Fiche technique de l'afficheur LED alphanumérique double chiffre LTP-3362JS 0,3 pouce - Hauteur de chiffre 7,62 mm - Couleur jaune - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTP-3362JS est un module d'afficheur LED alphanumérique double chiffre à 17 segments, conçu pour les applications nécessitant une présentation claire de caractères et de symboles. Sa fonction principale est de fournir une sortie visuelle hautement lisible pour les chiffres, les lettres et des symboles spécifiques. L'avantage fondamental de ce dispositif réside dans l'utilisation de puces LED jaunes AS-AlInGaP (Phosphure d'Aluminium, d'Indium et de Gallium) de pointe, épitaxiées sur un substrat d'Arséniure de Gallium (GaAs). Cette technologie offre une luminosité élevée et une excellente pureté de couleur. L'afficheur présente une face noire avec des segments blancs, créant un contraste élevé qui améliore la lisibilité sous diverses conditions d'éclairage. Sa hauteur de chiffre de 0,3 pouce (7,62 mm) le rend adapté à une visualisation à distance moyenne dans l'instrumentation, les pupitres de contrôle industriel, les terminaux de point de vente et les équipements de test où l'espace est limité mais la clarté primordiale.

1.1 Caractéristiques clés et marché cible

Le dispositif est catégorisé selon son intensité lumineuse, garantissant des niveaux de luminosité constants d'un lot de production à l'autre. Son large angle de vision assure que l'affichage reste lisible depuis différentes positions, un facteur critique pour les applications en panneau. La fiabilité inhérente à la technologie LED à l'état solide offre une longue durée de vie opérationnelle avec un minimum de maintenance. Cet afficheur cible les ingénieurs et concepteurs travaillant sur les systèmes embarqués, les interfaces homme-machine (IHM) industrielles, les dispositifs médicaux et l'électronique grand public nécessitant une lecture alphanumérique robuste, à faible consommation et très visible.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

Une compréhension approfondie des paramètres électriques et optiques est essentielle pour une conception de circuit appropriée et pour garantir des performances d'affichage optimales.

2.1 Caractéristiques photométriques et optiques

Les performances optiques sont au cœur de la fonctionnalité de l'afficheur. L'intensité lumineuse moyenne par segment est spécifiée avec un minimum de 320 µcd, une valeur typique de 800 µcd, et aucun maximum indiqué lorsqu'il est piloté par un courant direct (I_F) de 1mA. Ce niveau de luminosité élevé, mesuré à l'aide d'un capteur filtré pour correspondre à la courbe de réponse photopique de l'œil CIE, assure une excellente visibilité. Le dispositif émet une lumière jaune avec une longueur d'onde de crête (λ_p) de 588 nm et une longueur d'onde dominante (λ_d) de 587 nm à I_F=20mA, le situant fermement dans la région jaune du spectre visible. La demi-largeur de la raie spectrale (Δλ) est de 15 nm, indiquant une émission de couleur relativement pure. Le rapport d'appariement de l'intensité lumineuse entre les segments est de 2:1 maximum, ce qui contribue à maintenir un aspect uniforme sur l'ensemble de l'afficheur.

2.2 Paramètres électriques et thermiques

Les caractéristiques électriques définissent les exigences de pilotage et les limites opérationnelles. Les valeurs maximales absolues sont critiques pour éviter la défaillance du dispositif. La dissipation de puissance par segment ne doit pas dépasser 70 mW. Le courant direct de crête par segment est de 60 mA, mais cela n'est autorisé qu'en conditions pulsées (1 kHz, rapport cyclique de 10%). Le courant direct continu par segment est déclassé à partir de 25 mA à 25°C à un taux de 0,33 mA/°C, ce qui signifie que le courant continu admissible diminue lorsque la température ambiante augmente. La tension inverse par segment ne doit pas dépasser 5 V. La tension directe (V_F) par segment varie typiquement de 2,0V à 2,6V à I_F=20mA. Le courant inverse (I_R) est d'un maximum de 100 µA à V_R=5V. Le dispositif est conçu pour une plage de température de fonctionnement et de stockage de -35°C à +85°C.

