Fiche technique de l'afficheur LED LTD-5721AJS - Hauteur de chiffre 0,56 pouce - Jaune AlInGaP - Tension directe 2,6V - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTD-5721AJS est un module d'afficheur sept segments LED haute performance et basse consommation. Sa fonction principale est de fournir une sortie numérique et alphanumérique limitée, claire et lumineuse, dans les appareils électroniques. La technologie de base repose sur le matériau semi-conducteur Phosphure d'Aluminium, d'Indium et de Gallium (AlInGaP), réputé pour son haut rendement et son excellente pureté de couleur dans le spectre jaune-orange-rouge. Ce dispositif spécifique émet une lumière jaune, caractérisée par sa longueur d'onde dominante. L'afficheur présente un fond gris clair et des segments blancs, ce qui améliore significativement le contraste et la lisibilité sous diverses conditions d'éclairage. Il est catégorisé selon l'intensité lumineuse, garantissant des niveaux de luminosité constants entre les lots de production, ce qui est crucial pour les applications nécessitant une sortie visuelle uniforme.

1.1 Avantages principaux et marché cible

Cet afficheur est conçu pour des applications où l'efficacité énergétique, la fiabilité et la clarté visuelle sont primordiales. Sa faible exigence en courant, les segments fonctionnant avec des courants aussi bas que 1mA, le rend idéal pour les appareils alimentés par batterie ou soucieux de l'énergie, tels que l'instrumentation portable, les multimètres portatifs, l'électronique grand public et les panneaux de contrôle industriel. La haute luminosité et le large angle de vision garantissent que les informations affichées sont facilement lisibles sous différents angles, une caractéristique critique pour les équipements montés sur panneau. La fiabilité à l'état solide de la technologie LED offre une longue durée de vie opérationnelle sans pièces mobiles, le rendant adapté aux environnements difficiles où l'usure mécanique est une préoccupation. Les segments continus et uniformes contribuent à une excellente apparence des caractères, offrant un aspect net et professionnel.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

Cette section fournit une analyse objective et détaillée des spécifications électriques et optiques définies dans la fiche technique. La compréhension de ces paramètres est essentielle pour une conception de circuit et une intégration système correctes.

2.1 Caractéristiques photométriques et optiques

Les principaux paramètres optiques sont mesurés dans des conditions de test standardisées (typiquement à une température ambiante de 25°C). L'Intensité lumineuse moyenne (Iv)varie d'un minimum de 320 µcd à une valeur typique de 700 µcd lorsqu'elle est pilotée par un courant direct (IF) de 1mA par segment. Ce paramètre quantifie la luminosité perçue de la lumière émise. LaLongueur d'onde d'émission de crête (λp)est de 588 nm, indiquant la longueur d'onde à laquelle la distribution spectrale de puissance est maximale. LaLongueur d'onde dominante (λd)est de 587 nm, qui est la longueur d'onde unique perçue par l'œil humain correspondant le mieux à la couleur de la lumière émise. LaDemi-largeur de raie spectrale (Δλ)est de 15 nm, décrivant la largeur de bande de la lumière émise ; une demi-largeur plus étroite indique une couleur plus monochromatique et plus pure. L'intensité lumineuse est mesurée à l'aide d'une combinaison capteur/filtre qui approxime la courbe de réponse photopique de l'œil CIE, garantissant que les mesures correspondent à la perception visuelle humaine.

2.2 Paramètres électriques

Les caractéristiques électriques définissent les limites de fonctionnement et les exigences pour le circuit de pilotage. LaTension directe par segment (VF)est comprise entre 2,05V (min) et 2,6V (max) à un courant de test de 20mA. C'est la chute de tension aux bornes de la LED lorsqu'elle conduit. Les concepteurs doivent s'assurer que le circuit de pilotage peut fournir cette tension. LeCourant inverse par segment (IR)est d'un maximum de 100 µA lorsqu'une tension inverse (VR) de 5V est appliquée, indiquant le niveau de fuite lorsque la LED est polarisée en inverse. Dépasser les valeurs maximales absolues peut causer des dommages permanents. Celles-ci incluent uneDissipation de puissance maximale par segmentde 40 mW, unCourant direct de crêtede 60 mA (en conditions pulsées), et unCourant direct continude 25 mA qui doit être déclassé linéairement au-dessus de 25°C à un taux de 0,33 mA/°C. LaTension inverse maximaleest de 5V.

