Fiche technique de l'afficheur à matrice de points LED LTP-2057AKY - Hauteur 2,0 pouces (50,8 mm) - AlInGaP ambre jaune - Tension directe 2,6 V - Puissance dissipée 70 mW - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTP-2057AKY est un module d'affichage à matrice de points monochrome conçu pour la présentation de caractères alphanumériques. Sa fonction principale est de fournir un affichage clair et lisible de caractères et de symboles dans divers appareils électroniques. La technologie clé de cet afficheur repose sur l'utilisation de matériau semi-conducteur Aluminium Indium Gallium Phosphure (AlInGaP) pour les puces LED, réputé pour produire une lumière de haute efficacité dans le spectre ambre jaune. Le dispositif présente un fond gris et des points blancs, ce qui améliore le contraste et la lisibilité sous différentes conditions d'éclairage.

L'afficheur est construit sous la forme d'une matrice de 5 colonnes par 7 lignes, résultant en un total de 35 points adressables individuellement. Cette configuration est standard pour l'affichage des caractères ASCII et des symboles simples. La spécification "2,0 pouces" fait référence à la hauteur des caractères, qui est de 50,8 millimètres, le rendant adapté aux applications où l'information doit être lue à une distance modérée. Le dispositif fonctionne sur le principe de sélection X-Y (ligne-colonne), permettant un pilotage multiplexé pour contrôler efficacement chaque point.

2. Interprétation approfondie des paramètres techniques

2.1 Caractéristiques photométriques et optiques

Le paramètre photométrique clé est l'Intensité Lumineuse Moyenne (Iv), qui a une valeur typique de 3600 microcandelas (µcd) dans une condition de test d'un courant impulsionnel de 32mA et d'un rapport cyclique de 1/16. Cela indique un niveau de luminosité élevé adapté aux applications intérieures et à de nombreuses applications extérieures. La Longueur d'Onde Dominante (λd) est spécifiée à 592 nanomètres (nm), plaçant fermement la lumière émise dans la région ambre jaune du spectre visible. La Demi-Largeur de Raie Spectrale (Δλ) est de 15 nm, ce qui décrit la pureté spectrale ou l'étroitesse de la bande de longueur d'onde de la lumière émise ; une valeur plus petite indique une source lumineuse plus monochromatique. Le dispositif offre une excellente apparence des caractères grâce à sa haute luminosité et son haut contraste, comme souligné dans ses caractéristiques.

2.2 Paramètres électriques

Les caractéristiques électriques définissent les limites et conditions de fonctionnement de l'afficheur. La Tension Directe (Vf) par segment est typiquement de 2,6V à un courant direct (If) de 20mA. À un courant impulsionnel plus élevé de 80mA, la Vf augmente à une valeur typique de 2,8V. Ce coefficient de température positif est normal pour le comportement d'une LED. Le Courant Inverse (Ir) pour tout point est un maximum de 100 microampères (µA) lorsqu'une tension inverse (Vr) de 5V est appliquée, indiquant le courant de fuite à l'état bloqué. Le Rapport d'Homogénéité d'Intensité Lumineuse est spécifié à 2:1 maximum, ce qui signifie que la différence de luminosité entre le point le plus brillant et le plus faible du réseau ne doit pas dépasser ce rapport, assurant une apparence uniforme.

2.3 Valeurs maximales absolues et considérations thermiques

Ces valeurs spécifient les limites au-delà desquelles des dommages permanents au dispositif peuvent survenir. La Puissance Dissipée Moyenne par point ne doit pas dépasser 70 milliwatts (mW). Le Courant Direct Crête par point est évalué à 60mA, tandis que le Courant Direct Moyen par point est de 25mA à 25°C. De manière cruciale, cette valeur de courant moyen se dégrade linéairement de 0,33 mA par degré Celsius au-dessus de 25°C. Cette courbe de déclassement est essentielle pour la conception de la gestion thermique ; à mesure que la température ambiante augmente, le courant continu maximal autorisé doit être réduit pour éviter la surchauffe et assurer la fiabilité à long terme. La Plage de Température de Fonctionnement et de Stockage est de -35°C à +85°C, définissant les conditions environnementales d'utilisation et de non-fonctionnement. La température maximale de soudure est de 260°C pendant un maximum de 3 secondes, ce qui correspond à un profil standard de soudure par refusion.

