Fiche technique de l'afficheur LED à matrice de points 5x7 LTP-2557KS - Hauteur 2 pouces - Jaune AlInGaP - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTP-2557KS est un module d'affichage alphanumérique à un chiffre conçu pour les applications nécessitant une sortie de caractères claire et lisible. Sa fonction principale est de représenter visuellement les caractères codés en ASCII et EBCDIC via une grille de diodes électroluminescentes (LED) adressables individuellement.

1.1 Avantages principaux et marché cible

Ce dispositif offre plusieurs avantages clés aux concepteurs de systèmes. Son principal bénéfice est lafaible consommation d'énergie, le rendant adapté aux applications sur batterie ou soucieuses de l'efficacité énergétique. 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. Legrand angle de visionet laconstruction monoplanassurent une visibilité constante depuis diverses positions. Il estempilable horizontalement, permettant la création d'afficheurs multi-caractères. Enfin, sonboîtier sans plomb conforme à la directive RoHSle rend adapté à la fabrication électronique moderne, en tenant compte des réglementations environnementales. Le marché cible comprend les panneaux de contrôle industriel, l'instrumentation, les équipements de test, les terminaux de point de vente et autres systèmes embarqués nécessitant un affichage de caractères durable et à faible puissance.

2. Analyse approfondie des spécifications techniques

Cette section fournit une analyse objective et détaillée des principaux paramètres de performance du dispositif, tels que définis dans la fiche technique.

2.1 Caractéristiques photométriques et optiques

L'afficheur utilise le matériau semi-conducteurPhosphure d'Aluminium, d'Indium et de Gallium (AlInGaP)pour ses puces LED jaunes. Ce système de matériaux est connu pour son efficacité élevée et sa bonne pureté de couleur dans le spectre ambre/jaune/rouge. Lalongueur d'onde d'émission de crête (λp)typique est de 588 nm, avec unelongueur d'onde dominante (λd)de 587 nm, le situant fermement dans la région jaune. Lademi-largeur de raie spectrale (Δλ)est de 15 nm, indiquant une bande passante spectrale relativement étroite qui contribue à la pureté de la couleur.

Le paramètre clé de luminosité est l'Intensité lumineuse moyenne (Iv). Dans les conditions de test spécifiées d'un courant de crête de 32 mA et d'un cycle de service de 1/16, l'intensité varie d'un minimum de 800 μcd à un maximum de 3600 μcd, une valeur typique étant fournie. La fiche technique spécifie également unRapport d'appariement de l'intensité lumineusemaximum de 2:1 pour les points d'une zone lumineuse similaire, ce qui est une mesure de l'uniformité de luminosité à travers la matrice d'affichage.

2.2 Paramètres électriques

Les caractéristiques électriques définissent les limites et conditions de fonctionnement du dispositif. LesValeurs maximales absoluesfixent les limites pour un fonctionnement sûr :70 mW de dissipation de puissance moyenne par point, 60 mA de courant direct de crête par point, et uncourant direct moyen par point de 25 mA à 25°C, avec une déclassement linéaire de 0,33 mA/°C à mesure que la température augmente. Latension inverse maximale par point est de 5 V.

Dans les conditions de fonctionnement typiques, latension directe (Vf)pour tout point LED unique varie de 2,05V à 2,6V lorsqu'il est piloté à 20 mA. Lecourant inverse (Ir)est spécifié à un maximum de 100 μA lorsque 5V sont appliqués en polarisation inverse. La plage de température de fonctionnement et de stockage est large, de-35°C à +105°C.

2.3 Caractéristiques thermiques et soudure

La courbe de déclassement du courant direct moyen est un paramètre thermique critique, indiquant que le courant continu maximal autorisé diminue lorsque la température ambiante dépasse 25°C. Pour l'assemblage, la fiche technique spécifie les conditions de soudure : le dispositif peut être soumis à260°C pendant 3 secondes, mesuré à 1/16 de pouce (environ 1,59 mm) en dessous du plan d'assise du boîtier. Il s'agit d'une ligne directrice standard pour le profil de soudure par refusion.

3. Explication du système de classement

La fiche technique indique que les dispositifs sontcatégorisés selon l'intensité lumineuse. Cela implique un processus de classement où les unités sont triées et étiquetées en fonction de leur flux lumineux mesuré (Iv) dans des conditions de test standard. Les concepteurs peuvent sélectionner des classes pour garantir une luminosité uniforme sur plusieurs afficheurs dans un système ou pour répondre à des exigences de luminosité spécifiques pour une application. La plage d'intensité fournie (800-3600 μcd) définit les classes possibles disponibles.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que la fiche technique fasse référence à des courbes caractéristiques typiques, des tracés spécifiques ne sont pas détaillés dans le texte fourni. Typiquement, de telles courbes pour un afficheur LED incluraient :

• Courbe Courant direct (If) vs. Tension directe (Vf) :Montre la relation exponentielle, cruciale pour concevoir le circuit de limitation de courant.
• Courbe Intensité lumineuse (Iv) vs. Courant direct (If) :Démontre comment le flux lumineux augmente avec le courant, jusqu'à la valeur maximale nominale.
• Courbe Intensité lumineuse (Iv) vs. Température ambiante (Ta) :Illustre la diminution du flux lumineux lorsque la température de jonction augmente, important pour la gestion thermique.
• Courbe de distribution spectrale :Un graphique traçant l'intensité relative en fonction de la longueur d'onde, montrant le pic à ~588 nm et la demi-largeur de 15 nm.

