Fiche technique de l'afficheur LED LTC-2728JS - Hauteur de chiffre 0,28 pouce - AlInGaP Jaune - Tension directe 2,6V - Dissipation de puissance 40mW - Documentation technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTC-2728JS est un module d'affichage alphanumérique quadruple chiffre à sept segments, conçu pour les applications nécessitant des affichages numériques clairs et lumineux. Sa fonction principale est de représenter visuellement des données numériques via des segments adressables individuellement. Le dispositif est construit en utilisant la technologie semi-conductrice avancée Phosphure d'Aluminium, d'Indium et de Gallium (AlInGaP) pour les éléments émetteurs de lumière, qui sont montés sur un substrat non transparent d'Arséniure de Gallium (GaAs). Cette combinaison produit l'émission jaune caractéristique. L'afficheur présente un cache gris avec des marquages de segments blancs, améliorant le contraste et la lisibilité sous diverses conditions d'éclairage.

Les principaux avantages de cet afficheur incluent son excellente apparence des caractères, obtenue grâce à des segments continus et uniformes, ainsi qu'une luminosité élevée avec un fort contraste. Il fonctionne avec de faibles besoins en énergie, le rendant adapté aux appareils alimentés par batterie ou soucieux de l'énergie. De plus, il offre un large angle de vision et bénéficie de la fiabilité inhérente à l'état solide de la technologie LED, garantissant une longue durée de vie opérationnelle et une résistance aux chocs et vibrations.

Le marché cible de ce composant comprend les panneaux de contrôle industriel, les équipements de test et de mesure, l'électronique grand public (tels que les horloges ou les appareils électroménagers), les tableaux de bord automobiles (pour les affichages auxiliaires), et tout système embarqué nécessitant une solution d'affichage numérique robuste, lisible et efficace.

2. Interprétation approfondie des paramètres techniques

2.1 Caractéristiques photométriques et optiques

Les principaux paramètres optiques définissent les performances visuelles de l'afficheur. L'Intensité lumineuse moyenne (Iv)est spécifiée avec une valeur typique de 600 µcd à un courant direct (IF) de 1mA, avec un minimum de 200 µcd. Ce paramètre mesure la luminosité perçue de la lumière émise par l'œil humain, calibrée à l'aide d'un filtre qui approxime la courbe de réponse photopique CIE. LaLongueur d'onde d'émission de crête (λp)est de 588 nm, et laLongueur d'onde dominante (λd)est de 587 nm, toutes deux mesurées à IF=20mA. Ces valeurs placent l'émission fermement dans la région jaune du spectre visible. LaDemi-largeur de raie spectrale (Δλ)est de 15 nm, indiquant une couleur jaune monochromatique relativement pure. LeRapport d'appariement de l'intensité lumineuseentre les segments est spécifié comme un maximum de 2:1, assurant une luminosité uniforme sur tous les segments d'un chiffre pour une apparence cohérente.

2.2 Paramètres électriques

Les spécifications électriques régissent l'alimentation sûre et efficace des LED. LaTension directe par segment (VF)a une valeur typique de 2,6V à IF=20mA, avec un maximum de 2,6V. C'est la chute de tension aux bornes d'un segment allumé. LeCourant inverse par segment (IR)est un maximum de 10 µA lorsqu'une tension inverse (VR) de 5V est appliquée, indiquant le courant de fuite à l'état éteint. LeCourant direct continu par segmentest nominalement de 25 mA maximum à 25°C, avec un facteur de déclassement de 0,33 mA/°C. Cela signifie que le courant continu maximal autorisé diminue lorsque la température ambiante dépasse 25°C pour éviter la surchauffe. Pour un fonctionnement en impulsions, unCourant direct de crête par segmentde 60 mA est autorisé dans des conditions spécifiques (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0,1ms). LaDissipation de puissance par segmentest limitée à 40 mW.

2.3 Caractéristiques thermiques et limites absolues

Ces valeurs définissent les limites opérationnelles au-delà desquelles des dommages permanents peuvent survenir. LaPlage de température de fonctionnement et de stockageest de -35°C à +85°C. Cette large plage rend l'afficheur adapté aux environnements difficiles. LaTension inverse maximale par segmentest de 5V ; dépasser cette valeur peut endommager la jonction LED. Une spécification de manipulation critique est laTempérature de soudure : le dispositif peut supporter un maximum de 260°C pendant jusqu'à 3 secondes, mesuré à un point situé à 1,6mm (1/16 de pouce) en dessous du plan d'assise du boîtier. Ceci est crucial pour guider les procédés de soudage par refusion.