2.3 Caractéristiques thermiques et environnementales

Le dispositif est spécifié pour unePlage de température de fonctionnementde -35°C à +85°C et unePlage de température de stockageidentique. Cette large plage assure le fonctionnement dans la plupart des environnements commerciaux et industriels. La spécification deTempérature de soudureest critique pour l'assemblage : le dispositif peut supporter 260°C pendant 3 secondes à un point situé à 1/16 de pouce (environ 1,6 mm) en dessous du plan d'assise. Ceci guide le profil de soudure par refusion pour éviter les dommages thermiques aux puces LED ou au boîtier.

3. Explication du système de tri

La fiche technique indique que le dispositif est \"Catégorisé selon l'intensité lumineuse\". Cela implique un processus de tri ou de classement après fabrication. Bien que les détails spécifiques des codes de tri ne soient pas fournis dans cet extrait, la catégorisation typique pour de tels afficheurs implique de regrouper les unités en fonction de l'intensité lumineuse mesurée à un courant de test standard (par exemple, 1mA ou 20mA). Cela garantit qu'au sein d'une même commande de production ou d'un même assemblage, tous les chiffres ont une luminosité correspondante, évitant un éclairage inégal sur un afficheur multi-chiffres. Les concepteurs doivent consulter le fabricant pour connaître la structure et les codes de tri spécifiques afin de spécifier les exigences de cohérence pour leur application.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fait référence aux \"Courbes caractéristiques électriques/optiques typiques\" qui sont essentielles pour comprendre le comportement du dispositif au-delà des spécifications ponctuelles. Bien que les graphiques spécifiques ne soient pas affichés dans le texte fourni, les courbes standard pour de telles LED incluraient typiquement :Intensité lumineuse relative en fonction du courant direct (Courbe I-V): Cela montre comment la luminosité augmente avec le courant, souvent de manière sous-linéaire, mettant en évidence l'efficacité à faible courant.Tension directe en fonction du courant direct: Cette courbe est vitale pour concevoir des circuits limiteurs de courant ou des pilotes à courant constant.Intensité lumineuse relative en fonction de la température ambiante: Cela démontre le déclassement thermique de la sortie lumineuse, ce qui est crucial pour les applications à haute température.Distribution spectrale: Un graphique montrant la puissance relative sur les longueurs d'onde, centré autour de la longueur d'onde de crête de 588 nm.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

Le dispositif est présenté avec un dessin détaillé des dimensions du boîtier (toutes les dimensions en millimètres avec une tolérance standard de ±0,25 mm sauf indication contraire). Ce dessin est critique pour la conception de l'empreinte PCB, assurant un ajustement et un alignement corrects. L'afficheur a une hauteur de chiffre de 0,56 pouce (14,22 mm). Il est fourni dans une configuration standard à deux chiffres avec point décimal à droite. Le boîtier comprend 18 broches pour la connexion électrique.

5.1 Configuration des broches et identification de la polarité

Le tableau de connexion des broches est fourni. Le LTD-5721AJS est un afficheur de typeAnode commune. Cela signifie que les bornes d'anode de tous les segments d'un chiffre sont connectées ensemble en interne. Les chiffres 1 et 2 ont des broches d'anode commune séparées (broche 14 et broche 13, respectivement). Chaque segment (A à G, plus le point décimal) a sa propre broche de cathode individuelle. Pour allumer un segment, sa cathode correspondante doit être connectée à une tension inférieure (masse) tandis que l'anode commune de ce chiffre est maintenue à une tension supérieure (alimentation). Le point décimal droit est inclus. La broche 1 est explicitement marquée comme \"Non connectée\" (N.C.).