Ces courbes sont essentielles pour prédire les performances dans des conditions non standard et pour une conception de circuit robuste.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

Le LTP-2557KS est un boîtier traversant. Lahauteur de la matrice est de 2 pouces (50,8 mm). Le boîtier a uneface griseet unecouleur de point blanchepour un contraste optimal lorsque les LED sont éteintes. Le dessin coté détaillé montre un boîtier double en ligne à 14 broches. Toutes les cotes sont en millimètres avec une tolérance standard de ±0,25 mm sauf indication contraire. La tolérance de décalage de l'extrémité des broches est spécifiée à ±0,4 mm, ce qui est important pour la conception du placement des trous sur le PCB.

6. Connexion des broches et circuit interne

Le dispositif utilise une architecture dematrice 5x7 avec sélection X-Y. Le schéma de circuit interne et la table de connexion des broches révèlent une conception multiplexée. Les broches sont attribuées à des rangées d'anodes spécifiques (1-7) et des colonnes de cathodes spécifiques (1-5). Ce multiplexage réduit le nombre de broches de pilotage requises de 35 (pour un contrôle individuel) à 12 (7 rangées + 5 colonnes), simplifiant le circuit d'interface. 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 : la Colonne 3 apparaît deux fois, probablement une coquille dans la fiche technique ; l'une devrait être la Colonne 1 ou une autre colonne), Broche 12 : Anode Rangée 4 (duplicata de la Broche 5, probablement une coquille), Broche 13 : Cathode Colonne 1, Broche 14 : Anode Rangée 2. Une interprétation correcte de cette table est cruciale pour un placement correct sur le PCB et le logiciel de pilotage.

7. Guide de soudure et d'assemblage

Conformément aux Valeurs maximales absolues, la condition de soudure recommandée est de260°C pendant 3 secondes, mesurée à un point situé à 1,59 mm en dessous du corps du boîtier. Cela correspond aux profils de refusion sans plomb typiques. Il convient de veiller à ne pas dépasser cette température ou ce temps pour éviter d'endommager les puces LED ou le boîtier plastique. Pendant la manipulation, les précautions standard contre les décharges électrostatiques (ESD) pour les dispositifs semi-conducteurs doivent être observées. Le stockage doit se faire dans la plage de température spécifiée de -35°C à +105°C dans un environnement à faible humidité.

8. Suggestions d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

• Panneaux de contrôle industriel :Affichage de consignes, de codes d'état ou de messages d'erreur.
• Équipements de test et de mesure :Affichage de lectures numériques ou d'identifiants de canal.
• Prototypage de systèmes embarqués :Comme sortie simple pour microcontrôleurs.
• Mises à niveau de systèmes hérités :Remplacement d'afficheurs à incandescence ou fluorescents à vide plus anciens.

8.2 Considérations de conception

• Circuit de pilotage :Nécessite un circuit de pilotage multiplexé (par exemple, utilisant des réseaux de transistors ou des circuits intégrés dédiés au pilotage de LED) capable de fournir/absorber les courants de crête (jusqu'à 60 mA par point, mais généralement pilotés plus bas pour le multiplexage).
• Limitation de courant :Des résistances externes sont nécessaires pour fixer le courant direct pour chaque colonne ou rangée, calculé en fonction de la tension d'alimentation et de la tension directe de la LED.
• Fréquence de rafraîchissement :Le schéma de multiplexage nécessite une fréquence de balayage suffisamment élevée (typiquement >100 Hz) pour éviter le scintillement visible.
• Alimentation électrique :Doit être capable de gérer les demandes de courant de crête pendant le multiplexage.
• Logiciel :Nécessite une table de polices de caractères (5x7 pixels) stockée en mémoire et une routine pour activer séquentiellement les bonnes rangées et colonnes pour former les caractères.