3. Explication du système de classement (Binning)

Sur la base de la fiche technique fournie, les codes de classement explicites pour la longueur d'onde (ou la température de couleur), le flux lumineux ou la tension directe ne sont pas détaillés. Les spécifications fournissent des valeurs minimales, typiques et maximales pour des paramètres clés comme l'intensité lumineuse (200-600 µcd) et la tension directe (2,05-2,6V). Dans un contexte de production, les fabricants regroupent souvent les LED dans des classes de performance plus serrées au sein de ces plages pour assurer la cohérence au sein d'un même lot ou pour répondre à des exigences client spécifiques. Les concepteurs doivent consulter le fabricant pour connaître les options de classement disponibles si un appariement précis des couleurs ou une uniformité d'intensité au-delà des spécifications min/max publiées est critique pour l'application.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fait référence à des courbes de caractéristiques électriques/optiques typiques. Bien que les graphiques spécifiques ne soient pas reproduits dans le texte, les courbes standard pour de tels dispositifs incluraient typiquement :Courant direct (IF) en fonction de la tension directe (VF) : Cette courbe montre la relation exponentielle, cruciale pour concevoir le circuit de limitation de courant.Intensité lumineuse (Iv) en fonction du courant direct (IF) : Cela montre comment la lumière émise augmente avec le courant, généralement dans une région à peu près linéaire avant que l'efficacité ne chute à des courants très élevés.Intensité lumineuse (Iv) en fonction de la température ambiante (Ta) : Cette courbe démontre le coefficient de température négatif des LED, où la lumière émise diminue lorsque la température de jonction augmente.Distribution spectrale de puissance : Un graphique montrant l'intensité relative de la lumière émise sur les longueurs d'onde, centré autour de 588 nm avec la demi-largeur spécifiée de 15 nm. Comprendre ces relations est essentiel pour optimiser les conditions d'alimentation pour la luminosité, l'efficacité et la longévité.

5. Informations mécaniques et de conditionnement

L'afficheur a une hauteur de chiffre de 0,28 pouce (7,0 mm). Les dimensions du boîtier sont fournies dans un dessin détaillé avec toutes les mesures en millimètres. Les tolérances sont généralement de ±0,25 mm sauf indication contraire. Le dispositif est un boîtier double en ligne (DIP) à 16 broches. Le schéma de circuit interne révèle une configuration à cathode commune multiplexée. Cela signifie que les cathodes des LED pour chaque chiffre sont connectées ensemble (quatre broches de cathode commune : Chiffre 1, 2, 3 et 4), tandis que les anodes pour chaque type de segment (A à G, plus DP) sont connectées à travers tous les chiffres. Cette structure permet le multiplexage, où les chiffres sont allumés un à la fois en succession rapide pour créer la perception que tous les chiffres sont allumés en continu, réduisant significativement le nombre de broches de pilotage requises.

6. Recommandations de soudage et d'assemblage

La recommandation clé fournie est la résistance à la chaleur de soudure : le composant peut supporter une température de crête de 260°C pendant un maximum de 3 secondes, mesurée à 1,6mm sous le corps du boîtier. Il s'agit d'une spécification standard pour le soudage à la vague ou par refusion. Pour les profils de refusion, un profil standard sans plomb avec une température de crête ne dépassant pas 260°C est applicable. Les précautions incluent d'éviter les contraintes mécaniques sur les broches lors de l'insertion, de s'assurer d'un bon alignement avant le soudage et d'empêcher un excès de pontage de soudure entre les broches. Le dispositif doit être stocké dans son sac d'origine barrière à l'humidité jusqu'à son utilisation, dans la plage de température de stockage spécifiée de -35°C à +85°C, et dans un environnement à faible humidité pour éviter l'absorption d'humidité.

