Fiche technique de l'afficheur LED à matrice de points LTP-7357KS - Hauteur 0,678 pouce (17,22 mm) - Jaune AlInGaP - Tension directe 2,6 V - Dissipation de puissance 70 mW - Document technique en français

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTP-7357KS est un module d'afficheur LED compact à matrice de points 5x7 sur un seul plan. Sa fonction principale est d'afficher des caractères alphanumériques et des symboles, le rendant adapté aux applications nécessitant une présentation d'informations claire et lisible dans un espace limité. L'avantage fondamental de ce dispositif réside dans l'utilisation de la technologie semi-conductrice Aluminium Indium Gallium Phosphure (AlInGaP) pour les puces LED, qui fournit une émission de lumière efficace dans le spectre jaune. L'afficheur présente un fond gris et des points blancs, améliorant le contraste pour une meilleure lisibilité. Sa conception cible les systèmes embarqués, les panneaux de contrôle industriel, l'instrumentation, l'électronique grand public et toute application nécessitant un afficheur de caractères petit et fiable.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Caractéristiques photométriques et optiques

Les performances optiques sont centrales pour la fonctionnalité de l'afficheur. Le dispositif émet de la lumière dans la région des longueurs d'onde jaunes. La longueur d'onde d'émission de crête typique (λp) est de 588 nm, avec une longueur d'onde dominante (λd) de 587 nm, indiquant une teinte jaune pure. La demi-largeur de raie spectrale (Δλ) est de 15 nm, ce qui décrit la pureté spectrale de la lumière émise. Le paramètre clé pour la luminosité est l'intensité lumineuse moyenne (Iv), qui varie d'un minimum de 630 μcd à un maximum de 1650 μcd dans une condition de test d'un courant impulsionnel de 32mA et d'un rapport cyclique de 1/16. Un rapport d'appariement d'intensité lumineuse de 2:1 (maximum/minimum) est spécifié pour les LED au sein du même bin de "zone lumineuse similaire", garantissant une uniformité acceptable à travers la matrice d'affichage.

2.2 Caractéristiques et valeurs nominales électriques

Comprendre les limites électriques est crucial pour un fonctionnement fiable. Les Valeurs Maximales Absolues définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents peuvent survenir. La dissipation de puissance moyenne par point LED ne doit pas dépasser 70 mW. Le courant direct de crête par point est limité à 60 mA, tandis que le courant direct moyen par point est nominalement de 25 mA à 25°C, avec une déclassement linéaire de 0,28 mA/°C à mesure que la température ambiante augmente. La tension inverse maximale pouvant être appliquée à n'importe quel segment est de 5 V. La tension directe (Vf) pour n'importe quel point, mesurée à un courant direct (If) de 20 mA, se situe typiquement entre 2,05 V et 2,6 V. Le courant inverse (Ir) est garanti inférieur ou égal à 100 μA lorsqu'une tension inverse (Vr) de 5 V est appliquée.

2.3 Spécifications thermiques et environnementales

Le dispositif est conçu pour un fonctionnement robuste sur une large plage de températures. La plage de température de fonctionnement est spécifiée de -35°C à +105°C, et la plage de température de stockage est identique. Cette large plage le rend adapté aux environnements commerciaux et industriels. La courbe de déclassement du courant direct moyen est une considération de conception critique pour éviter l'emballement thermique ; à mesure que la température ambiante dépasse 25°C, le courant continu admissible doit être réduit en conséquence.

