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

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTP-1557AKR est un module d'affichage alphanumérique à un chiffre conçu pour les applications nécessitant une sortie de caractères claire et fiable. Son composant principal est une matrice de diodes électroluminescentes (LED) de 5 colonnes par 7 lignes (5x7), offrant la résolution standard pour afficher les caractères ASCII et EBCDIC. La zone d'affichage physique présente une hauteur de matrice de 1,2 pouce (30,42 mm), assurant une bonne lisibilité. L'appareil est construit avec un cadran gris et des points blancs, ce qui améliore le contraste et la lisibilité sous diverses conditions d'éclairage.

La technologie principale derrière l'émission lumineuse est celle des puces LED Super Rouge AlInGaP (Phosphure d'Aluminium Indium Gallium). Ces puces sont fabriquées sur un substrat non transparent d'Arséniure de Gallium (GaAs). La technologie AlInGaP est reconnue pour son haut rendement et son excellente pureté chromatique dans le spectre rouge-orange-jaune, ce qui rend cet afficheur adapté aux applications où une sortie rouge vive est souhaitée.

Une caractéristique opérationnelle clé est son architecture de sélection X-Y. Au lieu d'adresser individuellement chacun des 35 points, l'afficheur utilise une configuration matricielle où les anodes sont connectées en lignes et les cathodes en colonnes (ou vice-versa). Cela réduit considérablement le nombre de broches de pilotage requises de 35 à 12 (5 lignes + 7 colonnes), simplifiant ainsi le circuit d'interface et les exigences du contrôleur. L'appareil est également conçu pour être empilable horizontalement, permettant la création d'afficheurs multi-caractères en plaçant plusieurs unités côte à côte.

1.1 Avantages principaux et marché cible

L'afficheur offre plusieurs avantages distincts pour les concepteurs de systèmes. Safaible consommation d'énergiele rend adapté aux appareils alimentés par batterie ou soucieux de l'énergie. Lafiabilité à l'état solidedes LED, sans pièces mobiles et avec une haute résistance aux chocs et vibrations, garantit une longue durée de vie opérationnelle. Lelarge angle de visionet la conceptionmonoplanassurent une visibilité constante sous différents angles. De plus, l'appareil estcatégorisé selon l'intensité lumineuse, ce qui signifie que les unités sont triées et vendues selon des plages de luminosité spécifiques, permettant une cohérence dans les applications multi-afficheurs ou lorsque l'uniformité de la luminosité est critique.

Les marchés cibles principaux pour cet afficheur incluent l'instrumentation industrielle, les équipements de test et de mesure, les terminaux de point de vente, les interfaces informatiques héritées et tout système embarqué nécessitant une lecture de caractères simple, durable et lumineuse. Sa compatibilité avec les codes de caractères standards permet une intégration facile avec les microcontrôleurs et les systèmes numériques.

2. Interprétation approfondie des paramètres techniques

2.1 Caractéristiques photométriques et optiques

Les performances optiques sont définies dans des conditions de test spécifiques à une température ambiante (Ta) de 25°C. Le paramètre clé est l'Intensité Lumineuse Moyenne (I_V)), qui a une valeur typique de 3800 µcd (microcandelas) et un minimum de 2100 µcd lorsqu'elle est pilotée par un courant de crête (I_p) de 80mA avec un cycle de service de 1/16. Cette mesure se rapproche de la courbe de réponse photopique de la CIE, garantissant que la valeur correspond à la luminosité perçue.

Les caractéristiques de couleur sont définies par la longueur d'onde. LaLongueur d'Onde d'Émission de Crête (λ_p)) est typiquement de 639 nm, la plaçant dans la partie rouge vif du spectre. LaLongueur d'Onde Dominante (λ_d)) est typiquement de 631 nm. La différence entre la longueur d'onde de crête et dominante est normale pour les LED et est liée à la forme du spectre d'émission. LaDemi-Largeur Spectrale (Δλ)est typiquement de 20 nm, indiquant la pureté spectrale ou la plage de longueurs d'onde émises autour du pic.

Une spécification critique pour garantir une apparence uniforme est leRapport d'Appariement d'Intensité Lumineuse (I_V-m)), qui est de 2:1 maximum. Cela signifie que le point le plus lumineux de la matrice ne sera pas plus de deux fois plus lumineux que le point le moins lumineux dans les mêmes conditions de pilotage, ce qui est acceptable pour la lisibilité des caractères.