7. Informations sur le conditionnement et la commande

La référence est LTC-2728JS. La description associée à cette référence est "AlInGaP Jaune, Cathode Commune Multiplexée, Virgule à Droite." Cela indique le matériau LED, la configuration électrique et la position de la virgule décimale. Les détails spécifiques de conditionnement tels que les quantités en tube, les comptages en plateau ou les spécifications de bobine ne sont pas inclus dans l'extrait fourni. L'étiquette inclurait typiquement la référence, le code de lot et le code de date. Pour la commande, la référence de base LTC-2728JS est utilisée.

8. Recommandations d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

Cet afficheur est idéal pour toute application nécessitant un affichage numérique clair à plusieurs chiffres. Les utilisations courantes incluent : les multimètres numériques pour la tension, le courant ou la fréquence ; les minuteries et horloges ; les compteurs de ligne de production ; les affichages de dispositifs médicaux (par exemple, tensiomètres) ; les affichages d'appareils électroménagers (fours, micro-ondes, lave-linge) ; et les jauges automobiles du marché secondaire.

8.2 Considérations de conception

Circuit de pilotage :En raison de sa conception à cathode commune multiplexée, un circuit intégré de pilotage d'afficheur dédié (comme un MAX7219 ou un microcontrôleur avec un logiciel de multiplexage) est presque toujours requis. Chaque chiffre est allumé en évacuant le courant par sa broche de cathode commune tout en fournissant du courant aux broches d'anode de segment appropriées.Limitation de courant :Des résistances de limitation de courant externes sont obligatoires pour chaque ligne d'anode de segment (ou éventuellement pour chaque cathode commune, selon l'architecture du pilote) pour fixer le courant direct à une valeur sûre, typiquement entre 5 et 20 mA selon la luminosité souhaitée et le budget énergétique. La valeur de la résistance peut être calculée en utilisant R = (Vcc - VF) / IF.Fréquence de rafraîchissement :Lors du multiplexage, la fréquence de rafraîchissement par chiffre doit être suffisamment élevée pour éviter le scintillement visible, typiquement supérieure à 60 Hz par chiffre (donc un taux de cycle total >240 Hz pour 4 chiffres).Angle de vision :Le large angle de vision permet des positions de montage flexibles.Séquence d'alimentation :Assurez-vous que le circuit de pilotage n'applique pas de tension inverse ou un courant excessif pendant la mise sous tension ou hors tension.

9. Comparaison technique

Comparée à d'autres technologies d'afficheurs sept segments, les LED jaunes AlInGaP offrent des avantages distincts. Par rapport aux LED rouges traditionnelles GaAsP ou GaP, l'AlInGaP offre une efficacité lumineuse significativement plus élevée, résultant en une plus grande luminosité pour le même courant d'alimentation. Elle offre également une meilleure stabilité thermique et une durée de vie plus longue. Comparée aux LED bleues ou blanches avec filtres, le jaune AlInGaP est une couleur d'émission directe, évitant les pertes d'efficacité associées à la conversion par phosphore. La hauteur de chiffre de 0,28 pouce est une taille courante, offrant un bon équilibre entre lisibilité et consommation d'espace sur carte, étant plus grande que les afficheurs de 0,2 pouce pour une visualisation plus facile et plus petite que les afficheurs de 0,5 pouce pour la compacité. La conception à cathode commune multiplexée est standard pour les afficheurs multi-chiffres, minimisant le nombre de broches par rapport à une conception non multiplexée (pilotage statique) qui nécessiterait beaucoup plus de lignes d'E/S.

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

Q : Quel est le but de la mention "Virgule à Droite" dans la description ?

A : Cela spécifie la position physique du segment de virgule décimale. "À Droite" signifie que la virgule est située à droite du chiffre. Certains afficheurs proposent des virgules à gauche ou au centre.

Q : Puis-je piloter cet afficheur avec une source de tension constante ?

A : Non. Les LED sont des dispositifs à commande de courant. Une source de tension constante sans résistance de limitation de courant en série permettra probablement à un courant excessif de circuler, détruisant le segment LED. Utilisez toujours un schéma de limitation de courant.

Q : Que signifie "Cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0,1ms" pour le Courant direct de crête ?

A : Cette spécification permet un courant instantané plus élevé (60 mA) uniquement si l'impulsion est très courte (0,1ms) et que la LED est éteinte beaucoup plus longtemps (donnant un cycle de service de 10%). Cela vous permet d'obtenir une brève salve de luminosité plus élevée pour le multiplexage ou des effets stroboscopiques sans surchauffer la puce. Pour un éclairage en régime permanent, vous devez utiliser la spécification du Courant direct continu (25 mA max).

