Fiche technique de l'afficheur à matrice de points LED LTP-18088KD - Hauteur 1,85 pouce - Rouge Hyper (650nm) - Tension directe 2,6V - Puissance dissipée 40mW - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTP-18088KD est un module d'affichage à matrice de points à semi-conducteurs conçu pour les applications nécessitant une présentation claire et lumineuse d'informations alphanumériques ou symboliques. Sa fonction principale est de fournir une interface de sortie visuelle fiable et efficace.

1.1 Avantages clés et marché cible

Ce dispositif est construit autour de plusieurs avantages clés qui définissent son champ d'application. Il présente unefaible consommation d'énergie, le rendant adapté aux appareils alimentés par batterie ou soucieux de l'énergie. L'excellente apparence des caractèreset lahaute luminosité et contrasteassurent la lisibilité dans diverses conditions d'éclairage ambiant, des environnements intérieurs sombres aux environnements plus lumineux. Unlarge angle de visionpermet de voir clairement les informations affichées depuis des positions hors axe, ce qui est crucial pour les affichages d'information publique ou les équipements multi-utilisateurs. Enfin, safiabilité à semi-conducteurs, inhérente à la technologie LED, offre une longue durée de vie opérationnelle et une résistance aux chocs et vibrations par rapport aux afficheurs mécaniques. Ces caractéristiques le rendent idéal pour l'instrumentation industrielle, les équipements de test, les terminaux de point de vente, les panneaux d'information de transport et autres systèmes embarqués nécessitant un affichage robuste et clair.

2. Analyse approfondie des spécifications techniques

Les performances du LTP-18088KD sont caractérisées par un ensemble détaillé de paramètres électriques, optiques et mécaniques.

2.1 Description du dispositif et technologie

L'afficheur a une hauteur de matrice de 1,85 pouce (47,0 mm) et est organisé en une matrice de points 8 x 8. Il utilise despuces LED Rouge Hyper en Phosphure d'Aluminium, d'Indium et de Gallium (AlInGaP). Ces puces sont fabriquées sur unsubstrat non transparent en Arseniure de Gallium (GaAs). Le boîtier présente uneface noire avec des segments blancs, une combinaison qui améliore significativement le rapport de contraste en absorbant la lumière ambiante et en faisant ressortir plus nettement les segments rouges éclairés.

2.2 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents au dispositif peuvent survenir. Le fonctionnement sous ou à ces limites n'est pas garanti.

• Puissance moyenne dissipée par point :40 mW
• Courant direct de crête par point :90 mA
• Courant direct continu par point :15 mA (à 25°C), déclassement linéaire de 0,2 mA/°C au-dessus de 25°C.
• Tension inverse par point :5 V
• Plage de température de fonctionnement :-35°C à +85°C
• Plage de température de stockage :-35°C à +85°C
• Température de soudure :260°C pendant 3 secondes, mesurée à 1/16 de pouce (environ 1,6 mm) sous le plan d'assise.

2.3 Caractéristiques électriques et optiques (à T_A=25°C)

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

• Intensité lumineuse moyenne (I_V) :1650 μcd (Min), 3500 μcd (Typ) à I_P=32mA, cycle de service 1/16.
• Longueur d'onde d'émission de crête (λ_p) :650 nm (Typ) à I_F=20mA.
• Demi-largeur de raie spectrale (Δλ) :20 nm (Typ) à I_F=20mA.
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :639 nm (Typ) à I_F=20mA.
• Tension directe par point (V_F) :2,1V (Min), 2,6V (Typ) à I_F=20mA ; 2,3V (Min), 2,8V (Typ) à I_F=80mA.
• Courant inverse par point (I_R) :100 μA (Max) à V_R=5V.
• Rapport d'appariement d'intensité lumineuse (I_V-m) :2:1 (Max) à I_P=32mA, cycle de service 1/16. Ceci spécifie la variation maximale admissible de luminosité entre les points les plus brillants et les plus faibles de la matrice.

Note : La mesure de l'intensité lumineuse suit la courbe de réponse de l'œil de la CIE (Commission Internationale de l'Éclairage) en utilisant une combinaison appropriée de capteur et de filtre.

