Fiche technique de l'afficheur LED LTP-2157AKY-01 - Hauteur de matrice 2,0 pouces (50,8 mm) - Jaune ambré - Matrice de points 5x7 - Document technique en français

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTP-2157AKY-01 est un module d'affichage alphanumérique matriciel 5x7 d'une hauteur de matrice de 2,0 pouces (50,8 mm). Il est conçu pour fournir une représentation de caractères claire et à fort contraste pour les applications nécessitant une sortie numérique ou alphanumérique limitée. Le dispositif utilise des puces LED avancées AS-AlInGaP (Phosphure d'Aluminium, d'Indium et de Gallium) cultivées sur un substrat d'Arséniure de Gallium (GaAs), réputées pour leur haute efficacité et leur excellente luminosité. L'afficheur présente un fond noir avec des points blancs, améliorant le contraste et la lisibilité sous diverses conditions d'éclairage. Son application principale se trouve dans l'instrumentation industrielle, l'électronique grand public et autres dispositifs nécessitant une solution d'affichage compacte, fiable et à faible consommation.

1.1 Avantages fondamentaux

• Haute luminosité & Contraste :La technologie AlInGaP combinée à la conception fond noir/points blancs offre une visibilité supérieure.
• Faible exigence en puissance :Conçu pour un fonctionnement efficace, le rendant adapté aux applications alimentées par batterie ou soucieuses de l'énergie.
• Fiabilité de l'état solide :Les LED offrent une longue durée de vie opérationnelle, une résistance aux chocs et des performances constantes par rapport aux autres technologies d'affichage.
• Excellente apparence des caractères :Le format matriciel 5x7 fournit des caractères bien définis et facilement reconnaissables.
• Architecture de sélection X-Y :La matrice est organisée en une configuration de lignes (anodes) et de colonnes (cathodes), permettant un multiplexage et un contrôle efficaces avec un nombre réduit de broches de pilotage.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

Cette section fournit une analyse objective et détaillée des principaux paramètres électriques et optiques spécifiés dans la fiche technique. Comprendre ces valeurs est essentiel pour une conception de circuit appropriée et pour garantir la fiabilité à long terme.

2.1 Caractéristiques absolues maximales

Ces valeurs définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents au dispositif peuvent survenir. Un fonctionnement en dehors de ces limites n'est pas conseillé.

• Dissipation de puissance moyenne par point :35 mW. Cette limite est cruciale pour la gestion thermique. La dépasser peut entraîner une surchauffe, une réduction du flux lumineux et une dégradation accélérée de la puce LED.
• Courant direct de crête par point :60 mA (à 1 kHz, rapport cyclique de 25%). Cette valeur est pour un fonctionnement en impulsions. Le courant moyen dans ces conditions est de 15 mA (60 mA * 0,25), qui doit toujours être inférieur au courant moyen nominal.
• Courant direct moyen par point :La valeur nominale de base est de 13 mA à 25°C. Il est important de noter qu'elle se dégrade de 0,17 mA/°C. Par exemple, à une température ambiante (Ta) de 85°C, le courant moyen maximum autorisé serait : 13 mA - [0,17 mA/°C * (85°C - 25°C)] = 13 mA - 10,2 mA =2,8 mA. Cette forte dégradation souligne la nécessité d'une conception thermique minutieuse dans les environnements à haute température.
• Tension inverse par point :5 V. L'application d'une tension de polarisation inverse supérieure à cette valeur peut provoquer un claquage de la jonction.
• Température de fonctionnement & de stockage :-35°C à +85°C. Le dispositif est conçu pour des plages de températures industrielles.
• Condition de soudure :260°C pendant 3 secondes, avec la pointe du fer à au moins 1/16 de pouce (environ 1,6 mm) en dessous du plan d'assise. Cela empêche une chaleur excessive de remonter les broches et d'endommager les puces LED internes.

2.2 Caractéristiques électriques & optiques (Ta = 25°C)

Ce sont les paramètres de performance typiques dans les conditions de test spécifiées.