3. Explication du système de classement

La fiche technique indique que le produit est "Catégorisé selon l'intensité lumineuse." Cela fait référence à un processus de classement où les LED fabriquées sont triées en fonction de leur flux lumineux mesuré (intensité lumineuse) en différents groupes ou "bins". La plage d'intensité spécifiée de 630 μcd à 1650 μcd englobe probablement plusieurs bins. Les concepteurs peuvent sélectionner des composants d'un bin spécifique pour garantir une luminosité uniforme entre plusieurs afficheurs dans un système. La note concernant l'ajustement du ratio d'époxy pour "réduire la classe du bin" dans l'historique des révisions suggère des efforts pour améliorer la cohérence et réduire la dispersion des paramètres optiques au sein d'un lot de production.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que l'extrait PDF fourni mentionne "Courbes caractéristiques électriques / optiques typiques" sur la dernière page, les graphiques spécifiques ne sont pas inclus dans le contenu textuel. Typiquement, de telles courbes pour un afficheur LED incluraient :

• Courant direct vs. Tension directe (Courbe I-V) :Montre la relation non linéaire entre le courant et la tension, essentielle pour concevoir le circuit de pilotage à limitation de courant.
• Intensité lumineuse vs. Courant direct (Courbe L-I) :Illustre comment le flux lumineux augmente avec le courant, aidant à optimiser les conditions de pilotage pour la luminosité et l'efficacité souhaitées.
• Intensité lumineuse vs. Température ambiante :Démontre la diminution du flux lumineux lorsque la température de jonction augmente, critique pour la gestion thermique dans les applications à haute température.
• Distribution spectrale :Un graphique traçant l'intensité relative en fonction de la longueur d'onde, montrant le pic et la forme de l'émission jaune.

Les concepteurs doivent consulter la fiche technique complète avec les graphiques pour effectuer des calculs précis pour leurs conditions de fonctionnement spécifiques.

5. Informations mécaniques et de boîtier

5.1 Dimensions physiques et tolérances

L'afficheur a une hauteur de matrice de 0,678 pouce (17,22 mm). Le dessin du boîtier (référencé mais non détaillé dans le texte) montrerait la longueur, largeur et hauteur globales, l'espacement des broches et le plan d'appui. Les notes dimensionnelles clés de la fiche technique incluent : toutes les dimensions sont en millimètres avec une tolérance générale de ±0,25 mm sauf indication contraire. Une révision spécifique a mis à jour la tolérance de largeur de 12,6mm ±0,1mm à 12,6mm +0,18/-0,25mm. La tolérance de décalage de l'extrémité des broches est de ±0,4 mm. Des notes de qualité supplémentaires limitent la présence de corps étrangers sur les segments, la contamination par l'encre, la flexion et les bulles dans l'époxy.

5.2 Brochage et schéma de connexion

Le dispositif a une configuration à 12 broches pour l'adressage X-Y (matrice). Les connexions des broches sont les suivantes : Broche 1 : Cathode Colonne 1, Broche 2 : Anode Ligne 3, Broche 3 : Cathode Colonne 2, Broche 4 : Anode Ligne 5, Broche 5 : Anode Ligne 6, Broche 6 : Anode Ligne 7, Broche 7 : Cathode Colonne 4, Broche 8 : Cathode Colonne 5, Broche 9 : Anode Ligne 4, Broche 10 : Cathode Colonne 3, Broche 11 : Anode Ligne 2, Broche 12 : Anode Ligne 1. Un schéma de circuit interne (référencé page 3) représente visuellement la matrice 5x7, montrant comment les 5 colonnes cathodes et les 7 lignes anodes interconnectent les 35 points LED individuels.

5.3 Polarité et orientation

Le dispositif utilise une configuration à cathode commune par colonne. Chacune des cinq colonnes a une connexion cathode commune, et chacune des sept lignes a une connexion anode commune. Pour allumer un point spécifique, sa colonne cathode correspondante doit être mise à la masse (mise à la terre), et sa ligne anode correspondante doit être alimentée par une source de tension à courant limité. L'orientation correcte lors du montage sur PCB est généralement indiquée par une encoche, un chanfrein ou un indicateur de broche 1 sur le boîtier.

