Fiche technique de l'afficheur LED LTP-3786JD-03 - Hauteur de chiffre 0,54 pouce - Hyper Rouge - Tension directe 2,6V - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTP-3786JD-03 est un afficheur alphanumérique double chiffre à 14 segments, conçu pour les applications nécessitant une représentation claire des caractères. Il présente une hauteur de chiffre de 0,54 pouce (13,8 mm), ce qui le rend adapté aux affichages de taille moyenne dans divers équipements électroniques. Le dispositif utilise des puces LED Hyper Rouge AlInGaP (Phosphure d'Aluminium Indium Gallium) fabriquées sur un substrat d'AsGa, offrant une sortie spectrale spécifique. L'afficheur possède un fond gris clair avec des segments blancs, améliorant le contraste et la lisibilité.

1.1 Caractéristiques et avantages principaux

• Apparence des caractères :Des segments continus et uniformes contribuent à une excellente définition et apparence des caractères.
• Performances optiques :Une luminosité élevée et un rapport de contraste élevé assurent la visibilité dans diverses conditions d'éclairage.
• Angle de vision :Un large angle de vision permet de lire l'affichage depuis différentes positions.
• Efficacité énergétique :Faible consommation électrique, typique de la technologie LED.
• Fiabilité :Une construction à l'état solide offre une longue durée de vie opérationnelle et une résistance aux chocs et vibrations.
• Homogénéité :Les dispositifs sont catégorisés (binnés) selon l'intensité lumineuse, facilitant l'obtention d'une luminosité uniforme entre plusieurs unités dans un assemblage.

1.2 Applications cibles

Cet afficheur est destiné à être utilisé dans des équipements électroniques ordinaires. Cela inclut, sans s'y limiter, les équipements de bureautique, les dispositifs de communication, les appareils électroménagers, les tableaux de bord d'instrumentation et l'électronique grand public où des affichages numériques clairs et alphanumériques limités sont nécessaires.

2. Analyse approfondie des spécifications techniques

2.1 Caractéristiques maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents au dispositif peuvent survenir. Le fonctionnement doit être maintenu dans ces limites.

• Dissipation de puissance par puce :70 mW
• Courant direct de crête par puce :90 mA (en conditions pulsées : cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0,1 ms)
• Courant direct continu par puce :25 mA à 25°C. Un facteur de déclassement de 0,33 mA/°C s'applique au-dessus de 25°C.
• Tension inverse par puce :5 V
• Plage de température de fonctionnement et de stockage :-35°C à +85°C
• Condition de soudure :260°C pendant 3 secondes, avec le point de soudure situé à au moins 1/16 de pouce (≈1,6 mm) sous le plan d'assise du dispositif.

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

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

• Intensité lumineuse moyenne (I_V) :200-520 µcd (microcandelas) à un courant direct (I_F) de 1 mA. Mesurée avec un filtre approximant la courbe de réponse photopique de l'œil CIE.
• Longueur d'onde d'émission de crête (λ_p) :650 nm à I_F=20 mA.
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :639 nm à I_F=20 mA, avec une tolérance de ±1 nm. Cela définit la couleur perçue.
• Demi-largeur de raie spectrale (Δλ) :20 nm à I_F=20 mA, indiquant la pureté spectrale.
• Tension directe par segment (V_F) :2,1V à 2,6V à I_F=20 mA. La tolérance est de ±0,1V.
• Courant inverse par segment (I_R) :Maximum 100 µA à une tension inverse (V_R) de 5V.
• Rapport d'appariement d'intensité lumineuse (I_V-m) :Rapport maximum de 2:1 entre les segments à I_F=1 mA, assurant l'uniformité de la luminosité.
• Diaphonie :≤ 2,5%, minimisant l'illumination non désirée des segments non sélectionnés.

3. Informations mécaniques et de boîtier

3.1 Dimensions du boîtier

L'afficheur est fourni dans un boîtier double chiffre standard à 18 broches. Les notes dimensionnelles clés incluent :

• Toutes les dimensions sont en millimètres (mm).
• La tolérance générale est de ±0,25 mm sauf indication contraire.
• La tolérance de décalage de l'extrémité des broches est de ±0,4 mm.
• Le diamètre de trou de CI recommandé pour les broches est de 1,0 mm.
• Les critères de qualité sont définis pour les corps étrangers (≤10 mil), la contamination d'encre (≤20 mil), les bulles dans les segments (≤10 mil) et la flexion du réflecteur (≤1% de la longueur).