2.2 Caractéristiques électriques

La tension directe (V_F) pour tout point LED unique, mesurée à un courant direct (I_F) de 20mA, varie d'un minimum de 2,0V à un maximum de 2,6V, une valeur typique étant implicite dans cette plage. C'est la chute de tension aux bornes de la LED lorsqu'elle est allumée. Le courant inverse (I_R) est spécifié comme un maximum de 100 µA lorsqu'une tension inverse (V_R) de 5V est appliquée, indiquant les caractéristiques de fuite de l'appareil à l'état éteint.

2.3 Valeurs limites absolues et considérations thermiques

Ces valeurs définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents peuvent survenir. LaDissipation de Puissance Moyenne par Pointne doit pas dépasser 33 mW. LeCourant Direct de Crête par Pointest évalué à 90 mA, mais uniquement dans des conditions pulsées spécifiques : un cycle de service de 1/10 et une largeur d'impulsion de 0,1 ms. LeCourant Direct Moyen par Pointa une valeur de base de 13 mA à 25°C et se dégrade linéairement à un taux de 0,17 mA/°C lorsque la température dépasse 25°C. Cette dégradation est cruciale pour la gestion thermique et la fiabilité à long terme.

LaTension Inverse Maximale par Pointest de 5V. L'appareil est conçu pour unePlage de Température de Fonctionnementde -35°C à +85°C et unePlage de Température de Stockagesimilaire. Pour le montage, la température de soudure ne doit pas dépasser 260°C pendant plus de 3 secondes, mesurée à un point situé à 1,6 mm en dessous du plan d'assise du composant.

3. Explication du système de tri

La fiche technique indique explicitement que l'appareil estcatégorisé selon l'intensité lumineuse. Il s'agit d'un processus de tri où les unités fabriquées sont testées et classées en groupes en fonction de leur flux lumineux mesuré dans des conditions standard. Cela permet aux clients de sélectionner des pièces avec une luminosité minimale garantie ou d'assurer une cohérence entre tous les afficheurs d'un produit, évitant qu'un caractère n'apparaisse nettement plus sombre qu'un autre dans une configuration multi-unités. Bien que la fiche technique fournisse la plage complète (2100-3800 µcd min/typ), les pièces commandées appartiennent généralement à une catégorie plus étroite et spécifiée.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fait référence auxCourbes Caractéristiques Électriques/Optiques Typiques. Bien que les courbes spécifiques ne soient pas détaillées dans le texte fourni, de telles courbes dans les fiches techniques de LED incluent généralement :

• Courant Direct vs. Tension Directe (I_F-V_FCourbe) : Montre la relation non linéaire entre le courant et la tension, essentielle pour concevoir le circuit de limitation de courant.
• Intensité Lumineuse vs. Courant Direct (I_V-I_FCourbe) : Démontre comment le flux lumineux augmente avec le courant, généralement dans une région linéaire avant que le rendement ne baisse à des courants très élevés.
• Intensité Lumineuse vs. Température Ambiante (I_V-T_aCourbe) : Montre la diminution du flux lumineux lorsque la température de jonction augmente, soulignant l'importance de la gestion thermique.
• Courbe de Distribution Spectrale : Un graphique traçant l'intensité relative en fonction de la longueur d'onde, définissant visuellement le pic (λ_p) et la demi-largeur (Δλ).

Ces courbes sont vitales pour comprendre le comportement de l'appareil dans des conditions non standard et pour optimiser les paramètres de pilotage selon les besoins spécifiques de l'application.

5. Informations mécaniques et de boîtier

L'appareil est fourni dans un boîtier d'afficheur LED standard. LeDessin des Dimensions du Boîtierfournit tous les contours mécaniques critiques, bien que les dimensions exactes ne soient pas listées dans le texte. Les tolérances sont généralement de ±0,25 mm sauf indication contraire. Le dessin inclurait la longueur, la largeur et la hauteur globales, l'espacement des broches et la position de la fenêtre d'affichage.