• Intensité lumineuse moyenne par point (I_VV) :1650 (Min), 3600 (Typ) µcd. Testé à un courant de crête (I_pF) de 32 mA avec un rapport cyclique de 1/16. Le courant moyen réel est de 2 mA. La large plage indique un potentiel de tri (binning) pour la luminosité.
• Longueur d'onde d'émission de crête (λ_pP) :595 nm (Typ). Cela définit la longueur d'onde à laquelle le rendement spectral est maximal, la plaçant dans la région jaune ambré du spectre visible.
• Longueur d'onde dominante (λ_dD) :592 nm (Typ). C'est la longueur d'onde unique perçue par l'œil humain, correspondant étroitement à la longueur d'onde de crête.
• Demi-largeur de raie spectrale (Δλ) :15 nm (Typ). Cela indique la pureté spectrale ; une largeur plus étroite signifie une couleur plus saturée et pure.
• Tension directe par segment (V_FF) :
  • 2,05V (Min), 2,6V (Typ) à I_FF = 20 mA.
  • 2,3V (Min), 2,8V (Typ) à I_FF = 80 mA. L'augmentation avec le courant est due à la résistance série de la diode.
• Courant inverse (I_RR) :100 µA (Max) à V_RR = 5V. Un faible courant inverse est souhaitable.
• Rapport d'homogénéité d'intensité lumineuse (I_V-match) :2:1 (Max). Ceci spécifie le rapport maximum autorisé entre le point le plus lumineux et le plus faible du réseau, garantissant une apparence uniforme.

3. Explication du système de tri (Binning)

Bien que la fiche technique fournie ne détaille pas une structure formelle de tri commercial, les plages de paramètres spécifiées impliquent une variation inhérente. Les concepteurs doivent être conscients des variations potentielles suivantes entre les unités ou les lots de production :

• Tri par longueur d'onde/couleur :La longueur d'onde dominante typique est de 592 nm. Les unités peuvent varier légèrement autour de cette valeur, affectant la teinte précise du jaune ambré.
• Tri par intensité lumineuse (luminosité) :L'intensité lumineuse a un minimum de 1650 µcd et une valeur typique de 3600 µcd. Cette large dispersion suggère que pour les applications nécessitant un appariement strict de la luminosité, une sélection ou un tri au niveau de l'assemblage peut être nécessaire.
• Tri par tension directe :La plage de tension directe (2,05V à 2,6V à 20mA) indique une variation. Ceci est important pour concevoir des pilotes à courant constant afin d'assurer une luminosité uniforme sur tous les segments sans surcontraindre les segments à V_F dots.

F plus élevée.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fait référence à des courbes caractéristiques typiques. Ces graphiques, bien que non affichés dans le texte fourni, sont essentiels pour comprendre le comportement du dispositif dans des conditions non standard.

4.1 Courant direct vs. Tension directe (Courbe I-V)_FCette courbe montrerait la relation exponentielle typique d'une diode. Les points V_FF spécifiés à 20mA et 80mA donnent deux points de données. La courbe aide à déterminer la tension de pilotage nécessaire pour un courant donné et permet de calculer la dissipation de puissance (V_FF * I

F).

4.2 Intensité lumineuse vs. Courant direct

Ce graphique montre comment le flux lumineux augmente avec le courant. Pour les LED, la relation est généralement linéaire sur une plage mais se sature à des courants très élevés en raison de l'affaiblissement thermique et de l'efficacité. Un fonctionnement près du courant typique (dérivé de la spécification 32mA de crête, rapport cyclique 1/16) garantit une efficacité et une longévité optimales.

4.3 Intensité lumineuse vs. Température ambiante

Le flux lumineux des LED diminue lorsque la température de jonction augmente. Cette caractéristique, associée à la forte dégradation du courant (0,17 mA/°C), souligne l'importance cruciale de gérer la température de fonctionnement du dispositif pour maintenir une luminosité et une fiabilité constantes.

4.4 Distribution spectrale

Un graphique de l'intensité relative en fonction de la longueur d'onde montrerait un pic autour de 595 nm avec une demi-largeur typique de 15 nm, confirmant le point de couleur jaune ambré.