3.2 Configuration des broches et circuit interne

Le dispositif présente une configuration àanode commune. Il y a deux broches d'anode commune : une pour le Caractère 1 (broche 16) et une pour le Caractère 2 (broche 11). Toutes les autres broches (sauf la broche 3, qui est Non Connectée) sont des cathodes pour les segments individuels (A à P, et D.P. pour le point décimal). Le schéma de circuit interne montre les puces LED indépendantes pour chaque segment, connectées à leurs anodes communes respectives. Cette structure permet le multiplexage pour piloter les deux chiffres.

4. Guide d'application et précautions

4.1 Considérations de conception et d'utilisation

• Champ d'application :Adapté aux équipements électroniques ordinaires. Non recommandé pour les applications critiques pour la sécurité (aviation, supports médicaux vitaux, etc.) sans consultation préalable.
• Conception du circuit de pilotage :
  • Pilotage à courant constant :Fortement recommandé pour maintenir une intensité lumineuse et une couleur constantes.
  • Plage de tension :Le circuit doit pouvoir s'adapter à toute la plage de V_F (2,1V-2,6V) pour garantir que le courant souhaité est délivré dans toutes les conditions.
  • Protection :Le circuit doit protéger contre les tensions inverses et les pics de tension transitoires lors des cycles d'alimentation.
  • Gestion thermique :Le courant de fonctionnement doit être déclassé en fonction de la température ambiante maximale pour éviter la dégradation lumineuse ou la défaillance.
• Éviter la polarisation inverse :Peut provoquer une migration métallique, augmentant le courant de fuite ou causant des courts-circuits.
• Environnement :Éviter les changements rapides de température en environnement humide pour empêcher la condensation sur l'afficheur.
• Manutention mécanique :Ne pas appliquer de force anormale sur le corps de l'afficheur pendant l'assemblage.
• Pour les multi-afficheurs :Utiliser des afficheurs du même bac d'intensité lumineuse (BIN) pour éviter une luminosité (teinte) inégale dans un assemblage.

4.2 Conditions de stockage et de manutention

• Stockage standard (dans l'emballage d'origine) :Température : 5°C à 30°C. Humidité : Inférieure à 60% HR. Un stockage à long terme en dehors de ces conditions peut entraîner l'oxydation des broches.
• Stockage après ouverture (pour les types CMS, référence) :Si le sac barrière à l'humidité est ouvert, le dispositif doit être utilisé dans les 168 heures (Niveau MSL 3) dans les mêmes conditions de température/humidité.
• Cuisson :Si un emballage non scellé a été stocké pendant plus de 6 mois, une cuisson à 60°C pendant 48 heures est recommandée avant l'assemblage, qui doit être terminé dans la semaine.

5. Courbes de performance et analyse des caractéristiques

La fiche technique fait référence à des courbes de performance typiques (bien qu'elles ne soient pas affichées dans le texte fourni). Ces courbes sont cruciales pour la conception et incluent généralement :

• Courant direct vs Tension directe (Courbe I-V) :Montre la relation non linéaire, essentielle pour sélectionner les résistances de limitation de courant ou concevoir des pilotes à courant constant.
• Intensité lumineuse vs Courant direct :Démontre comment la sortie lumineuse augmente avec le courant, aidant au calibrage de la luminosité et à l'analyse de l'efficacité.
• Intensité lumineuse vs Température ambiante :Montre le déclassement de la sortie lumineuse lorsque la température augmente, critique pour la conception thermique dans les environnements à haute température.
• Distribution spectrale :Un graphique de l'intensité relative en fonction de la longueur d'onde, confirmant les longueurs d'onde dominante et de crête ainsi que la demi-largeur spectrale.

Les concepteurs doivent consulter les graphiques complets de la fiche technique pour comprendre quantitativement ces relations pour leurs conditions de fonctionnement spécifiques.

6. Comparaison et différenciation techniques

Le LTP-3786JD-03 se différencie par plusieurs aspects clés :

• Technologie de puce :Utilise des puces Hyper Rouge AlInGaP, qui offrent généralement une efficacité plus élevée et une meilleure stabilité thermique par rapport aux anciennes technologies GaAsP ou GaP pour les couleurs rouge/orange.
• Conception optique :Le fond gris clair avec des segments blancs est conçu pour un contraste élevé, améliorant la lisibilité par rapport aux afficheurs à fond noir ou aux segments diffusants.
• Contrôle qualité :La spécification de tolérances serrées pour les défauts de segments (bulles, contamination) et la catégorisation par intensité lumineuse (BINning) indiquent un accent mis sur la cohérence optique et la qualité.
• Boîtier :La conception traversante à 18 broches avec des anodes communes séparées pour chaque chiffre offre une flexibilité dans les circuits de pilotage multiplexés.