9. Comparaison et différenciation technique

Comparé aux afficheurs à matrice de points 5x7 contemporains utilisant différentes technologies, la LED jaune AlInGaP offre des avantages distincts. Par rapport aux anciennesLED rouges GaAsP, l'AlInGaP offre une efficacité plus élevée et un flux lumineux plus brillant. Comparé auxLED GaN vertes ou bleues standard, la couleur jaune offre une excellente visibilité dans diverses conditions d'éclairage ambiant et est souvent choisie pour les indicateurs d'avertissement ou d'état. Le boîtier traversant le différencie des alternatives à montage en surface, le rendant adapté au prototypage, aux projets d'amateurs ou aux applications où l'assemblage traversant est préféré pour sa robustesse mécanique.

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

Q : Que signifie "cycle de service 1/16" dans la condition de test d'intensité lumineuse ?

A : Cela signifie que chaque point LED n'est alimenté que pendant 1/16e du temps total du cycle de mesure. Ceci est représentatif d'un schéma de pilotage multiplexé où une seule rangée est active à un moment donné dans un système de 16 rangées (ou une division temporelle d'une matrice 5x7). L'intensité spécifiée est une valeur "moyenne" sur l'ensemble du cycle.

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

A : Techniquement oui, mais c'est très inefficace et ce n'est pas l'utilisation prévue. Piloter continuellement les 35 points à 20 mA nécessiterait un courant total de 700 mA, dépassant les limites pratiques et générant une chaleur importante. Le multiplexage est la méthode standard et efficace.

Q : La table de connexion des broches a des doublons (Colonne 3, Rangée 4). Est-ce une erreur ?

A : Très probablement, il s'agit d'une erreur typographique dans cette version de la fiche technique. Dans une matrice 5x7 standard, il devrait y avoir 7 broches d'anode de rangée uniques et 5 broches de cathode de colonne uniques, totalisant 12 broches de signal uniques plus éventuellement des broches d'alimentation communes. Le diagramme de brochage physique est la source faisant autorité. Vérifiez toujours avec le dessin du boîtier.

11. Exemple de conception et de cas d'utilisation

Cas : Affichage à un chiffre basé sur un microcontrôleur.Un concepteur utilise un microcontrôleur Arduino pour afficher les chiffres de 0 à 9. Les 7 rangées d'anodes sont connectées au microcontrôleur via 7 résistances de limitation de courant (une par rangée). Les 5 colonnes de cathodes sont connectées à 5 transistors NPN (ou un circuit intégré de réseau de transistors comme l'ULN2003) dont les bases sont pilotées par les broches du microcontrôleur. Le logiciel exécute une boucle qui : 1) Met une broche de rangée d'anode à l'état HAUT (par exemple, Rangée 1), 2) Met les 5 broches de colonne de cathode correspondantes à l'état BAS/HAUT selon les pixels nécessaires pour cette rangée du caractère souhaité, 3) Attend un court instant (par exemple, 2 ms), 4) Désactive la Rangée 1, et 5) Passe à la Rangée 2, répétant le processus. Cela balaie rapidement les 7 rangées, créant une image persistante. Le courant pour chaque LED allumée est déterminé par la tension d'alimentation (par exemple, 5V), la Vf de la LED (~2,3V) et la valeur de la résistance série : R = (5V - 2,3V) / 0,020A = 135 Ohms (utiliser 150 Ohms standard).

12. Principe de fonctionnement

Le LTP-2557KS fonctionne sur le principe d'une matrice LED multiplexée. Les 35 points LED individuels sont disposés en une grille de 7 rangées horizontales (anodes) et 5 colonnes verticales (cathodes). Une LED à l'intersection d'une rangée et d'une colonne s'allumera uniquement lorsque cette rangée spécifique est mise à une tension positive (anode haute) et que cette colonne spécifique est connectée à la masse (cathode basse). En activant séquentiellement une rangée à la fois et en réglant les colonnes appropriées pour cette rangée, et en le faisant suffisamment rapidement (typiquement >60 Hz), l'œil humain perçoit un caractère stable et entièrement formé grâce à la persistance rétinienne. Cette méthode réduit considérablement le nombre de lignes de contrôle requises de 35 à 12.

13. Tendances technologiques et contexte

Bien que les afficheurs LED traversants discrets 5x7 comme le LTP-2557KS représentent une technologie mature, ils restent pertinents dans des niches spécifiques nécessitant une haute fiabilité, de grands angles de vision et de la simplicité. La tendance générale de la technologie d'affichage s'est orientée vers des modules intégrés avec contrôleurs intégrés (par exemple, les LCD basés sur HD44780), des afficheurs graphiques à haute densité (OLED, TFT LCD) et des dispositifs à montage en surface pour la miniaturisation. Cependant, l'avantage fondamental des LED - leur luminosité, leur longévité et leur robustesse - assure leur utilisation continue dans les applications industrielles, extérieures et à haute visibilité où d'autres technologies pourraient échouer. Le passage à l'AlInGaP par rapport aux matériaux plus anciens comme le GaAsP reflète l'amélioration continue de l'efficacité et des performances des LED, même dans cette catégorie de produit établie.