5. Informations mécaniques & de boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

Le module d'affichage a des dimensions physiques spécifiques (fournies dans un diagramme dans la fiche technique originale). Toutes les dimensions sont en millimètres avec une tolérance standard de ±0,25 mm sauf indication contraire. Les concepteurs doivent intégrer ces dimensions dans leurs boîtiers de produit et leurs conceptions de PCB.

5.2 Connexion des broches & Identification de la polarité

Le dispositif a une configuration à 14 broches. Le brochage est le suivant : 1. Anode Rangée 5 2. Anode Rangée 7 3. Cathode Colonne 2 4. Cathode Colonne 3 5. Anode Rangée 4 6. Cathode Colonne 5 7. Anode Rangée 6 8. Anode Rangée 3 9. Anode Rangée 1 10. Cathode Colonne 4 11. Cathode Colonne 3 (Note : La broche 4 est aussi Cathode Colonne 3 ; il s'agit probablement d'une coquille dans le texte source. La broche 11 est présumément Cathode Colonne 6 ou une autre colonne. Le schéma de circuit interne doit être consulté pour clarification.) 12. Anode Rangée 4 (Duplicata de la broche 5 ; probablement une erreur de documentation) 13. Cathode Colonne 1 14. Anode Rangée 2Note critique :La liste de broches fournie contient des doublons apparents (Broches 4 & 11 pour la Colonne 3, Broches 5 & 12 pour la Rangée 4). LeSchéma de circuit interne

référencé dans la fiche technique est la source faisant autorité pour le mappage correct broche-segment et doit être utilisé pour la conception. L'afficheur utilise une configuration de groupe à cathode commune selon la description \"Cathode Colonne\" et \"Anode Rangée\".

5.3 Schéma de circuit interne

Le schéma montre l'interconnexion électrique des 35 LED (5 colonnes x 7 rangées). L'anode de chaque LED est connectée à une ligne de rangée, et sa cathode est connectée à une ligne de colonne. Pour illuminer un point spécifique, sa ligne de rangée correspondante doit être mise à l'état haut (anode), et la ligne de colonne doit être mise à l'état bas (cathode). Cette structure matricielle permet de contrôler 35 points avec seulement 12 lignes (5 rangées + 7 colonnes), permettant un multiplexage efficace.

• 6. Directives de soudure & d'assemblageSoudure par refusion :
• Suivre la condition spécifiée : 260°C pendant 3 secondes. Utiliser un profil thermique contrôlé pour éviter un choc thermique.Soudure manuelle :
• Si nécessaire, utiliser un fer à souder à température contrôlée. Appliquer la chaleur sur la broche, et non sur le corps du boîtier, et limiter le temps de contact pour empêcher la chaleur de remonter par capillarité dans l'afficheur.Nettoyage :
• Utiliser des solvants appropriés compatibles avec les matériaux de l'afficheur (probablement époxy et plastique). Éviter le nettoyage par ultrasons qui pourrait endommager les liaisons internes.Conditions de stockage :

Stocker dans un environnement sec et antistatique dans la plage de température spécifiée (-35°C à +85°C).

7. Suggestions d'application

• 7.1 Scénarios d'application typiquesCompteurs de panneau industriel :
• Affichage de valeurs numériques pour la tension, le courant, la température, la pression, etc.Équipement de test et de mesure :
• Lectures pour multimètres, oscilloscopes (pour les réglages ou lectures de base), générateurs de signaux.Appareils grand public :
• Minuteries, balances, affichages d'équipement audio.Dispositifs médicaux :
• Lectures numériques simples sur des moniteurs ou des outils de diagnostic où la fiabilité est clé.Équipement de vente au détail :

Affichages de prix, terminaux de transaction basiques.