3. Explication du système de classement

La fiche technique indique que le dispositif estclassé par intensité lumineuse. Cela signifie que les unités sont testées et triées (classées) en fonction de leur flux lumineux mesuré. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des afficheurs avec des niveaux de luminosité cohérents pour une apparence uniforme dans leur application, ce qui est crucial lorsque plusieurs afficheurs sont utilisés côte à côte. Le rapport d'appariement de 2:1 garantit en outre qu'au sein d'un même afficheur, aucun point n'est plus de deux fois plus brillant qu'un autre, assurant l'uniformité visuelle des caractères ou graphiques formés.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que le PDF fasse référence à des courbes caractéristiques typiques, les données électriques/optiques fournies permettent une analyse. La tension directe montre une augmentation prévisible avec le courant (de 2,6V typ à 20mA à 2,8V typ à 80mA), ce qui est un comportement standard des LED. La longueur d'onde dominante de 639 nm et le pic à 650 nm placent fermement ce dispositif dans le spectre rouge hyper, offrant un impact visuel élevé. La large plage de température de fonctionnement (-35°C à +85°C) suggère des performances stables dans des environnements difficiles, bien que le courant direct doive être déclassé à haute température ambiante conformément aux valeurs maximales absolues.

5. Informations mécaniques et de boîtier

5.1 Dimensions du boîtier et empilabilité

Le dessin mécanique fournit les dimensions critiques pour la conception de l'empreinte PCB et l'intégration dans le boîtier. Une caractéristique clé mise en évidence est que le module estempilable verticalement et horizontalement. Cela implique que la conception mécanique inclut des caractéristiques (comme des bords affleurants ou des points de montage spécifiques) permettant de placer plusieurs afficheurs côte à côte pour créer des affichages multi-caractères ou multi-lignes plus grands sans interstices disgracieux ou problèmes d'alignement.

5.2 Connexion des broches et circuit interne

Le dispositif a une configuration à 24 broches. La table des broches définit clairement la fonction de chaque broche : Anode pour les colonnes et Cathode pour les lignes. Plusieurs broches sont marquées "NO CONNECTION" (N/C). Le schéma de circuit interne, typique d'un afficheur matriciel, montre les 64 LED (8x8) disposées avec leurs anodes connectées en colonnes et leurs cathodes en lignes. Cette architecture matricielle commune minimise le nombre de broches de pilotage requises (16 pour 64 LED) mais nécessite un pilotage multiplexé.

6. Recommandations de soudure et d'assemblage

La principale instruction d'assemblage fournie concerne la soudure :260°C pendant 3 secondes, mesurée à 1/16 de pouce sous le plan d'assise. Il s'agit d'un paramètre de profil de soudure par refusion standard. Les concepteurs doivent s'assurer que leur processus d'assemblage PCB respecte ceci pour éviter les dommages thermiques aux puces LED ou au boîtier plastique. La plage de température de stockage (-35°C à +85°C) doit également être respectée pendant la manipulation et avant l'assemblage.

7. Suggestions d'application

7.1 Scénarios d'application typiques

La combinaison d'une haute luminosité, d'un large angle de vision et d'une construction à semi-conducteurs rend le LTP-18088KD adapté pour :Les panneaux de contrôle industriels(indicateurs d'état, codes d'erreur),Les équipements de test et de mesure(affichages numériques, barres graphiques),Les affichages d'information publique(dans les transports, tableaux de messages simples),L'électronique grand public(affichages d'équipement audio, état des appareils), etLes kits de prototypage et éducatifs.

7.2 Considérations de conception

• Circuit de pilotage :Doit utiliser des pilotes à courant constant ou des résistances de limitation de courant appropriées pour chaque colonne/ligne pour définir le courant direct (par exemple, 20mA pour une luminosité typique).
• Multiplexage :La matrice nécessite un pilotage multiplexé. Le contrôleur doit parcourir les lignes (ou colonnes) suffisamment rapidement pour éviter un scintillement visible (typiquement >100Hz). Le courant de crête par point (90mA) permet des courants pulsés plus élevés pendant le multiplexage pour atteindre la luminosité moyenne souhaitée.
• Calcul de la puissance :Avec 64 points, une puissance moyenne maximale de 40mW par point, et un cycle de service défini par le schéma de multiplexage, la dissipation de puissance totale du module doit être calculée pour assurer une gestion thermique adéquate.
• Protection contre les décharges électrostatiques (ESD) :Comme pour tous les dispositifs à semi-conducteurs, les précautions ESD standard doivent être observées pendant la manipulation et l'assemblage.

8. Comparaison et différenciation techniques

Le principal facteur de différenciation du LTP-18088KD est son utilisation de latechnologie AlInGaP (Rouge Hyper). Comparée aux anciennes LED GaAsP ou aux LED rouges standard GaP, la technologie AlInGaP offre une efficacité lumineuse significativement plus élevée, ce qui se traduit par une plus grande luminosité pour le même courant de pilotage, ou une luminosité similaire à une puissance inférieure. La conception face noire/segments blancs améliore le contraste plus efficacement que les boîtiers traditionnels gris ou beige. Sa conception empilable est un avantage mécanique pratique pour construire des affichages plus grands de manière transparente.