Q : Les broches 4, 9, 10 et 12 sont listées comme "PAS DE BROCHE". Qu'est-ce que cela signifie ?

A : Ce sont des broches physiquement absentes. Le boîtier a un empreinte de 16 broches, mais seulement 12 broches sont réellement présentes et connectées électriquement. C'est une pratique courante pour standardiser la taille du boîtier tout en s'adaptant à différentes configurations de circuit interne.

Q : Comment calculer la consommation électrique totale ?

A : Pour un afficheur multiplexé, la puissance n'est pas simplement la somme de tous les segments. Dans un schéma de multiplexage typique, un seul chiffre est allumé à la fois. Par conséquent, la puissance instantanée est approximativement la puissance pour un chiffre entièrement allumé (par exemple, 8 segments * IF par segment * VF). La puissance moyenne est cette valeur divisée par le nombre de chiffres (pour des temps d'allumage égaux).

11. Cas d'utilisation pratique

Cas : Conception d'un affichage voltmètre 4 chiffres.Un concepteur construit un voltmètre numérique pour afficher 0,00V à 19,99V. Il sélectionne le LTC-2728JS pour sa luminosité et sa lisibilité. Il utilise un microcontrôleur avec un convertisseur analogique-numérique (CAN) pour mesurer la tension. Le micrologiciel du microcontrôleur gère la conversion de la lecture du CAN au format BCD (Décimal Codé Binaire). Quatre broches d'E/S sont configurées comme des sorties à drain ouvert pour piloter les broches de cathode commune (Chiffres 1-4). Sept autres broches d'E/S (plus une pour la virgule) sont configurées comme des sorties push-pull pour piloter les anodes de segment (A-G, DP) via des résistances de limitation de courant individuelles de 100Ω (calculées pour Vcc=5V, VF~2,6V, IF~20mA). Le micrologiciel implémente une interruption de temporisateur qui parcourt les quatre chiffres à une fréquence de 1 kHz (250 Hz par chiffre). Dans la routine d'interruption, il éteint tous les chiffres, envoie le motif de segment pour le chiffre suivant, puis allume la cathode de ce chiffre. Cela crée un affichage stable et sans scintillement montrant la tension mesurée.

12. Introduction au principe

Le principe de fonctionnement est basé sur l'électroluminescence dans une jonction p-n semi-conductrice. La structure cristalline AlInGaP (Phosphure d'Aluminium, d'Indium et de Gallium) est un semi-conducteur à bande interdite directe. Lorsqu'elle est polarisée en direct, les électrons de la région de type n et les trous de la région de type p sont injectés dans la région active où ils se recombinent. L'énergie libérée lors de cette recombination est émise sous forme de photons (lumière). 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). Le substrat GaAs non transparent absorbe toute lumière émise vers le bas, améliorant le contraste en empêchant la réflexion interne qui pourrait causer un aspect "délavé". Le format sept segments est un motif standardisé où sept LED en forme de barre contrôlées indépendamment (segments) peuvent être allumées dans différentes combinaisons pour former les chiffres 0-9 et certaines lettres.

13. Tendances de développement

La tendance pour les afficheurs sept segments et les indicateurs LED discrets similaires continue vers une efficacité plus élevée, une consommation d'énergie plus faible et une fiabilité améliorée. Bien que la technologie AlInGaP fondamentale soit mature, les améliorations de procédé conduisent à une meilleure efficacité quantique interne et à une meilleure extraction de la lumière. Il y a une intégration croissante de l'électronique de pilotage, évoluant vers des afficheurs "intelligents" avec contrôleurs intégrés, interfaces I2C ou SPI, et même des capteurs de lumière ambiante pour l'ajustement automatique de la luminosité, réduisant la charge de conception sur le microcontrôleur système. En termes de facteur de forme, il y a une pression constante pour des boîtiers plus fins et des pas de pixel plus petits pour un affichage d'informations à plus haute densité. Cependant, pour les affichages industriels standard, le boîtier DIP traversant classique, comme celui utilisé par le LTC-2728JS, reste populaire en raison de sa robustesse, de sa facilité de soudage manuel pour le prototypage et de sa fiabilité éprouvée dans des environnements exigeants.