5.1 Connexion des broches et circuit interne

L'afficheur a une interface à 14 broches. Le brochage est le suivant : Broche 1 : Anode Ligne 5 ; Broche 2 : Anode Ligne 7 ; Broche 3 : Cathode Colonne 2 ; Broche 4 : Cathode Colonne 3 ; Broche 5 : Anode Ligne 4 ; Broche 6 : Cathode Colonne 5 ; Broche 7 : Anode Ligne 6 ; Broche 8 : Anode Ligne 3 ; Broche 9 : Anode Ligne 1 ; Broche 10 : Cathode Colonne 4 ; Broche 11 : Cathode Colonne 3 (Note : La colonne 3 apparaît sur deux broches, 4 et 11, ce qui peut être une connexion interne ou une erreur de documentation nécessitant vérification) ; Broche 12 : Anode Ligne 4 (Note : La ligne 4 apparaît sur les broches 5 et 12) ; Broche 13 : Cathode Colonne 1 ; Broche 14 : Anode Ligne 2.

LeSchéma de Circuit Internereprésenterait visuellement la matrice 5x7, montrant comment les 5 anodes de ligne et les 7 cathodes de colonne interconnectent les 35 points LED individuels. Ce diagramme est essentiel pour comprendre la séquence de pilotage multiplexé.

6. Directives de soudure et d'assemblage

La spécification d'assemblage clé est le profil de soudure. L'appareil peut supporter unetempérature de soudure maximale de 260°C pendant un maximum de 3 secondes. Cette mesure est prise à un point situé à 1,6 mm (1/16 de pouce) en dessous du plan d'assise du corps du boîtier. Cette directive est critique pour les procédés de soudure à la vague ou par refusion pour éviter les dommages thermiques aux puces LED ou aux liaisons internes. Les précautions standard contre les décharges électrostatiques (ESD) doivent être observées pendant la manipulation. Pour le stockage, la plage spécifiée de -35°C à +85°C dans un environnement sec doit être maintenue.

7. Suggestions d'application

7.1 Scénarios d'application typiques

Cet afficheur est idéal pour toute application nécessitant une lecture alphanumérique unique, lumineuse. Exemples : multimètres numériques pour tension, courant ou température ; affichages de réglage sur contrôleurs industriels ; indicateurs d'état sur équipements réseau ou télécom ; tableaux d'affichage ou chronomètres ; et affichages de diagnostic sur équipements médicaux ou de test.

7.2 Considérations de conception

• Circuit de Pilotage : Un microcontrôleur avec suffisamment de broches d'E/S ou un circuit intégré dédié au pilotage d'afficheur LED (comme un MAX7219 ou similaire) est requis pour effectuer le multiplexage. Le pilote doit absorber/fournir le courant de crête nécessaire (jusqu'à 80mA par point en mode pulsé, mais le courant moyen est beaucoup plus faible en raison du cycle de service).
• Limitation de Courant : Des résistances de limitation de courant externes sont obligatoires pour chaque ligne d'anode ou colonne de cathode (selon la configuration de pilotage) pour définir le courant direct et protéger les LED.
• Synchronisation du Multiplexage : La fréquence de rafraîchissement et le cycle de service doivent être suffisamment élevés pour éviter le scintillement visible. Un cycle de service de 1/16, comme utilisé dans la condition de test, est courant. Le courant de crête doit être ajusté de sorte que le courant moyen et la dissipation de puissance par point restent dans les limites.
• Gestion Thermique : Assurez-vous que le courant moyen est dégradé de manière appropriée si la température ambiante de fonctionnement devrait dépasser significativement 25°C. Un cuivre de PCB adéquat ou un flux d'air peut être nécessaire.
• Interface Optique : Envisagez le besoin de filtres, diffuseurs ou fenêtres de protection dans la conception du produit final.

8. Comparaison et différenciation techniques

Comparé aux technologies plus anciennes comme les afficheurs à incandescence ou fluorescents à vide (VFD), cet afficheur LED offre une résistance supérieure aux chocs/vibrations, une tension de fonctionnement plus basse, un temps de réponse plus rapide et potentiellement une durée de vie plus longue. Comparé aux OLED ou LCD graphiques modernes, il est plus simple, plus robuste dans les environnements difficiles, offre une luminosité et un angle de vision supérieurs, et nécessite une électronique de contrôle moins complexe, bien qu'il soit limité à des formes de caractères prédéfinies.

Au sein de la famille des afficheurs LED, l'utilisation de la technologieSuper Rouge AlInGaPle différencie des LED rouges standard GaAsP ou GaP en offrant un rendement plus élevé et une meilleure saturation des couleurs. La hauteur spécifique de 1,2 pouce et le format 5x7 en font une pièce de remplacement standard pour de nombreux systèmes hérités.

