Fiche technique de l'afficheur LED LTP-1557AJD - Hauteur 1,2 pouce (30,42 mm) - Rouge AlInGaP - Matrice de points 5x7 - Document technique en français

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTP-1557AJD est un module d'affichage alphanumérique à caractère unique conçu pour les applications nécessitant une sortie de caractères claire et fiable. Sa fonction principale est de représenter visuellement des caractères codés ASCII ou EBCDIC via une grille de diodes électroluminescentes (LED) adressables individuellement. Les marchés cibles principaux incluent les panneaux de contrôle industriel, l'instrumentation, les terminaux de point de vente, les équipements de communication et tout système embarqué nécessitant une interface utilisateur simple et robuste pour l'affichage d'état ou de données. Sa construction à semi-conducteurs offre des avantages significatifs en termes de fiabilité et de longévité par rapport aux technologies d'affichage plus anciennes comme les afficheurs fluorescents sous vide ou à incandescence.

L'avantage principal du module réside dans l'utilisation de la technologie LED AlInGaP (Phosphure d'Aluminium, d'Indium et de Gallium). Ce système de matériau semi-conducteur est connu pour produire une lumière rouge et ambre de haute efficacité. Comparées aux anciennes LED GaAsP (Phosphure d'Arséniure de Gallium), les LED AlInGaP offrent une efficacité lumineuse supérieure, c'est-à-dire une luminosité plus élevée pour la même puissance électrique d'entrée, et de meilleures performances à des températures élevées. Le dispositif présente une face avant grise avec des points blancs, ce qui améliore le contraste et la lisibilité sous diverses conditions d'éclairage.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Caractéristiques photométriques et optiques

Les performances optiques sont définies dans des conditions de test standard à une température ambiante (Ta) de 25°C. Le paramètre clé estl'Intensité Lumineuse Moyenne (Iv), qui a une valeur typique de 2500 microcandelas (µcd) et un minimum de 1020 µcd. Cette mesure est prise avec un courant d'attaque pulsé (Ip) de 32mA à un rapport cyclique de 1/16. L'utilisation d'une commande pulsée est courante dans les afficheurs multiplexés pour atteindre une luminosité de crête plus élevée tout en maintenant une dissipation de puissance moyenne sûre par point LED.

Les caractéristiques de couleur sont définies par la longueur d'onde. Le dispositif a uneLongueur d'Onde d'Émission de Crête (λp)de 656 nm, ce qui le place dans la région rouge du spectre visible. LaLongueur d'Onde Dominante (λd)est spécifiée à 640 nm. Il est important de noter la différence : la longueur d'onde de crête est le point de puissance spectrale maximale, tandis que la longueur d'onde dominante est la perception monocromatique de la couleur par l'œil humain. LaDemi-Largeur de Raie Spectrale (Δλ)est de 22 nm, indiquant la pureté spectrale ou la largeur de bande de la lumière émise ; une demi-largeur plus étroite indique une couleur plus saturée et pure. UnRapport d'Homogénéité d'Intensité Lumineuse (IV-m)maximum de 2:1 est spécifié, ce qui signifie que la variation de luminosité entre le point le plus lumineux et le plus faible du réseau ne doit pas dépasser ce rapport, assurant ainsi une apparence uniforme.

2.2 Caractéristiques électriques

Les paramètres électriques définissent les limites et conditions de fonctionnement du dispositif. LaTension Directe (VF)pour tout point LED unique est comprise entre 2,1V (min) et 2,6V (max) à un courant de test (IF) de 20mA. Cette tension directe est caractéristique de la technologie AlInGaP et est cruciale pour concevoir le circuit de limitation de courant. LeCourant Inverse (IR)est spécifié à un maximum de 100 µA lorsqu'une tension de polarisation inverse (VR) de 5V est appliquée, indiquant les caractéristiques de fuite de la diode à l'état bloqué.

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. Les limites clés incluent :la Dissipation de Puissance Moyenne par Point(33 mW),le Courant Direct de Crête par Point(90 mA), etle Courant Direct Moyen par Point(13 mA à 25°C, déclassement linéaire de 0,17 mA/°C au-dessus de 25°C). LaTension Inverse par Pointest de 5V. Le dispositif est conçu pour unePlage de Température de Fonctionnementde -35°C à +85°C et la même plage pour le stockage. La température de soudure ne doit pas dépasser 260°C pendant plus de 3 secondes à un point situé à 1,6 mm en dessous du plan d'assise du boîtier.

4. Explication du système de classement (binning)

La fiche technique indique que le dispositif estclassé selon l'intensité lumineuse. Cela signifie que les unités sont testées et triées (classées) en fonction de leur intensité lumineuse mesurée. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des composants d'une classe d'intensité spécifique pour garantir une luminosité uniforme sur plusieurs afficheurs dans un produit, évitant ainsi des variations visibles. Bien que non explicitement détaillé dans ce document, les paramètres de classement courants pour ces LED peuvent également inclure la tension directe (Vf) et la longueur d'onde dominante (λd) pour garantir l'homogénéité électrique et colorimétrique.

5. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fait référence à des courbes caractéristiques électriques/optiques typiques. Bien que non affichées dans le texte fourni, ces courbes incluent généralement :Courant Direct vs. Tension Directe (Courbe I-V): Cela montre la relation non linéaire entre le courant et la tension, essentielle pour concevoir les circuits de commande.Intensité Lumineuse vs. Courant Direct (Courbe I-L): Cela montre comment la lumière émise augmente avec le courant, généralement dans une région à peu près linéaire avant que l'efficacité ne diminue à des courants très élevés.Intensité Lumineuse vs. Température Ambiante: Cette courbe démontre le déclassement thermique de la lumière émise, ce qui est critique pour les applications fonctionnant dans des environnements à haute température. Les LED AlInGaP maintiennent généralement mieux leurs performances à haute température que les technologies plus anciennes.

6. Informations mécaniques et de boîtier

Le dispositif est un afficheur matriciel d'une hauteur de 1,2 pouce (30,42 mm). Les dimensions du boîtier sont fournies dans un dessin avec toutes les mesures en millimètres. Les tolérances sont de ±0,25 mm sauf indication contraire. Le dessin mécanique est essentiel pour la conception de l'empreinte PCB et pour assurer un bon ajustement dans un boîtier. Le boîtier présente un brochage spécifique pour la matrice 5x7, avec des connexions pour 7 anodes de ligne et 5 cathodes de colonne (ou vice-versa, selon la configuration du circuit interne).

6.1 Connexion des broches et circuit interne

Le tableau de connexion des broches liste 14 broches. Le schéma du circuit interne montre une configuration à cathode commune ou à anode commune pour la matrice 5x7. L'affectation spécifique des broches (par ex., Broche 1 : Anode Ligne 5, Broche 3 : Cathode Colonne 2) est fournie. Cette configuration permet de multiplexer l'afficheur. En activant séquentiellement une ligne (ou colonne) à la fois et en fournissant les données appropriées pour les colonnes (ou lignes), les 35 points peuvent être contrôlés avec seulement 12 lignes d'E/S (7+5), réduisant ainsi considérablement le nombre de broches de microcontrôleur requis par rapport à la commande directe de chaque LED.

7. Recommandations de soudure et d'assemblage

La spécification d'assemblage clé est le profil de soudure. La valeur maximale absolue indique que le boîtier peut supporter unetempérature de soudure maximale de 260°C pendant un maximum de 3 secondes, mesurée à 1,6 mm (1/16 de pouce) en dessous du plan d'assise. Il s'agit d'une spécification typique pour la soudure à la vague ou la soudure manuelle. Pour la soudure par refusion, un profil standard sans plomb avec une température de crête ne dépassant pas 260°C doit être utilisé. Il est essentiel d'éviter un stress thermique excessif pour prévenir tout dommage aux puces LED, aux fils de liaison ou au boîtier plastique. Des procédures de manipulation appropriées contre les décharges électrostatiques (ESD) doivent toujours être suivies pendant l'assemblage.

8. Suggestions d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

Cet afficheur est idéal pour les applications nécessitant un seul caractère ou chiffre, ou plusieurs unités peuvent être alignées horizontalement pour former des afficheurs multi-caractères. Les utilisations courantes incluent : les multimètres numériques (tension, courant, température), les indicateurs d'état simples sur les machines industrielles (affichage de codes d'erreur, numéros de mode), les affichages de base sur les appareils grand public, et les kits de prototypage ou éducatifs pour apprendre le pilotage multiplexé de LED.

8.2 Considérations de conception

Conception du circuit de commande: Un circuit de commande multiplexé est requis. Cela implique généralement un microcontrôleur avec suffisamment de broches d'E/S ou un circuit intégré dédié de commande de LED (comme un MAX7219 ou similaire). Le circuit doit inclure des résistances de limitation de courant pour chaque ligne de colonne ou de ligne afin de fixer le courant direct à une valeur sûre, typiquement entre 10 et 20 mA par segment en fonction de la luminosité souhaitée et des limites de dissipation de puissance.Alimentation électrique: La tension directe d'environ 2,4 V doit être prise en compte. Une alimentation de 3,3 V ou 5 V est courante, avec une chute de tension appropriée aux bornes de la résistance de limitation de courant.Fréquence de rafraîchissement: La fréquence de balayage du multiplexage doit être suffisamment élevée (typiquement >60 Hz) pour éviter le scintillement visible.Angle de vision: La fiche technique mentionne un large angle de vision, ce qui est bénéfique pour les applications où l'afficheur peut être vu depuis des positions hors axe.

9. Comparaison et différenciation technique

Le principal facteur de différenciation du LTP-1557AJD est son utilisation de latechnologie LED AlInGaP. Comparé aux afficheurs utilisant d'anciennes LED GaAsP ou des LED rouges GaP standard, l'AlInGaP offre :Une Efficacité Lumineuse Supérieure: Plus de lumière émise par unité de puissance électrique, conduisant à une consommation d'énergie plus faible pour la même luminosité ou une luminosité plus élevée pour la même puissance.De Meilleures Performances à Haute Température: Les LED AlInGaP subissent une baisse d'efficacité moindre à des températures de jonction élevées, les rendant plus adaptées aux environnements industriels.Une Saturation des Couleurs Supérieure: Les caractéristiques spectrales résultent souvent en une couleur rouge plus profonde et visuellement distincte.