6. Recommandations de soudure et d'assemblage

Le respect des spécifications de soudure est obligatoire pour éviter les dommages. Le paramètre clé est la température de soudure maximale admissible de 260°C pendant 3 secondes, mesurée à 1,6 mm en dessous du plan d'assise. Cela se traduit par un profil de refusion sans plomb standard avec une température de crête ne dépassant probablement pas 250-255°C au niveau du corps du composant pour fournir une marge de sécurité. Les précautions standard contre les décharges électrostatiques (ESD) doivent être observées pendant la manipulation. Pour le stockage, la plage spécifiée de -35°C à +85°C dans un environnement sec doit être maintenue.

7. Suggestions d'application

7.1 Scénarios d'application typiques

Cet afficheur est parfaitement adapté à un large éventail d'applications, notamment :Équipements de test et de mesure: Multimètres numériques, oscilloscopes, compteurs de fréquence.Contrôles industriels: Indicateurs de processus, affichages de minuteurs, lectures de panneaux de contrôle.Électronique grand public: Affichages d'équipements audio, commandes d'appareils électroménagers.Dispositifs médicaux: Moniteurs portables, équipements de diagnostic.Marché secondaire automobile: Jauges et instrumentation.

7.2 Considérations de conception

Circuit de pilotage: Utilisez des pilotes à courant constant ou des résistances de limitation de courant appropriées pour chaque cathode de segment. Les calculs doivent tenir compte de la tension directe (VF) et du courant souhaité (IF). Pour un fonctionnement basse consommation, un pilotage à 1-5mA par segment est réalisable selon la fiche technique.Multiplexage: Puisque les deux chiffres ont des anodes communes séparées, ils peuvent être facilement multiplexés. Cela implique d'activer séquentiellement l'anode d'un chiffre à la fois tout en présentant les données de segment pour ce chiffre sur les lignes de cathode. Le multiplexage réduit le nombre de broches de pilotage requises et peut diminuer la consommation totale d'énergie.Angle de vision: Le large angle de vision permet un montage flexible sur panneau.Correspondance de luminosité: Spécifiez un tri par intensité si une luminosité constante entre plusieurs unités est critique pour l'application.

8. Comparaison et différenciation technique

Comparé aux technologies plus anciennes comme les LED rouges GaAsP standard, le LTD-5721AJS basé sur AlInGaP offre un rendement lumineux significativement plus élevé, résultant en une plus grande luminosité à courant égal ou une luminosité équivalente à un courant plus faible. La couleur jaune offre un excellent contraste sur fond sombre et est souvent choisie pour sa haute visibilité. La capacité à faible courant (jusqu'à 1mA) est un différenciateur clé par rapport aux afficheurs nécessitant des courants de pilotage plus élevés, permettant une autonomie de batterie plus longue dans les appareils portables. La catégorisation selon l'intensité lumineuse offre un avantage dans les applications nécessitant une cohérence visuelle par rapport aux afficheurs sans un tel tri.

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

Q : Puis-je piloter cet afficheur avec un microcontrôleur 3,3V ?R : Oui. La tension directe maximale est de 2,6V. Lors de l'utilisation d'une résistance de limitation de courant en série, une alimentation de 3,3V fournit une marge suffisante (3,3V - 2,6V = 0,7V) pour contrôler le courant de manière fiable.

Q : Quel est l'objectif du \"Rapport d'appariement d'intensité lumineuse\" de 2:1 ?R : Ce rapport (Iv-m) indique qu'au sein d'un seul dispositif, l'intensité lumineuse de n'importe quel segment ne sera pas inférieure à la moitié de l'intensité du segment le plus lumineux. Il assure l'uniformité au sein d'un chiffre.