6. Recommandations de soudure et d'assemblage

La fiche technique fournit une condition de soudure spécifique : les broches peuvent être soumises à une température de fer à souder de 260°C pendant 3 secondes, mesurée à 1/16 de pouce (environ 1,6 mm) en dessous du plan d'appui du boîtier. C'est un paramètre critique pour éviter les dommages thermiques à l'époxy interne, aux fils de liaison et aux puces semi-conductrices pendant la soudure manuelle ou la retouche. Pour les procédés de soudure à la vague ou par refusion, un profil standard sans plomb (conforme RoHS) avec une température de pic ne dépassant pas la valeur maximale absolue doit être utilisé. Le dispositif lui-même est confirmé comme étant un boîtier sans plomb conforme aux directives RoHS.

7. Informations sur l'emballage et la commande

La référence est LTP-7357KS. Le suffixe "KS" peut indiquer des caractéristiques de classement ou optiques spécifiques. L'emballage standard pour de tels composants est généralement en tubes ou plateaux antistatiques pour protéger les broches et la fenêtre des dommages et des décharges électrostatiques (ESD). La quantité par bobine ou tube doit être confirmée auprès du fabricant ou du distributeur. Les étiquettes sur l'emballage incluront la référence, le code de lot et le code de date pour la traçabilité.

8. Suggestions d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

Cet afficheur est idéal pour les applications nécessitant une lecture de caractères simple et à faible consommation. Exemples : indicateurs d'état sur équipement réseau, affichages de paramètres sur alimentations ou équipements de test, affichages de messages simples sur appareils électroménagers, affichages d'horloge et panneaux d'interface utilisateur basiques dans les contrôles industriels. Sa caractéristique d'empilage horizontal permet de placer plusieurs unités côte à côte pour former des messages plus longs ou des affichages numériques plus grands.

8.2 Considérations de conception et circuits de pilotage

Le pilotage d'une matrice 5x7 nécessite un schéma de multiplexage. Un microcontrôleur avec suffisamment de broches d'E/S ou un circuit intégré de pilotage LED dédié (comme un MAX7219 ou similaire) est nécessaire. Le pilote doit parcourir rapidement les cinq colonnes, en alimentant les sept lignes anodes appropriées pour chaque colonne. Le rapport cyclique de 1/16 mentionné dans la condition de test est un rapport de multiplexage courant (1/5 pour les colonnes * un certain facteur de persistance). Le pilote doit fournir un courant impulsionnel, et non continu, à chaque LED. Le courant de crête par point peut être supérieur à la valeur moyenne nominale pour atteindre la luminosité souhaitée dans le rapport cyclique de multiplexage, mais il ne doit pas dépasser le maximum absolu de 60mA. Un calcul minutieux des résistances de limitation de courant est nécessaire en fonction de la tension directe et du courant impulsionnel souhaité. Un dissipateur thermique peut être nécessaire si l'on fonctionne près des valeurs maximales ou à des températures ambiantes élevées.

9. Comparaison et différenciation technique

Le principal facteur de différenciation du LTP-7357KS est son utilisation de la technologie AlInGaP pour l'émission jaune. Comparée aux technologies plus anciennes comme le GaAsP (Arséniure de Gallium Phosphure), l'AlInGaP offre un rendement plus élevé, une meilleure stabilité thermique et une couleur de sortie plus constante. La combinaison fond gris/points blancs offre un aspect à contraste élevé et non éblouissant à l'arrêt, ce qui est préférable dans de nombreuses applications professionnelles et grand public par rapport à un fond noir ou transparent. La large plage de température de fonctionnement et la construction à l'état solide lui donnent un avantage en termes de fiabilité par rapport à d'autres technologies d'affichage comme les afficheurs fluorescents sous vide (VFD) ou les afficheurs à cristaux liquides (LCD) dans des environnements difficiles, bien qu'il manque la flexibilité d'une matrice de pixels graphiques.

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

Q : Quelle est la différence entre la longueur d'onde de crête et la longueur d'onde dominante ?

R : La longueur d'onde de crête (λp) est la longueur d'onde à laquelle le spectre d'émission a son intensité maximale. La longueur d'onde dominante (λd) est la longueur d'onde unique de la lumière monochromatique qui correspondrait à la couleur perçue de la LED. Pour un spectre étroit comme celui-ci, elles sont très proches (588nm vs. 587nm).