• 7.2 Considérations de conceptionCircuit de pilotage :
• Un microcontrôleur avec suffisamment de broches GPIO ou un circuit intégré pilote LED dédié avec support de multiplexage est requis. Le pilote doit être capable de fournir du courant pour les rangées d'anodes et d'absorber du courant pour les colonnes de cathodes. Des résistances de limitation de courant sont obligatoires pour chaque ligne de rangée ou de colonne pour définir le courant direct.Calcul du courant :
• En raison du multiplexage, le courant instantané (de crête) par LED sera plus élevé que le courant moyen souhaité. Pour N rangées multiplexées, le courant de crête devrait être approximativement N fois le courant moyen souhaité. S'assurer que ce courant de crête ne dépasse pas la caractéristique absolue maximale de 60 mA.Gestion thermique :
• Respecter la courbe de dégradation du courant. Dans les ambiances à haute température, réduire le courant de pilotage ou améliorer la ventilation. Le fond noir peut absorber plus de chaleur ambiante.Angle de vision :
• Considérer la position de vision prévue. Les afficheurs LED matriciels ont souvent un angle de vision optimal limité.Protection ESD :

Mettre en œuvre une protection ESD standard sur les lignes de contrôle, surtout si l'afficheur est accessible à l'utilisateur.

8. Comparaison & Différenciation technique

• Comparé aux autres technologies d'affichage de son époque (comme les afficheurs fluorescents sous vide (VFD) ou les LCD plus petits), le LTP-2157AKY-01 offre des avantages distincts :vs. VFD :
• Tension de fonctionnement plus basse, pas de filament ni de pilote haute tension requis, plus robuste, durée de vie plus longue et meilleures performances dans les environnements à basse température.vs. LCD :
• Luminosité et contraste beaucoup plus élevés, auto-émissif (pas de rétroéclairage nécessaire), plage de température de fonctionnement plus large et temps de réponse plus rapide. Le compromis est une consommation d'énergie plus élevée et une capacité limitée à afficher des graphiques complexes.vs. LED standard GaP ou GaAsP :

L'utilisation de la technologie AlInGaP fournit une efficacité lumineuse et une luminosité significativement plus élevées, résultant en une meilleure visibilité dans des conditions fortement éclairées.

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

Q1 : Puis-je piloter cet afficheur avec un courant constant de 20mA par point ?

R : Pas directement en mode statique pour tous les points simultanément, car cela dépasserait la limite de dissipation de puissance moyenne (35 mW/point * 35 points = 1,225W, et 20mA * 2,6V = 52mW/point). Vous devez utiliser le multiplexage. Dans un multiplexage à rapport cyclique 1/7 (illuminant une rangée à la fois), le courant de crête par point pourrait être d'environ ~140mA pour obtenir une moyenne de 20mA, ce qui dépasse la valeur de crête nominale de 60mA. Par conséquent, vous devez concevoir le schéma de multiplexage et le courant de crête avec soin pour rester dans les limites moyennes et de crête.

Q2 : Pourquoi y a-t-il des affectations de broches en double dans la liste ?R : La liste textuelle des broches dans le contenu fourni contient probablement des erreurs de documentation. La référence définitive est leSchéma de circuit interne

dans la fiche technique originale. Utilisez toujours le schéma pour votre conception de PCB.

Q3 : Comment calculer la résistance de limitation de courant nécessaire ?_CCR : Pour une alimentation à tension constante (V_CCCC), utiliser la loi d'Ohm : R = (V_FCC - V_{F - V}CE(sat)_F) / I_FF. Où V_{F est la tension directe de la LED (utiliser la valeur max pour la sécurité, par ex. 2,8V), V}CE(sat)_Fest la tension de saturation du transistor pilote de colonne (s'il est utilisé), et I_FF est le courant direct souhaité. Pour une conception multiplexée, IF est le courant current.

de crête.

Q4 : Quelle est la différence entre la longueur d'onde de crête et la longueur d'onde dominante ?_pR : La longueur d'onde de crête (λ_dP) est le point physique d'émission spectrale maximale. La longueur d'onde dominante (λ

D) est la corrélation psychophysique, représentant la longueur d'onde unique qui correspondrait à la couleur perçue. Elles sont souvent très proches pour les LED monochromatiques.