7. Questions fréquemment posées (FAQ)

7.1 Comment piloter cet afficheur ?

Utilisez une technique de multiplexage. Activez séquentiellement une anode commune (chiffre) à la fois tout en appliquant le motif de cathode correct pour les segments souhaités sur ce chiffre. Le cycle doit être suffisamment rapide pour éviter le scintillement (typiquement >60 Hz). Un pilote à courant constant par segment ou une alimentation à courant limité est recommandé.

7.2 Quel est l'objectif du code BIN d'intensité ?

Le code BIN regroupe les afficheurs en fonction de leur intensité lumineuse mesurée à un courant de test standard. L'utilisation d'afficheurs du même BIN dans une application multi-unités garantit une luminosité uniforme sur tous les chiffres, évitant un aspect irrégulier.

7.3 Puis-je utiliser une simple résistance pour limiter le courant ?

Oui, pour des applications simples. Calculez la valeur de la résistance en utilisant R = (V_alimentation- V_F) / I_F. Utilisez la V_Fmaximale de la fiche technique (2,6V) pour garantir que le courant minimum est atteint dans les pires conditions. Cependant, pour une meilleure cohérence entre les segments et les températures, un circuit à courant constant est supérieur.

7.4 Pourquoi la protection contre la tension inverse est-elle importante ?

L'application d'une polarisation inverse au-delà de la caractéristique maximale absolue (5V) peut causer des dommages immédiats. Même des tensions inverses plus faibles, si elles sont soutenues ou répétitives (par exemple, dues à la contre-EMI inductive dans un circuit), peuvent dégrader la LED au fil du temps par électromigration, entraînant une augmentation des fuites ou une défaillance.

8. Exemple d'application pratique

Scénario : Conception d'un simple compteur à deux chiffres.

1. Interface microcontrôleur :Connectez les deux broches d'anode commune (11, 16) à deux broches GPIO configurées comme sorties source de courant. Connectez les 16 broches de cathode de segment à des broches GPIO configurées comme sorties puits de courant, éventuellement via des transistors ou un CI pilote pour des courants plus élevés.
2. Limitation de courant :Implémentez des puits de courant constant pour chaque ligne de cathode, réglés à 10-15 mA pour un bon équilibre entre luminosité et longévité, en restant bien en dessous de la valeur nominale continue de 25 mA.
3. Logiciel :Créez une table de correspondance associant les nombres 0-9 aux motifs de segments appropriés (A-G). Dans la boucle principale, activez le Chiffre 1, envoyez le motif pour la dizaine, attendez 1-5 ms, désactivez le Chiffre 1, activez le Chiffre 2, envoyez le motif pour l'unité, attendez 1-5 ms, et répétez. Cela crée un affichage stable et sans scintillement.
4. Considération thermique :Si le boîtier peut devenir chaud (par exemple, >50°C), envisagez de réduire légèrement le courant de pilotage en utilisant le facteur de déclassement (0,33 mA/°C au-dessus de 25°C) pour garantir la fiabilité.

9. Principe de fonctionnement et tendances technologiques

9.1 Principe de fonctionnement de base

Une LED est une diode semi-conductrice. Lorsqu'une tension directe dépassant sa largeur de bande interdite est appliquée, les électrons et les trous se recombinent dans la région active (la couche AlInGaP dans ce cas), libérant de l'énergie sous forme de photons (lumière). La composition spécifique de l'alliage AlInGaP détermine l'énergie de la bande interdite et donc la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise, qui se situe dans le spectre hyper-rouge pour ce dispositif. La disposition à 14 segments permet la formation de chiffres et d'un ensemble limité de caractères alphabétiques en allumant sélectivement des combinaisons de segments.

9.2 Tendances de l'industrie

Bien que les afficheurs traversants comme le LTP-3786JD-03 restent pertinents pour le prototypage, la réparation et certaines applications industrielles, la tendance générale dans la technologie d'affichage va vers les boîtiers CMS (Dispositif à Montage en Surface) pour l'assemblage automatisé et la miniaturisation. De plus, il y a une recherche continue d'une efficacité plus élevée (plus de lumens par watt), ce qui pour les LED rouges implique d'optimiser la structure épitaxiale AlInGaP et d'améliorer l'extraction de lumière de la puce. Pour les afficheurs alphanumériques, les panneaux à matrice de points sont de plus en plus courants car ils offrent des capacités alphanumériques et graphiques complètes, bien que les afficheurs segmentés conservent des avantages en termes de coût, de simplicité et de clarté pour les affichages numériques dédiés.