3. Informations mécaniques et d'emballage

Les dimensions physiques du boîtier de l'afficheur sont fournies dans un dessin détaillé (référencé dans la fiche technique). Toutes les dimensions sont spécifiées en millimètres avec une tolérance standard de ±0,25 mm sauf indication contraire. Cela inclut la longueur, la largeur et la hauteur globales, l'espacement entre les broches, et la position de la zone de matrice de points par rapport aux bords du boîtier. Le boîtier abrite le réseau LED 5x7 et fournit la structure mécanique et les connexions électriques via les broches.

4. Brochage et circuit interne

Le dispositif a une configuration à 14 broches. Le brochage est clairement défini : les broches sont assignées comme anodes pour des colonnes spécifiques et cathodes pour des lignes spécifiques. Par exemple, la broche 1 est la cathode pour la Ligne 5, la broche 3 est l'anode pour la Colonne 2, et ainsi de suite. Cet arrangement spécifique est critique pour concevoir le circuit de pilotage externe. Le schéma de circuit interne montre que les points LED sont arrangés dans une configuration de matrice à cathode commune. L'anode de chaque LED est connectée à une ligne de colonne, et sa cathode est connectée à une ligne de ligne. Pour allumer un point spécifique, sa ligne de colonne correspondante doit être mise à l'état haut (anode positive), et sa ligne de ligne doit être mise à l'état bas (cathode à la masse).

5. Recommandations de soudure et d'assemblage

La fiche technique fournit un paramètre clé pour le processus d'assemblage : la température de soudure. Le dispositif peut supporter une température maximale de 260°C pendant une durée maximale de 3 secondes, mesurée à 1,6mm (1/16 de pouce) en dessous du plan d'assise du boîtier. Cette information est vitale pour configurer le profil d'un four de soudure par refusion. Un profil standard de refusion sans plomb avec une température de pic autour de 250°C est typiquement compatible. Une exposition prolongée à des températures supérieures à cette limite peut endommager les fils de liaison internes, les puces LED ou le matériau du boîtier plastique.

6. Suggestions d'application

6.1 Scénarios d'application typiques

Cet afficheur à matrice de points 5x7 est idéal pour les applications nécessitant des affichages alphanumériques simples à police fixe. Les utilisations courantes incluent les panneaux de contrôle industriel pour afficher des consignes, des codes d'état ou des messages d'erreur. On peut le trouver dans les équipements de test et de mesure, l'électronique grand public comme les anciens équipements audio ou les appareils électroménagers, et divers panneaux d'instrumentation. Sa couleur ambre jaune est souvent choisie pour sa bonne visibilité et sa luminosité perçue moins fatigante dans les environnements à faible éclairage par rapport au vert pur ou au bleu.

6.2 Considérations de conception

La conception avec cet afficheur nécessite une attention particulière au circuit de pilotage. Puisqu'il s'agit d'une matrice multiplexée, un microcontrôleur ou un circuit intégré pilote d'affichage dédié est nécessaire pour balayer séquentiellement les lignes et les colonnes. Des résistances de limitation de courant sont obligatoires pour chaque ligne de colonne (anode) pour définir le courant direct des LED, typiquement à la valeur moyenne recommandée de 20mA. La courbe de déclassement du courant direct doit être respectée en fonction de la température ambiante maximale prévue à l'intérieur du boîtier du produit. Un dissipateur thermique ou une ventilation peut être nécessaire si l'on fonctionne près de la limite supérieure de température. Le schéma de multiplexage affecte également la luminosité apparente ; un rapport cyclique plus élevé ou un courant de pic peut être utilisé pour compenser le temps d'allumage réduit par LED, mais toujours dans les limites des valeurs maximales absolues.

7. Comparaison et différenciation technique

Le principal facteur de différenciation du LTP-2057AKY est son utilisation de la technologie LED AlInGaP. Comparée aux technologies plus anciennes comme les LED standard au Phosphure de Gallium (GaP) utilisées pour l'ambre/jaune, l'AlInGaP offre une efficacité lumineuse significativement plus élevée. Cela se traduit par une luminosité plus élevée pour le même courant de pilotage ou une consommation d'énergie plus faible pour le même niveau de luminosité. La caractéristique "haute luminosité & haut contraste" est une conséquence directe de cet avantage matériau. Le fond gris avec des points blancs améliore encore le rapport de contraste, rendant les caractères plus nets et mieux définis, en particulier dans des conditions de fort éclairage.

