Fiche technique de l'afficheur LED LTD-6402JS-02 - Hauteur de chiffre 0,56 pouce - Jaune AlInGaP - Tension directe 2,6V - Faible consommation - Documentation technique en français

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTD-6402JS-02 est un module d'afficheur sept segments haute performance et basse consommation, conçu pour les applications nécessitant une lecture numérique claire. Sa fonction principale est de fournir une solution d'affichage hautement lisible, fiable et économe en énergie. L'avantage principal de cet appareil réside dans l'utilisation de la technologie avancée des semi-conducteurs Aluminium Indium Gallium Phosphure (AlInGaP) pour les puces LED, offrant une luminosité et une efficacité supérieures aux technologies plus anciennes comme le Phosphure de Gallium (GaP) standard. L'appareil est classé selon l'intensité lumineuse, garantissant des niveaux de luminosité cohérents entre les lots de production. Son marché cible comprend l'instrumentation industrielle, l'électronique grand public, les équipements de test et de mesure, et tout système embarqué nécessitant un affichage numérique compact, lumineux et à faible consommation.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Caractéristiques optoélectroniques

Les performances optoélectroniques sont définies à une température ambiante standard (Ta) de 25°C. Le paramètre clé, l'Intensité Lumineuse Moyenne (Iv), a une valeur typique de 700 µcd à un courant direct (IF) de seulement 1mA par segment, soulignant son exceptionnelle capacité à faible courant. La Longueur d'Onde d'Émission de Crête (λp) est typiquement de 588 nm, et la Longueur d'Onde Dominante (λd) est de 587 nm, plaçant fermement la lumière émise dans la région jaune du spectre visible. La Demi-Largeur de Raie Spectrale (Δλ) est de 15 nm, indiquant une émission de couleur relativement pure. Un paramètre critique pour l'uniformité multi-chiffres ou multi-segments est le Ratio d'Appariement d'Intensité Lumineuse (IV-m), spécifié à un maximum de 2:1 lorsque les segments sont alimentés à 10mA, assurant une cohérence visuelle acceptable.

2.2 Paramètres électriques

Les caractéristiques électriques définissent les limites et conditions de fonctionnement. Les Valeurs Maximales Absolues spécifient un Courant Direct Continu par segment de 25 mA, avec une déclassement linéaire à partir de 25°C. L'appareil peut supporter un Courant Direct de Crête de 100 mA en conditions pulsées (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0,1ms). La Tension Inverse maximale par segment est de 5V. Dans des conditions de fonctionnement typiques, la Tension Directe par segment (VF) varie de 2,05V à 2,6V à IF=20mA. Le Courant Inverse (IR) est au maximum de 100 µA à VR=5V. La Dissipation de Puissance par segment est de 75 mW.

2.3 Spécifications thermiques et environnementales

L'appareil est conçu pour une Plage de Température de Fonctionnement de -35°C à +105°C, avec une Plage de Température de Stockage identique. Cette large plage le rend adapté aux environnements difficiles. Pour l'assemblage, la température de soudure maximale est de 260°C pour une durée maximale de 3 secondes, mesurée à 1,6mm (1/16 de pouce) en dessous du plan d'assise du composant, ce qui est une recommandation standard pour les procédés de soudure à la vague ou par refusion.