9. Questions fréquemment posées (basées sur les paramètres techniques)

Q : Quelle est la différence entre la Longueur d'onde de crête (650nm) et la Longueur d'onde dominante (639nm) ?

R : La longueur d'onde de crête est le point de puissance maximale dans le spectre émis. La longueur d'onde dominante est le point de couleur perçu, calculé à partir du spectre et des fonctions de correspondance des couleurs CIE. Pour une source monochromatique comme cette LED rouge, elles sont proches mais pas identiques.

Q : Comment atteindre l'intensité lumineuse typique de 3500 μcd ?

R : La condition de test est uncourant de crête (I_P) de 32mA avec un cycle de service de 1/16. Dans une matrice multiplexée à 8 lignes, un cycle de service de 1/8 est plus courant. Pour atteindre une luminosité moyenne similaire, le courant de crête pendant son créneau horaire actif peut nécessiter un ajustement basé sur le cycle de service du pilote et le courant moyen requis par LED.

Q : Puis-je le piloter directement avec une broche de microcontrôleur 5V ?

R : Non. La tension directe est d'environ 2,6V, et une résistance de limitation de courant en série est obligatoire. Connecter directement 5V détruirait la LED en raison d'un courant excessif. De plus, les broches de microcontrôleur ne peuvent généralement pas fournir/absorber le courant cumulatif requis pour une colonne ou une ligne entière dans une configuration multiplexée ; des pilotes externes (transistors ou circuits intégrés de pilotage LED dédiés) sont nécessaires.

10. Exemple de conception et de cas d'utilisation

Scénario : Conception d'un affichage numérique simple à 4 chiffres pour un compteur.

Quatre afficheurs LTP-18088KD seraient placés côte à côte (facilité par la conception empilable). Un microcontrôleur serait utilisé pour gérer l'affichage. Puisque chaque matrice 8x8 peut former des chiffres reconnaissables, le micrologiciel du contrôleur contiendrait une table de caractères. Le microcontrôleur, via des réseaux de transistors externes ou un circuit intégré de pilotage LED dédié, multiplexerait les afficheurs. Il parcourrait les quatre afficheurs (multiplexage temporel) et, au sein de chaque afficheur, parcourrait les 8 lignes (balayage de lignes). Le courant de crête par LED serait défini par le circuit de pilotage pour atteindre la luminosité souhaitée, en tenant compte du cycle de service total de multiplexage (par exemple, 1/32 si on balaie 4 afficheurs * 8 lignes). L'alimentation doit être dimensionnée pour délivrer le courant moyen total pour tous les points éclairés.

11. Introduction au principe de fonctionnement

Le LTP-18088KD fonctionne sur le principe de l'électroluminescence dans une jonction p-n semi-conductrice. Lorsqu'une tension directe dépassant le seuil de la diode est appliquée à une puce LED AlInGaP, les électrons et les trous se recombinent dans la région active, libérant de l'énergie sous forme de photons (lumière). La composition spécifique de l'alliage semi-conducteur AlInGaP détermine l'énergie de la bande interdite, qui définit la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise - dans ce cas, le rouge hyper. Les 64 puces LED individuelles sont disposées en matrice avec des colonnes d'anodes communes et des lignes de cathodes communes. En appliquant sélectivement une tension positive à une colonne spécifique (anode) et en mettant à la masse une ligne spécifique (cathode), seule la LED à l'intersection de cette ligne et de cette colonne s'allume. En séquençant rapidement ce processus (multiplexage), tous les points souhaités peuvent être éclairés pour former une image stable.

12. Tendances technologiques

La technologie d'affichage évolue continuellement. Bien que les matrices de points LED discrètes comme le LTP-18088KD restent pertinentes pour des applications embarquées spécifiques en raison de leur robustesse, simplicité et haute luminosité, plusieurs tendances sont notables. Il y a une évolution vers lesréseaux de LED en composants montés en surface (CMS)pour une densité plus élevée et un assemblage automatisé. Lesmatrices de pilotes LED intégrésavec contrôleurs intégrés (comme des interfaces I2C ou SPI) simplifient la complexité de conception. Pour les applications couleur, lesmatrices de LED RVBdeviennent plus courantes. De plus, dans de nombreuses applications grand public, les petits modules OLED ou TFT LCD remplacent les matrices de points LED monochromes là où des graphiques complets, la couleur et une consommation plus faible dans les scénarios toujours allumés sont requis. Cependant, pour les applications exigeant une luminosité extrême, une longue durée de vie, une large plage de température et de la simplicité, les afficheurs à matrice de points basés sur AlInGaP continuent de tenir une position forte.