Q : Comment le connecter pour un afficheur à anode commune ?R : Connectez la ou les broches d'anode commune à votre tension d'alimentation positive (via un transistor de pilotage si multiplexage). Connectez chaque broche de cathode de segment à un puits de courant (par exemple, une broche E/S de microcontrôleur avec une capacité de courant suffisante ou un circuit intégré de pilotage) qui la tire à la masse pour allumer le segment.

10. Cas pratique de conception

Considérez la conception d'un simple compteur à deux chiffres alimenté par une source 5V et contrôlé par un microcontrôleur. Les broches E/S du microcontrôleur ne peuvent pas fournir/absorber suffisamment de courant pour les LED. Par conséquent, un circuit intégré de pilotage comme un registre à décalage 74HC595 ou un pilote LED dédié (par exemple, MAX7219) serait utilisé pour absorber le courant pour les cathodes. Deux transistors NPN (par exemple, 2N3904) seraient utilisés pour commuter l'alimentation 5V vers les anodes communes (Chiffres 1 & 2) sous le contrôle du microcontrôleur pour le multiplexage. Des résistances de limitation de courant seraient placées sur les lignes de cathode. La valeur de la résistance (R) est calculée en utilisant la loi d'Ohm : R = (Vcc - VF - Vce_sat) / IF. En supposant Vcc=5V, VF=2,2V (typique), Vce_sat du pilote ~0,2V, et un IF souhaité=5mA : R = (5 - 2,2 - 0,2) / 0,005 = 520 Ohms. Une résistance standard de 510 ou 560 Ohms conviendrait. Le firmware du microcontrôleur alternerait entre l'activation du Chiffre 1 et du Chiffre 2 à une vitesse rapide (par exemple, 100Hz chacun) tout en mettant à jour les données de segment de manière synchrone, créant l'illusion que les deux chiffres sont constamment allumés.

11. Introduction au principe technologique

Les puces LED de cet afficheur sont fabriquées à partir d'AlInGaP (Phosphure d'Aluminium, d'Indium et de Gallium) épitaxié sur un substrat non transparent d'Arséniure de Gallium (GaAs). Lorsqu'une tension directe est appliquée à travers la jonction p-n, des électrons et des trous sont injectés dans la région active où ils se recombinent. Dans l'AlInGaP, cette recombinaison libère de l'énergie principalement sous forme de photons dans le spectre jaune-orange-rouge (environ 587-590 nm pour le jaune). Le substrat non transparent aide à diriger davantage de la lumière générée vers le haut de la puce, améliorant l'efficacité quantique externe par rapport à certaines conceptions plus anciennes. Le format sept segments est créé en plaçant plusieurs de ces puces LED (ou une seule puce avec plusieurs jonctions électriquement isolées) dans le motif de sept barres (segments) et un point décimal. En alimentant sélectivement ces segments, des caractères numériques (0-9) et certaines lettres peuvent être formés.

12. Tendances technologiques

Bien que l'AlInGaP reste une technologie dominante pour les LED rouges, oranges et jaunes à haut rendement, le paysage technologique des afficheurs évolue globalement. Pour les applications sept segments, la tendance continue vers des courants et tensions de fonctionnement encore plus bas pour supporter les dispositifs IoT et portables à très faible consommation. Il y a également une évolution vers une plus grande intégration, avec des afficheurs incorporant le circuit intégré de pilotage et parfois un microcontrôleur dans le même boîtier, simplifiant la conception. En termes de matériaux, bien que l'AlInGaP soit mature, la recherche sur les LED pérovskites et d'autres semi-conducteurs novateurs peut offrir des alternatives futures. Cependant, pour les applications standard d'indicateur et d'affichage numérique nécessitant fiabilité, points de couleur spécifiques et rentabilité, les afficheurs basés sur AlInGaP comme le LTD-5721AJS devraient rester prédominants dans un avenir prévisible.