3. Explication du système de classement

La fiche technique indique explicitement que l'appareil est "Classé selon l'intensité lumineuse." Cela indique un processus de classement ou de tri basé sur la luminosité mesurée. Bien que les codes de classement spécifiques ne soient pas fournis dans ce document, cette pratique garantit que les clients reçoivent des afficheurs avec des niveaux de luminosité cohérents. Typiquement, une telle catégorisation implique de tester chaque unité à un courant spécifié (par exemple, 10mA ou 20mA) et de les regrouper en classes selon des plages d'intensité prédéfinies (par exemple, 400-600 µcd, 600-800 µcd). Cela permet aux concepteurs de sélectionner une classe répondant à leurs exigences de luminosité spécifiques et assure une uniformité visuelle dans les afficheurs multi-chiffres.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que les graphiques spécifiques ne soient pas détaillés dans le texte fourni, les courbes de performance typiques pour un tel appareil incluraient plusieurs tracés clés. LaCourbe Courant vs. Tension Directe (I-V)montrerait la relation exponentielle, aidant les concepteurs à comprendre les besoins en tension à différents courants d'alimentation. LaCourbe Intensité Lumineuse vs. Courant Direct (Courbe L-I)est cruciale, montrant comment la luminosité augmente avec le courant, souvent selon une relation quasi-linéaire dans la plage de fonctionnement, avant une éventuelle saturation.Courbes Intensité Lumineuse vs. Température Ambiantedémontreraient le déclassement de la luminosité lorsque la température augmente, ce qui est vital pour les applications à haute température. Enfin, uneCourbe de Distribution Spectralereprésenterait visuellement la longueur d'onde de crête et la largeur spectrale, confirmant le point de couleur jaune.

5. Informations mécaniques et d'emballage

5.1 Dimensions du boîtier

L'appareil présente un boîtier d'afficheur sept segments double chiffre standard. Toutes les dimensions sont fournies en millimètres avec une tolérance générale de ±0,25 mm (0,01"). La dimension clé est la hauteur du chiffre, spécifiée à 0,56 pouce (14,22 mm). Le dessin mécanique détaillé inclurait la longueur, largeur et hauteur totale du boîtier, l'espacement entre les chiffres, les dimensions des segments, et la position et le diamètre des broches de montage.

5.2 Brochage et identification de la polarité

Le LTD-6402JS-02 est un appareil en configurationAnode Commune. Il possède deux broches d'anode commune indépendantes : la broche 12 pour le Chiffre 1 et la broche 9 pour le Chiffre 2. Cela permet un multiplexage séparé de chaque chiffre. Les cathodes de segment (A à G, plus le Point Décimal) sont partagées entre les deux chiffres. Par exemple, la broche 11 est la cathode du segment 'A' pour le Chiffre 1 et le Chiffre 2. Les broches 6 et 8 sont notées "Non Connecté" (NC). Le point décimal droit (D.P.) est inclus et contrôlé via la broche 3. L'identification correcte de l'anode commune est critique pour une conception de circuit appropriée afin de fournir une source de courant à la broche commune et d'absorber le courant via les broches de segment individuelles.

6. Recommandations de soudure et d'assemblage

La recommandation principale fournie est la limite de température de soudure : un maximum de 260°C pendant un maximum de 3 secondes, mesuré à 1,6mm sous le plan d'assise. Il s'agit d'une recommandation standard JEDEC pour les composants traversants afin d'éviter d'endommager la puce LED, les fils de liaison ou le boîtier plastique. Pour l'assemblage, les procédés de soudure à la vague standard ou de soudure sélective sont applicables. Il est recommandé de suivre les directives IPC standard pour le nettoyage afin d'éviter les résidus de flux sur la face gris clair, ce qui pourrait affecter le contraste et l'apparence. Une manipulation appropriée pour éviter les contraintes mécaniques sur les broches est également conseillée.

7. Informations d'emballage et de commande

La référence est LTD-6402JS-02. Le suffixe "JS" désigne souvent des caractéristiques spécifiques comme la couleur et le style de boîtier. Le "02" peut indiquer une révision ou un classement spécifique. L'appareil est probablement fourni dans des tubes ou plateaux antistatiques standard pour l'assemblage automatisé. La référence de la fiche technique est Spec No. : DS30-2000-040. Les concepteurs doivent toujours vérifier l'emballage exact (par exemple, quantité par tube, tubes par boîte) auprès du fournisseur ou du distributeur au moment de la commande.

8. Suggestions d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

Cet afficheur est idéal pour toute application nécessitant un ou deux chiffres lumineux et faciles à lire. Les utilisations courantes incluent : les indicateurs de panneau pour la tension, le courant ou la température ; les horloges et minuteries numériques ; les modules de tableau d'affichage ; les panneaux de contrôle d'appareils électroménagers (par exemple, fours à micro-ondes, machines à laver) ; les affichages d'équipements de test ; et les indicateurs d'état des systèmes de contrôle industriel.