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

R : Techniquement oui, mais c'est très inefficace et nécessiterait 35 circuits de limitation de courant individuels. Le multiplexage (balayage) est la méthode standard et pratique, permettant de contrôler 35 LED avec seulement 12 broches.

Q : L'intensité lumineuse est testée avec un rapport cyclique de 1/16. Qu'est-ce que cela signifie pour ma conception ?

R : C'est la condition de test utilisée pour spécifier la luminosité. Dans votre conception de multiplexage, vous aurez un rapport cyclique similaire (par exemple, 1/5 par colonne). Pour atteindre la luminosité spécifiée, le courant impulsionnel de votre pilote pendant la tranche de temps active doit être réglé à 32mA (le courant de la condition de test). Le courant moyen sera beaucoup plus faible.

Q : Un dissipateur thermique est-il nécessaire ?

R : Pour un fonctionnement normal dans les limites spécifiées de courant moyen et de température, un dissipateur thermique dédié n'est généralement pas requis pour l'afficheur lui-même. Cependant, une conception de PCB appropriée avec une surface de cuivre adéquate pour les pistes d'alimentation et de masse aide à dissiper la chaleur. Si l'on fonctionne aux valeurs maximales dans une température ambiante élevée, une analyse thermique est recommandée.

11. Cas pratique de conception et d'utilisation

Considérez la conception d'un simple régulateur de température avec un affichage de consigne et de température réelle. Deux afficheurs LTP-7357KS pourraient être utilisés côte à côte. Un microcontrôleur lit un capteur de température, effectue un calcul PID et pilote un relais de chauffage. Il pilote également les deux afficheurs LED via un circuit de pilotage multiplexé pour afficher la consigne et la température actuelle. La couleur jaune est facilement visible dans diverses conditions d'éclairage. La conception doit inclure des résistances de limitation de courant sur les lignes anodes. Le micrologiciel doit implémenter la police de caractères (convertissant les codes ASCII en motifs 5x7 pour les chiffres, 'C' pour Celsius, etc.) et la routine de balayage pour rafraîchir les afficheurs à une fréquence suffisamment élevée pour éviter le scintillement (typiquement >60 Hz).

12. Introduction au principe de fonctionnement

Le LTP-7357KS est basé sur l'électroluminescence semi-conductrice. La structure de la puce AlInGaP consiste en plusieurs couches épitaxiales déposées sur un substrat GaAs. Lorsqu'une tension directe dépassant le seuil de la diode est appliquée, des électrons et des trous sont injectés dans la région active où ils se recombinent, libérant de l'énergie sous forme de photons (lumière). La composition spécifique de l'alliage d'Aluminium, d'Indium, de Gallium et de Phosphure détermine l'énergie de la bande interdite, qui correspond directement à la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise - dans ce cas, le jaune. La matrice 5x7 est formée par 35 de ces puces LED individuelles, connectées électriquement en un motif de grille de lignes et de colonnes pour permettre un contrôle indépendant via le multiplexage.

13. Tendances et contexte technologiques

Bien que les afficheurs à matrice de points comme le LTP-7357KS restent pertinents pour des applications spécifiques, sensibles au coût ou à faible densité d'information, la tendance générale dans la technologie d'affichage va vers une intégration et une flexibilité plus élevées. Les modules graphiques OLED et TFT-LCD deviennent plus abordables et offrent des graphiques adressables par pixel. Cependant, pour les afficheurs de caractères uniquement, simples, lumineux, robustes et à faible consommation, les matrices de points LED conservent des avantages. L'utilisation de l'AlInGaP représente une avancée par rapport aux anciens matériaux LED, offrant de meilleures performances. Les développements futurs dans ce créneau pourraient se concentrer sur une efficacité encore plus élevée, des angles de vision plus larges, des pilotes intégrés et des boîtiers à montage en surface pour un assemblage plus facile, bien que l'approche fondamentale de matrice multiplexée soit bien établie.