaut se voit attribuer un code alphanumérique ('O', 'F', 'C'). Le LTP-1557AKA est choisi pour sa durabilité en environnement industriel. Les broches d'E/S du microcontrôleur, insuffisantes pour piloter directement 35 points, sont connectées à un circuit intégré pilote LED dédié. Le pilote gère le multiplexage, récupérant le motif de police 5x7 correct à partir d'une table de consultation en mémoire basée sur le code d'erreur. Un réseau de résistances de limitation de courant est calculé en fonction de la luminosité souhaitée, de la tension directe, de la tension d'alimentation et du cycle de service de multiplexage, en veillant soigneusement à ne pas dépasser les limites de courant de crête et moyen. L'afficheur fournit une indication visuelle immédiate et claire du type de défaut au personnel de maintenance.

11. Introduction au principe de fonctionnement

Le LTP-1557AKA est unafficheur LED à matrice passive. Il contient 35 puces LED AlInGaP indépendantes disposées en une grille de 5 colonnes et 7 rangées. Chaque LED est connectée entre une anode de rangée et une cathode de colonne. Pour illuminer un point spécifique, une tension positive est appliquée à sa broche d'anode de rangée correspondante, tandis que sa broche de cathode de colonne correspondante est connectée à la masse (ou à une tension inférieure). La structure semi-conductrice interne de chaque puce LED est constituée de couches AlInGaP de type P et de type N formant une jonction PN. Lorsqu'elle est polarisée en direct (anode positive par rapport à la cathode), les électrons et les trous se recombinent dans la jonction, libérant de l'énergie sous forme de photons (lumière) à une longueur d'onde déterminée par l'énergie de bande interdite du matériau AlInGaP. L'afficheur estmultiplexé: au lieu d'allumer tous les points souhaités simultanément, le contrôleur parcourt rapidement les rangées (ou colonnes), n'allumant que les points de la rangée active qui font partie du caractère. Cela se produit plus vite que l'œil humain ne peut le percevoir, créant l'illusion d'un caractère stable et entièrement allumé tout en réduisant considérablement le nombre de broches de pilote requises de 35 à 12 (7 rangées + 5 colonnes).

12. Tendances et contexte technologiques

Les afficheurs comme le LTP-1557AKA représentent une technologie mature et bien établie. La tendance dans l'affichage d'informations s'est largement orientée vers des solutions à plus haute densité, multicolores et graphiques comme les OLED, les écrans LCD TFT et les matrices LED à pas plus fin. Cependant, les afficheurs à un caractère ou petits chiffres comme celui-ci restent très pertinents dans des niches spécifiques en raison de leursimplicité, robustesse, haute luminosité, large plage de température de fonctionnement et faible coûtpour les applications qui ne nécessitent pas de graphiques complexes. La technologie sous-jacente du matériau AlInGaP elle-même a été une avancée significative par rapport à l'ancien GaAsP, offrant une efficacité et une pureté des couleurs améliorées pour les LED rouges, oranges et ambre. Les développements futurs dans ce segment se concentrent sur l'augmentation encore de l'efficacité (lumens par watt), l'amélioration de l'uniformité, et potentiellement l'intégration plus étroite de l'électronique de pilotage avec le boîtier d'afficheur pour simplifier la conception de l'utilisateur final. Pour les applications à très faible consommation ou lisibles en plein soleil, ces types de réseaux de LED discrets continuent d'être un choix préféré par rapport aux technologies d'affichage plus complexes.