8.2 Considérations de conception

Limitation de courant :En tant qu'appareil à anode commune, les broches d'anode doivent être connectées à une alimentation positive via un système de limitation de courant. Chaque broche de cathode de segment doit être connectée à un puits de courant, typiquement une broche d'E/S de microcontrôleur ou un circuit intégré pilote. Des résistances de limitation de courant externes sontabsolument obligatoirespour chaque segment ou anode commune pour éviter un courant excessif et la destruction des LED. La valeur de la résistance peut être calculée en utilisant R = (Vcc - Vf) / If, où Vf est la tension directe (utiliser max 2,6V pour la fiabilité) et If est le courant direct souhaité (par exemple, 10-20mA pour une pleine luminosité, 1-5mA pour une faible consommation).

Multiplexage :Pour un fonctionnement à deux chiffres, les anodes communes (broches 9 et 12) sont basculées rapidement tandis que les données de segment correspondantes sont appliquées aux broches de cathode partagées. Cela réduit le nombre de broches de pilotage nécessaires de 15 (7 segments + DP par chiffre) à seulement 9 (7 segments + DP + 2 communes). Une fréquence de rafraîchissement supérieure à 60Hz est recommandée pour éviter le scintillement visible.

Angle de vision :La fiche technique mentionne un "Large Angle de Vision", ce qui est typique pour les afficheurs sept segments LED. Cela doit être pris en compte pour le placement mécanique de l'afficheur dans le boîtier du produit final.

9. Comparaison technique

Le principal facteur différenciant du LTD-6402JS-02 est son utilisation deAlInGaP sur un substrat GaAs non transparentpour l'émission jaune. Comparée à l'ancienne technologie GaP:Y (Phosphure de Gallium dopé à l'Azote pour le jaune), les LED AlInGaP offrent une efficacité lumineuse et une luminosité nettement supérieures à courant égal, une meilleure pureté de couleur et des performances supérieures en température. Comparée aux LED rouges standard GaAsP ou GaP, la couleur jaune offre un excellent contraste sur une face gris clair et est souvent considérée comme plus agréable visuellement et moins fatigante dans des conditions de faible éclairage. Sa capacité à faible courant (jusqu'à 1mA par segment avec une luminosité utilisable) lui donne un avantage dans les applications alimentées par batterie ou sensibles à l'énergie par rapport aux afficheurs nécessitant 10-20mA pour une visibilité adéquate.

10. Questions fréquemment posées (FAQ)

Q : Quelle est la différence entre anode commune et cathode commune ?
R : Dans un afficheur à anode commune, toutes les anodes des LED (segments) sont connectées ensemble à une alimentation positive. Vous allumez un segment en connectant sa cathode à la masse (logique basse). Dans un afficheur à cathode commune, toutes les cathodes sont connectées à la masse, et vous allumez un segment en appliquant une tension positive à son anode. Le LTD-6402JS-02 est un appareil à anode commune.

Q : Puis-je piloter cet afficheur directement depuis une broche de microcontrôleur ?
R : Vous pouvez absorber le courant des cathodes de segment en utilisant une broche de microcontrôleur configurée comme sortie basse, à condition de ne pas dépasser le courant d'absorption maximal de la broche (vérifier la fiche technique du MCU). Cependant, vous ne pouvez généralement pas fournir suffisamment de courant depuis une broche MCU pour piloter directement l'anode commune pour le multiplexage. Un transistor (par exemple, un bipolaire PNP ou un MOSFET canal P) est généralement requis pour commuter le courant d'anode commune plus élevé pour chaque chiffre.

Q : Pourquoi y a-t-il un ratio d'appariement d'intensité de 2:1 ?
R : Cela signifie que le segment le moins lumineux d'un afficheur ne sera pas moins de la moitié moins lumineux que le segment le plus lumineux dans les mêmes conditions de test. Ce ratio assure une uniformité visuelle raisonnable. Pour les applications critiques, il est recommandé de sélectionner des afficheurs de la même classe d'intensité.