3. Explication du système de classement (Binning)

La fiche technique indique que les dispositifs sont \"catégorisés pour l'intensité lumineuse.\" Cela implique un processus de classement où les afficheurs sont triés en fonction de leur flux lumineux mesuré à un courant de test standard (probablement 1mA ou 20mA). Cela garantit que les utilisateurs finaux reçoivent des produits avec des niveaux de luminosité cohérents. Bien que non explicitement détaillé pour la longueur d'onde/couleur ou la tension directe dans ce document, une telle catégorisation est une pratique courante dans la fabrication de LED pour garantir l'uniformité de la couleur et la correspondance des performances électriques, ce qui est particulièrement important dans les applications multi-chiffres ou multi-segments pour éviter des différences visibles entre les segments.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fait référence aux \"Courbes caractéristiques électriques/optiques typiques,\" qui sont essentielles pour un travail de conception détaillé. Bien que les graphiques spécifiques ne soient pas fournis dans le texte, les courbes typiques pour un tel dispositif incluraient :

• Intensité lumineuse relative en fonction du courant direct (Courbe I-V) :Ce graphique montre comment le flux lumineux augmente avec le courant de pilotage, généralement de manière sous-linéaire, aidant les concepteurs à choisir le courant optimal pour la luminosité et l'efficacité souhaitées.
• Tension directe en fonction du courant direct :Cette courbe est cruciale pour concevoir le circuit de limitation de courant et calculer la dissipation de puissance.
• Intensité lumineuse relative en fonction de la température ambiante :Celle-ci montre le déclassement du flux lumineux lorsque la température augmente, ce qui est vital pour les applications en environnements à haute température.
• Distribution spectrale :Un tracé de l'intensité relative en fonction de la longueur d'onde, confirmant les longueurs d'onde de crête et dominante ainsi que la largeur spectrale.

Les concepteurs doivent consulter la fiche technique complète du fabricant pour ces données graphiques précises.

5. Informations mécaniques et de boîtier

5.1 Dimensions physiques et brochage

Le LTP-3362JS est fourni dans un boîtier standard d'afficheur LED. Les dimensions sont fournies en millimètres avec une tolérance générale de ±0,25 mm. Le schéma de connexion des broches est critique pour la conception du circuit imprimé. Le dispositif possède 20 broches dans un boîtier double en ligne (DIP). Il présente une configuration à cathode commune multiplexée, la broche 4 servant de cathode commune pour le Chiffre 1 et la broche 10 de cathode commune pour le Chiffre 2. Les broches restantes sont des anodes pour les segments individuels (A à U, plus DP pour le point décimal) et des segments spéciaux (par exemple, S, T pour la barre oblique). La broche 14 est indiquée comme \"Non Connectée\" (N/C). Le schéma de circuit interne montre l'agencement multiplexé, où les segments avec la même désignation de lettre sur différents chiffres sont connectés en interne à une seule broche d'anode, et les chiffres sont sélectionnés en activant leur cathode commune respective.

5.2 Identification de la polarité et montage

Le dispositif utilise une configuration à cathode commune. La polarité correcte doit être respectée lors de l'installation. Le boîtier comporte probablement une encoche, un point ou un autre marquage pour indiquer la broche 1. La face noire et les segments blancs fournissent un indicateur visuel clair du côté de visualisation.

6. Recommandations de soudage et d'assemblage

Les valeurs maximales absolues spécifient les conditions de soudage : les broches peuvent être soumises à 260°C pendant 3 secondes, mesurées à 1/16 de pouce (environ 1,59 mm) en dessous du plan d'assise. Il s'agit d'une spécification typique pour le soudage à la vague. Pour le soudage par refusion, un profil standard sans plomb avec une température de pointe d'environ 260°C est adapté, mais le temps spécifique au-dessus du liquidus doit être minimisé. Il faut veiller à éviter une contrainte thermique excessive. Pendant la manipulation, les précautions standard contre les décharges électrostatiques (ESD) doivent être observées pour protéger les puces LED. Pour le stockage, la plage recommandée est de -35°C à +85°C dans un environnement sec.