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

Q : Pourquoi l'intensité lumineuse est-elle testée avec un courant pulsé (rapport cyclique 1/16) au lieu d'un courant continu ?

R : Cela reflète le fonctionnement multiplexé prévu. Les tests en conditions pulsées simulent l'utilisation réelle et permettent de spécifier une luminosité de crête plus élevée et plus pertinente que l'utilisateur percevra.

Q : Puis-je piloter cet afficheur avec un courant continu constant sur chaque point ?

R : Techniquement oui, mais c'est très inefficace. Cela nécessiterait 35 pilotes individuels à limitation de courant. Le multiplexage est la méthode standard et prévue, réduisant considérablement le nombre de composants et la consommation d'énergie du circuit de commande.

Q : Quel est l'objectif du rapport d'homogénéité d'intensité (2:1) ?

R : Il garantit l'uniformité visuelle. Sans classement, certains points pourraient être nettement plus lumineux ou plus faibles que d'autres, créant une apparence inégale et non professionnelle dans les caractères formés.

Q : Comment interpréter le facteur de déclassement pour le courant direct moyen (0,17 mA/°C) ?

R : Cela signifie que pour chaque degré Celsius d'augmentation de la température ambiante au-dessus de 25°C, le courant continu maximal sûr par point doit être réduit de 0,17 mA. Par exemple, à 50°C (25°C au-dessus), le courant maximal serait de 13 mA - (25 * 0,17 mA) = 8,75 mA par point.

11. Étude de cas de conception pratique

Considérons la conception d'un afficheur de température à un chiffre pour un incubateur utilisant le LTP-1557AJD. Un microcontrôleur (par exemple, un ATmega328P) lit un capteur de température. Sept de ses broches d'E/S sont configurées comme sorties pour piloter les anodes de ligne (via de petits transistors NPN ou un réseau Darlington ULN2003 pour une capacité de courant plus élevée). Cinq autres broches d'E/S pilotent les cathodes de colonne directement ou via des transistors. Le micrologiciel balaie rapidement les sept lignes. Pour chaque ligne, il envoie un motif de 5 bits sur les broches de colonne correspondant aux segments du chiffre (0-9) qui doivent être allumés sur cette ligne spécifique pour former le nombre souhaité. Des résistances de limitation de courant sont placées sur les lignes de colonne. La routine de balayage s'exécute dans une interruption de temporisateur pour garantir une fréquence de rafraîchissement constante et sans scintillement d'environ 100 Hz. La technologie AlInGaP garantit que l'afficheur reste clairement lisible même si la température ambiante interne de l'incubateur augmente.

12. Introduction au principe de fonctionnement

Le LTP-1557AJD fonctionne sur le principe d'unematrice de points 5x7 multiplexée. En interne, les 35 LED sont disposées en grille avec leurs anodes connectées par lignes et leurs cathodes connectées par colonnes (ou vice-versa dans une configuration à anode commune). Pour allumer un point spécifique, une tension est appliquée à sa ligne correspondante (la mettant à l'état haut pour un type à cathode commune), tandis que sa ligne de colonne correspondante est mise à l'état bas (absorbant le courant). Pour afficher un motif ou un caractère, le contrôleur parcourt rapidement (balaye) chaque ligne. Lorsqu'une ligne particulière est activée, le contrôleur définit les lignes de colonne appropriées pour créer le motif de cette ligne. La persistance rétinienne de l'œil humain fusionne ces images de ligne changeant rapidement en un caractère complet et stable. Cette méthode réduit le nombre de lignes de contrôle requises de 35 (une par LED) à seulement 12 (lignes + colonnes).

13. Tendances technologiques

Bien que les afficheurs matriciels discrets 5x7 comme le LTP-1557AJD restent pertinents pour des applications spécifiques, sensibles au coût ou simples, les tendances technologiques plus larges en matière d'affichage se sont orientées vers des solutions intégrées.Afficheurs avec contrôleur intégré: Les modules LCD (affichages à cristaux liquides) et OLED (LED organiques) modernes incluent souvent une puce contrôleur intégrée qui gère la génération de caractères et le rafraîchissement, communiquant via des interfaces série simples (I2C, SPI) ou parallèles, simplifiant grandement le développement logiciel.Résolution supérieure et graphiques: Pour des informations plus complexes, les petits modules graphiques OLED ou TFT-LCD sont désormais courants, offrant des graphiques adressables par pixel.Technologie de montage en surface (SMT): Les nouveaux indicateurs et afficheurs LED utilisent principalement des boîtiers SMT (par exemple, des LED 0805, 0603 disposées en matrice) pour l'assemblage automatisé, tandis que les boîtiers traversants comme celui-ci sont plus typiques pour le prototypage ou l'assemblage manuel. La technologie sous-jacente des puces LED AlInGaP et InGaN (pour le bleu/vert/blanc) continue de progresser, offrant une efficacité et une fiabilité toujours plus élevées.