10. Étude de cas de conception pratiqueScénario :

1. Conception d'une lecture simple de voltmètre numérique utilisant le LTP-2157AKY-01, piloté par un système microcontrôleur 5V dans un environnement allant jusqu'à 50°C.Sélection du pilote :
2. Choisir un microcontrôleur avec au moins 12 broches GPIO libres ou associer un MCU plus petit à un registre à décalage série-parallèle et des réseaux de transistors pour le pilotage des rangées/colonnes.Limite de courant :Déterminer le courant moyen maximum par point à 50°C : 13 mA - [0,17 mA/°C * (50-25)] = 13 mA - 4,25 mA =.
3. 8,75 mASchéma de multiplexage :
4. Utiliser un multiplexage de rangées 1:7. Pour obtenir une moyenne de 8,75 mA, le courant de crête pendant son temps de rangée active devrait être d'environ ~61,25 mA (8,75 * 7). Ceci est légèrement au-dessus de la valeur de crête nominale de 60 mA. Par conséquent, réduire la moyenne cible à environ ~8,5 mA, donnant une crête de 59,5 mA.Calcul de la résistance :_{En supposant un V}CE(sat)_{de pilote de colonne de 0,2V et un V}F(max)²de 2,8V. Pour une alimentation 5V pilotant l'anode : R = (5V - 2,8V - 0,2V) / 0,0595 A ≈ 33,6Ω. Utiliser une résistance standard de 33Ω. Puissance nominale : P = I²F² * R = (0,0595)² * 33 ≈ 0,117W. Une résistance de 1/4W est suffisante.
5. Logiciel :Implémenter une interruption de temporisateur pour parcourir les 7 rangées, activant les pilotes de colonne appropriés pour chaque rangée en fonction de la police de caractères.

11. Principe de fonctionnement

Le dispositif fonctionne sur le principe de l'électroluminescence dans une jonction p-n semi-conductrice. Lorsqu'une tension de polarisation directe dépassant la tension de seuil de la diode est appliquée à travers une cellule LED individuelle (anode de rangée positive, cathode de colonne négative), les électrons et les trous se recombinent dans la région active AlInGaP, libérant de l'énergie sous forme de photons à une longueur d'onde déterminée par la largeur de bande interdite du matériau (~592-595 nm, jaune ambré). La matrice 5x7 est adressée en activant sélectivement une rangée (anode) à la fois tout en fournissant des chemins d'absorption sur les colonnes (cathodes) pour les points qui doivent être illuminés dans cette rangée. Ce processus (multiplexage) se produit plus rapidement que l'œil humain ne peut le percevoir, créant une image stable de tous les points souhaités.

12. Tendances technologiques

Bien que ce produit spécifique utilise une technologie mature AlInGaP-sur-GaAs, le domaine plus large des afficheurs LED a considérablement évolué. Les tendances actuelles pertinentes pour cette catégorie de produits incluent :

• Miniaturisation :Les afficheurs matriciels sont disponibles avec des pas de pixel et des tailles de boîtier beaucoup plus petits.
• Matrices RVB en couleur complète :Les afficheurs modernes intègrent souvent des LED rouge, verte et bleue dans chaque pixel, permettant des graphiques en couleur complète.
• Pilotes intégrés :Les modules plus récents incluent souvent le circuit intégré pilote et le contrôleur à bord, communiquant via des interfaces série (I2C, SPI), simplifiant grandement la conception du système hôte par rapport au multiplexage GPIO direct.
• Matériaux à plus haute efficacité :Le passage de l'AlInGaP à des matériaux encore plus efficaces comme l'InGaN pour certaines couleurs, et les améliorations continues de l'efficacité quantique interne et de l'extraction de la lumière.
• Technologies alternatives :Pour les afficheurs alphanumériques, la technologie OLED (LED organique) offre des avantages auto-émissifs similaires avec des facteurs de forme potentiellement plus minces et des angles de vision plus larges, bien qu'avec historiquement des considérations de durée de vie et de coût différentes.

Le LTP-2157AKY-01 représente une solution robuste et éprouvée pour les applications où sa combinaison spécifique de taille, couleur, simplicité et fiabilité répond aux exigences de conception.