7. Emballage et informations de commande

La référence est LTP-3362JS. Le suffixe \"JS\" désigne probablement des caractéristiques spécifiques telles que la couleur (Jaune) et le style de boîtier. L'emballage standard pour ces composants est souvent en tubes ou plateaux antistatiques, puis placés en bobines ou boîtes pour l'assemblage automatisé. La quantité exacte par emballage (par exemple, 50 pièces par tube) serait spécifiée dans une documentation d'emballage séparée. La révision de la fiche technique est A, et la date d'effet est le 11/09/2003.

8. Recommandations d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

Le LTP-3362JS est idéal pour toute application nécessitant une lecture alphanumérique compacte à deux caractères. Les utilisations courantes incluent : les multimètres numériques et pinces ampèremétriques, les fréquencemètres, les minuteries de processus, les afficheurs d'état de chargeurs de batterie, les syntoniseurs et indicateurs de niveau d'équipements audio, et les afficheurs d'état/codes d'erreur de contrôleurs industriels.

8.2 Considérations de conception et mise en œuvre du circuit

La conception avec cet afficheur nécessite un circuit de pilotage multiplexé en raison de sa structure à cathode commune et anodes multiplexées. Un microcontrôleur avec suffisamment de broches d'E/S ou un circuit intégré dédié au pilotage de LED (comme un MAX7219 ou HT16K33) est nécessaire. Le pilote doit fournir du courant aux broches d'anode des segments et absorber le courant depuis les broches de cathode des chiffres. Des résistances de limitation de courant sont obligatoires sur chaque ligne d'anode de segment pour définir le courant direct souhaité (par exemple, 20 mA pour une luminosité maximale). La valeur de la résistance peut être calculée en utilisant R = (V_CC- V_F) / I_F. Avec une V_CCde 5V et une V_Ftypique de 2,3V à 20mA, la résistance serait d'environ 135 Ohms. La fréquence de multiplexage doit être suffisamment élevée pour éviter un scintillement visible, typiquement au-dessus de 100 Hz. Les concepteurs doivent également considérer la dissipation de puissance totale, en particulier lors du pilotage simultané de plusieurs segments à fort courant.

9. Comparaison et différenciation techniques

Comparé aux technologies plus anciennes comme les afficheurs fluorescents sous vide (VFD) ou les LED rouges GaAsP plus simples, la LED jaune AlInGaP utilisée dans le LTP-3362JS offre une efficacité supérieure, une luminosité plus élevée, une meilleure stabilité de couleur en fonction de la température et une durée de vie plus longue. Comparé aux LED blanches ou bleues contemporaines à base de GaN avec filtres, l'émission jaune directe de l'AlInGaP est plus efficace et offre une meilleure saturation des couleurs. Ses principaux points de différenciation sont le point de couleur jaune spécifique, le contraste élevé dû à la face noire, et le format 17 segments qui permet un jeu de caractères alphanumériques plus complet qu'un afficheur 7 segments standard, tout en restant plus économique et plus simple à piloter qu'un afficheur à matrice de points complet.

10. Questions fréquemment posées (FAQ)

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 (λ_p) est la longueur d'onde à laquelle le spectre d'émission a son intensité maximale. La longueur d'onde dominante (λ_d) est la longueur d'onde unique de la lumière monochromatique qui correspond à la couleur perçue de la lumière émise. Pour un spectre étroit comme celui de cette LED, elles sont très proches (587nm contre 588nm).