9. Questions fréquemment posées basées sur les paramètres techniques

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

A : Techniquement oui, mais cela nécessiterait 35 pilotes indépendants, ce qui est peu pratique. La conception matricielle est destinée à un pilotage multiplexé (X-Y) pour minimiser le nombre de broches.

Q : Pourquoi le courant de crête (90mA) est-il si supérieur au courant moyen nominal (13mA) ?

A : Parce que l'afficheur est multiplexé, chaque point n'est alimenté qu'une fraction du temps (cycle de service). Le courant de crête pendant son bref temps "allumé" peut être plus élevé pour atteindre la luminosité souhaitée, tant que le courantmoyendans le temps reste dans la limite de 13mA pour éviter la surchauffe.

Q : Que signifie un rapport d'appariement d'intensité de 2:1 pour mon application ?

A : Cela signifie qu'une certaine variation de la luminosité des points est normale. Pour les afficheurs de caractères, cette légère variation n'est généralement pas perceptible à l'œil et n'affecte pas la lisibilité. Pour les applications nécessitant une uniformité parfaite, la sélection de pièces dans une catégorie plus serrée ou l'utilisation de diffuseurs optiques peut être nécessaire.

Q : Comment calculer la valeur de la résistance de limitation de courant requise ?

A : Vous avez besoin de la tension d'alimentation (V_CC), du courant direct souhaité (I_F) et de la tension directe de la LED (V_F). Utilisez la loi d'Ohm : R = (V_CC - V_F) / I_F. Rappelez-vous que I_Fici est le courantde crêtependant le temps actif du point dans le cycle multiplexé.

10. Exemple de cas d'utilisation pratique

Imaginez la conception d'un thermomètre numérique simple. Un microcontrôleur lit un capteur de température, effectue un calcul et doit afficher une valeur à 3 chiffres (ex : " 23.5"). Trois afficheurs LTP-1557AKR pourraient être empilés horizontalement. Le microcontrôleur, utilisant un circuit intégré pilote d'afficheur, multiplexerait les trois afficheurs. Il convertirait la valeur numérique en motifs de police 5x7 correspondants pour les chiffres, le point décimal et le symbole degré. Le circuit intégré pilote activerait séquentiellement les bonnes lignes et colonnes pour chaque afficheur à grande vitesse, créant l'illusion d'une lecture stable et continuellement allumée. Les LED rouges AlInGaP assureraient que la lecture soit clairement visible même dans des environnements très éclairés.

11. Introduction au principe de fonctionnement

L'afficheur fonctionne sur le principe dumultiplexage de matrice LED. En interne, 35 LED discrètes sont arrangées en grille. Toutes les anodes de LED d'une ligne donnée sont connectées ensemble, et toutes les cathodes d'une colonne donnée sont connectées ensemble. Pour illuminer un point spécifique à l'intersection de la Ligne X et de la Colonne Y, une tension positive est appliquée à la Ligne X tandis que la Colonne Y est connectée à la masse (pour une configuration à cathode commune, ce qui semble être le cas d'après le brochage). En balayant rapidement chaque ligne et en activant les colonnes appropriées pour le motif de cette ligne, tous les points de la forme de caractère souhaitée peuvent être illuminés dans une séquence que l'œil humain perçoit comme une image stable. Cette méthode réduit le nombre de lignes de contrôle de 35 à 12.

12. Tendances et contexte technologiques

Les afficheurs comme le LTP-1557AKR représentent une technologie mature et fiable. Alors que les afficheurs matriciels haute résolution et graphiques OLED/LCD dominent les interfaces utilisateur modernes, les afficheurs à caractères LED discrets restent pertinents dans des niches spécifiques. Leurs avantages sont indéniables : durabilité extrême, large plage de température de fonctionnement, haute luminosité, faible coût pour des tâches simples et simplicité d'interface. La tendance dans cette niche va vers des LED plus efficaces (comme l'AlInGaP utilisé ici), des boîtiers CMS pour l'assemblage automatisé et une intégration avec des interfaces de contrôleur plus simples (ex : I2C ou SPI). Ils sont peu susceptibles d'être remplacés dans les applications où la robustesse environnementale et la fiabilité à long terme dans des conditions difficiles sont les principales préoccupations, plutôt que la flexibilité graphique.