Q : Que signifie "AlInGaP sur un substrat GaAs non transparent" ?
R : Les couches émettrices de lumière sont constituées de matériau semi-conducteur AlInGaP. Cette couche active est déposée sur une plaquette d'Arséniure de Gallium (GaAs) qui ne transmet pas la lumière. Par conséquent, la lumière n'est émise que depuis la surface supérieure de la puce, ce qui est une construction standard pour les LED haute luminosité, contribuant au haut contraste mentionné dans les caractéristiques.

11. Exemple d'application pratique

Cas de conception : Un affichage voltmètre simple à deux chiffres.
Considérez la conception d'un affichage voltmètre DC 0-99V. Un microcontrôleur avec un convertisseur analogique-numérique (ADC) lit la tension d'entrée. Le logiciel met à l'échelle la valeur ADC en un nombre entre 0 et 99. Pour piloter le LTD-6402JS-02 :
1. Les deux broches d'anode commune sont connectées à deux broches d'E/S séparées du MCU via de petits transistors PNP (par exemple, 2N3906). Les bases sont pilotées via des résistances de limitation de courant.
2. Les huit broches de cathode de segment (A-G et DP) sont connectées à huit broches d'E/S du MCU, chacune avec une résistance de limitation de courant en série (par exemple, 150Ω pour ~20mA avec une alimentation 5V, en considérant Vf~2,6V).
3. Dans le firmware, une interruption de temporisateur est configurée pour le multiplexage. Dans un cycle d'interruption, le MCU :
- Désactive les deux transistors de chiffre.
- Calcule le code 7 segments pour le chiffre des dizaines.
- Émet ce code sur les broches de segment.
- Active le transistor pour l'anode commune du chiffre des dizaines.
- Attend un court délai (par exemple, 5ms).
- Répète le processus pour le chiffre des unités.
Cela crée un affichage à deux chiffres persistant et sans scintillement affichant la tension mesurée.

12. Introduction au principe technologique

Les puces LED de cet afficheur sont basées sur l'Aluminium Indium Gallium Phosphure (AlInGaP), un semi-conducteur composé III-V. Lorsqu'une tension directe est appliquée à travers la jonction p-n de ce matériau, des électrons et des trous sont injectés dans la région active. Leur recombinaison libère de l'énergie sous forme de photons (lumière). La longueur d'onde spécifique (couleur) de la lumière émise est déterminée par l'énergie de la bande interdite du matériau semi-conducteur, qui est ajustée en contrôlant précisément les ratios d'Aluminium, d'Indium, de Gallium et de Phosphore pendant la croissance cristalline. La couleur jaune (~587-588 nm) est obtenue avec une composition spécifique. Le "substrat GaAs non transparent" agit comme un support mécanique mais absorbe toute lumière émise vers le bas, forçant toute la lumière utile à sortir par le haut de la puce, améliorant ainsi la directivité et le contraste de l'afficheur.

13. Tendances technologiques

Bien que les afficheurs sept segments restent un pilier pour la lecture numérique, la tendance générale de la technologie d'affichage évolue vers des solutions plus intégrées et polyvalentes. Les afficheurs OLED et LCD à matrice de points offrent des capacités alphanumériques et graphiques dans des boîtiers de taille similaire. Cependant, pour les applications nécessitant une extrême simplicité, fiabilité, une large plage de température, une haute luminosité et un faible coût par chiffre, les afficheurs sept segments LED comme le LTD-6402JS-02 restent très pertinents. L'évolution au sein de ce segment se concentre sur l'augmentation de l'efficacité (plus de lumière par mA), l'amélioration des angles de vision, la réduction de la taille du boîtier (versions CMS) et l'expansion des options de couleurs. L'utilisation de l'AlInGaP, comme on le voit ici, représente une étape significative en termes d'efficacité par rapport aux technologies plus anciennes et reste une norme pour les LED haute performance rouges, oranges et jaunes.