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

R : Techniquement, oui, mais c'est très inefficace et ce n'est pas l'usage prévu. Vous devriez connecter l'anode de chaque segment à une source de tension limitée en courant et la cathode de chaque chiffre à la masse. Cela nécessiterait 18 pilotes pour les segments plus 2 pour les chiffres, soit un total de 20 pilotes pour un afficheur 2 chiffres, ce qui est peu pratique. Le multiplexage réduit considérablement le nombre de pilotes requis.

Q : Comment calculer la dissipation de puissance pour l'ensemble de l'afficheur ?

R : Dans une configuration multiplexée, la puissance est calculée sur la base du courant moyen. Si on pilote à I_Fpar segment avec un rapport cyclique (D) pour chaque chiffre (D=1/Nombre de chiffres pour une luminosité égale), la puissance moyenne par segment est V_F* I_F* D. Additionnez cela pour tous les segments allumés.

Q : Que signifie \"Rapport d'appariement de l'intensité lumineuse\" ?

R : Il spécifie le rapport maximum admissible entre le segment le plus lumineux et le moins lumineux dans un dispositif (par exemple, 2:1). Un rapport de 2:1 signifie que le segment le moins lumineux doit être au moins moitié moins lumineux que le segment le plus lumineux, assurant ainsi l'uniformité.

11. Exemples pratiques de conception et d'utilisation

Étude de cas 1 : Interface de minuterie numérique.Un concepteur utilise le LTP-3362JS pour afficher les minutes et secondes (MM:SS) sur un circuit de minuterie personnalisé. Il utilise un microcontrôleur basse consommation pour gérer le multiplexage. Pour économiser l'énergie, il pilote les LED à 10mA au lieu de 20mA, acceptant une luminosité plus faible mais toujours suffisante. La face noire assure la lisibilité même sous un éclairage d'atelier intense.

Étude de cas 2 : Unité d'affichage de capteur.Dans un enregistreur de données de température et d'humidité, l'afficheur montre des codes comme \"tH\" pour une alarme haute température ou des valeurs numériques. La capacité 17 segments permet d'afficher les lettres \"C\" ou \"F\" pour les unités de température. La large plage de température de fonctionnement correspond aux exigences environnementales de l'enregistreur lui-même.

12. Introduction au principe technique

Le LTP-3362JS est basé sur l'électroluminescence des semi-conducteurs. Le système de matériau AS-AlInGaP (Phosphure d'Aluminium, d'Indium et de Gallium) est un semi-conducteur à bande interdite directe. Lorsqu'une tension directe est appliquée à travers la jonction p-n, des électrons et des trous sont injectés dans la région active. Ils se recombinent de manière radiative, libérant de l'énergie sous forme de photons. La composition spécifique de l'alliage AlInGaP 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 (~587-588 nm). Les couches épitaxiales sont cultivées sur un substrat de GaAs. Le boîtier en résine époxy noire absorbe la lumière ambiante pour améliorer le contraste, tandis que la forme de la lentille est conçue pour optimiser l'angle de vision.

13. Tendances et évolution technologiques

La technologie AlInGaP représente une solution mature et très efficace pour les LED rouges, oranges, ambrées et jaunes. Les tendances actuelles de la technologie d'affichage évoluent vers une densité plus élevée, des capacités en couleur complète et l'intégration. Bien que les afficheurs à segments discrets comme le LTP-3362JS restent essentiels pour des applications spécifiques, il y a une transition plus large vers les afficheurs à LED organiques (OLED) et micro-LED pour les interfaces graphiques haute résolution. Cependant, pour les lectures alphanumériques simples, peu coûteuses, très fiables et à haute luminosité, les afficheurs à segments LED continuent d'être largement utilisés. Les développements futurs pourraient inclure des matériaux encore plus efficaces, des circuits de pilotage intégrés dans le boîtier de l'afficheur (réduisant le nombre de composants externes), et une gamme plus large de tailles de boîtiers et de couleurs pour répondre à divers besoins de conception. Le principe du multiplexage pour réduire le nombre de broches reste une technique fondamentale et durable dans l'électronique de pilotage d'afficheurs.