8. Questions fréquentes basées sur les paramètres techniques

Q : Quel est le but du rapport cyclique 1/16 dans la condition de test d'intensité lumineuse ?
R : Le rapport cyclique 1/16 (par exemple, une impulsion) est utilisé car l'afficheur est conçu pour un fonctionnement multiplexé. Dans une matrice 5x7, un schéma de multiplexage courant peut balayer une ligne à la fois. Si les 7 lignes sont balayées de manière égale, chaque ligne (et donc chaque LED) est active pendant environ 1/7 du temps. Le rapport cyclique 1/16 dans le test est une condition standardisée pour mesurer la luminosité de pic d'une seule LED lorsqu'elle est brièvement allumée, ce qui est pertinent pour la luminosité perçue dans un système multiplexé.

Q : Comment interpréter la spécification de Tension Directe ayant deux valeurs de courant différentes ?
R : La Tension Directe (Vf) n'est pas une constante ; elle augmente avec le courant. La fiche technique fournit deux points de données : une valeur typique au courant de fonctionnement standard (20mA) et une autre à un courant impulsionnel plus élevé (80mA) qui pourrait être utilisé dans les systèmes multiplexés pour obtenir une luminosité perçue plus élevée. Les concepteurs doivent s'assurer que leur circuit de pilotage peut fournir la tension nécessaire, en particulier lors de l'utilisation de courants impulsionnels plus élevés.

Q : Pourquoi le déclassement du courant au-dessus de 25°C est-il nécessaire ?
R : Les LED génèrent de la chaleur en interne. La jonction semi-conductrice a une température de fonctionnement maximale. Lorsque la température ambiante augmente, la capacité du boîtier à dissiper cette chaleur interne diminue. Pour empêcher la température de jonction de dépasser sa limite de sécurité, ce qui réduirait drastiquement la durée de vie ou causerait une défaillance immédiate, le courant continu maximal autorisé doit être réduit. Le facteur de déclassement de 0,33 mA/°C fournit la ligne directrice pour cette réduction.

9. Cas pratique de conception et d'utilisation

Considérons la conception d'un simple régulateur de température avec affichage numérique. Un microcontrôleur lirait un capteur de température, exécuterait un algorithme de contrôle et piloterait l'afficheur LTP-2057AKY pour afficher la température actuelle (par ex. " 23 C"). Les ports E/S du microcontrôleur, configurés avec des capacités appropriées de puits et de source de courant, seraient connectés aux lignes et colonnes de l'afficheur via des résistances de limitation de courant. Le firmware implémenterait une routine de balayage : il mettrait une ligne basse (active) tout en plaçant le motif pour cette ligne sur les cinq lignes de colonne, attendrait un court instant, puis passerait à la ligne suivante. Ce cycle se répète rapidement, créant une image visuelle persistante. La couleur ambre assure une visibilité claire sur le panneau de contrôle. Le concepteur doit calculer les valeurs des résistances en fonction de la tension d'alimentation et du courant LED souhaité (par ex. 20mA), en tenant compte de la chute de tension Vf et de la tension de sortie du microcontrôleur.

10. Introduction au principe de fonctionnement

Le principe de fonctionnement est basé sur l'électroluminescence dans une jonction p-n semi-conductrice. Lorsqu'une tension directe dépassant le seuil de la diode est appliquée aux bornes de la puce LED AlInGaP, les électrons et les trous se recombinent dans la région active, 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, l'ambre jaune à 592 nm. Le substrat transparent de GaAs permet à plus de lumière de s'échapper, contribuant à une efficacité externe plus élevée. L'agencement en matrice 5x7 est une méthode pratique pour former des caractères en allumant sélectivement un sous-ensemble des 35 points disponibles.

11. Tendances d'évolution

Bien que les afficheurs à matrice de points 5x7 discrets comme le LTP-2057AKY restent utilisés pour des applications spécifiques, la tendance générale de la technologie d'affichage s'est déplacée vers des modules intégrés. Ceux-ci incluent les LCD (Affichages à Cristaux Liquides) et les OLED (Diodes Électroluminescentes Organiques) qui offrent des graphiques entièrement adressables point par point, une résolution plus élevée et la capacité d'afficher des informations plus complexes. Pour les afficheurs alphanumériques à base de LED, les boîtiers CMS (Composant Monté en Surface) et les modules multi-caractères avec contrôleurs intégrés sont devenus plus courants, simplifiant la conception et l'assemblage. Cependant, les avantages fondamentaux des LED — haute luminosité, longue durée de vie et robustesse — assurent leur pertinence continue, en particulier dans les environnements sévères ou lorsque la visibilité en plein soleil est requise. Le système de matériau AlInGaP lui-même a connu une amélioration continue de son efficacité et a été largement remplacé par des matériaux encore plus efficaces comme l'InGaN pour le bleu/vert/blanc et l'AlInGaP pour le rouge/ambre, mais il représente une étape historique significative dans le développement des LED visibles haute luminosité.