Fiche technique de l'afficheur LED LTD-5623AJG - Hauteur de chiffre 0,56 pouce - Vert AlInGaP - Tension directe 2,6V - Dissipation 70mW - Documentation technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTD-5623AJG est un module d'afficheur à diodes électroluminescentes (LED) à sept segments et deux chiffres. Sa fonction principale est de fournir une lecture numérique claire et lumineuse pour divers appareils électroniques et instruments. L'application principale concerne les scénarios nécessitant l'affichage de deux chiffres décimaux, tels que les compteurs, les minuteries, les équipements de mesure et les panneaux de contrôle industriel.

Le positionnement clé de ce dispositif réside dans son équilibre entre performance et fiabilité. Il utilise la technologie des puces LED AlInGaP (Phosphure d'Aluminium Indium Gallium), réputée pour produire une émission lumineuse à haut rendement dans les régions spectrales verte et jaune. L'afficheur présente une face avant grise avec des segments éclairés en vert, offrant un contraste élevé pour une excellente lisibilité.

1.1 Avantages clés et marché cible

L'afficheur offre plusieurs avantages distincts qui le rendent adapté aux applications professionnelles et industrielles :

• Haute luminosité et contraste :La technologie AlInGaP et la combinaison avec la face grise délivrent une intensité lumineuse typique allant jusqu'à 900 µcd, assurant la visibilité même dans des environnements bien éclairés.
• Faible consommation d'énergie :Il fonctionne efficacement, ce qui le rend adapté aux appareils alimentés par batterie ou soucieux de l'énergie.
• Large angle de vision :La conception permet de lire les chiffres affichés depuis un large éventail d'angles.
• Fiabilité de l'état solide :En tant que dispositif à base de LED, il offre une longue durée de vie opérationnelle, une résistance aux chocs et des temps de commutation rapides par rapport aux autres technologies d'affichage.
• Intensité lumineuse catégorisée :Les dispositifs sont triés par intensité, permettant un appariement cohérent de la luminosité dans les applications multi-chiffres.
• Boîtier sans plomb :Le composant est conforme aux directives RoHS (Restriction des substances dangereuses).

Le marché cible comprend les fabricants d'équipements de test et de mesure, de systèmes de contrôle de processus, de dispositifs médicaux, d'appareils grand public avec affichage numérique, et tout système embarqué nécessitant une sortie numérique robuste et fiable à deux chiffres.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

Cette section fournit une interprétation détaillée et objective des principaux paramètres électriques et optiques spécifiés dans la fiche technique.

2.1 Valeurs maximales absolues

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

• Dissipation de puissance par segment :70 mW. C'est la puissance maximale qui peut être dissipée en toute sécurité par un seul segment LED (par exemple, le segment 'A') sans provoquer de surchauffe.
• Courant direct de crête par segment :60 mA. C'est le courant pulsé maximal autorisé, généralement spécifié avec un cycle de service de 1/10 et une largeur d'impulsion de 0,1 ms. Il est utilisé pour le multiplexage ou une suralimentation brève pour une luminosité supplémentaire.
• Courant direct continu par segment :25 mA à 25°C. Ce courant se dégrade linéairement jusqu'à 0 mA à 105°C (à un taux de 0,28 mA/°C). C'est le courant continu maximal pour un fonctionnement continu dans des conditions de température normales.
• Tension inverse par segment :5 V. L'application d'une tension inverse supérieure à cette valeur peut entraîner la rupture de la jonction LED.
• Plage de température de fonctionnement et de stockage :-35°C à +105°C. Le dispositif est conçu pour des plages de température industrielles.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Ce sont les paramètres de performance typiques mesurés à Ta=25°C dans des conditions de test spécifiées.

• Intensité lumineuse moyenne (I_V) :Varie de 320 µcd (Min) à 900 µcd (Typ) à un courant direct (I_F) de 1 mA. Ce paramètre est catégorisé.
• Longueur d'onde d'émission de crête (λ_p) :571 nm (Typ). C'est la longueur d'onde à laquelle la puissance optique de sortie est maximale, définissant la couleur verte.
• Tension directe par segment (V_F) :2,05V (Min), 2,6V (Typ) à I_F=20 mA. C'est la chute de tension aux bornes de la LED en fonctionnement. Les concepteurs doivent s'assurer que le circuit d'attaque peut fournir cette tension.
• Courant inverse par segment (I_R) :100 µA (Max) à V_R=5V. C'est le faible courant de fuite lorsque la LED est polarisée en inverse.
• Rapport d'homogénéité d'intensité lumineuse :2:1 (Max). Ceci spécifie le rapport maximal autorisé entre le segment le plus brillant et le plus faible dans la "zone lumineuse similaire", assurant un aspect uniforme.

3. Explication du système de catégorisation

Le document technique indique que l'intensité lumineuse est catégorisée. Bien que les codes de bin spécifiques ne soient pas fournis dans cet extrait, le principe est crucial pour la conception.

• Catégorisation de l'intensité lumineuse :Les LED sont triées (binnées) en fonction de leur flux lumineux mesuré à un courant de test standard (1mA). L'utilisation de LED provenant des mêmes bacs ou de bacs adjacents dans un afficheur multi-chiffres ou multi-segments garantit une luminosité uniforme sur l'ensemble de la lecture, évitant que certains chiffres n'apparaissent plus brillants que d'autres. Les concepteurs doivent spécifier le bac d'intensité requis lors de la commande pour assurer l'uniformité en production.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fait référence à des courbes caractéristiques typiques. Bien que les graphiques ne soient pas reproduits ici, leurs implications sont analysées.

• Courbe I-V (Courant-Tension) :Cette courbe montrerait la relation entre le courant direct (I_F) et la tension directe (V_F). Elle est non linéaire, avec une tension de seuil (environ 1,8-2,0V pour l'AlInGaP) en dessous de laquelle très peu de courant circule. La courbe aide à concevoir le circuit de limitation de courant.
• Intensité lumineuse en fonction du courant direct :Ce graphique montrerait que le flux lumineux augmente avec le courant mais peut devenir sous-linéaire à des courants très élevés en raison de l'échauffement et de la baisse d'efficacité. Le point de fonctionnement typique de 20mA est choisi pour un bon équilibre entre luminosité et efficacité.
• Dépendance à la température :Les courbes caractéristiques sont notées à 25°C sauf indication contraire. En pratique, V_Fa un coefficient de température négatif (il diminue lorsque la température augmente), tandis que l'intensité lumineuse diminue généralement avec l'augmentation de la température de jonction. La dégradation du courant continu est une conséquence directe des besoins de gestion thermique.

5. Informations mécaniques et de boîtier

5.1 Dimensions et tolérances

Le boîtier est de type traversant avec 18 broches. Les notes dimensionnelles clés incluent :

• Hauteur de chiffre :0,56 pouce (14,22 mm).
• Tolérances générales :±0,25 mm sauf indication contraire.
• Tolérance de décalage de l'extrémité des broches :±0,4 mm, important pour l'alignement des trous du PCB.
• Trou de PCB recommandé :Ø1,0 mm.
• Tolérances de qualité :Les spécifications pour les corps étrangers (≤10 mils), la contamination d'encre (≤20 mils), la flexion (≤1/100) et les bulles dans les segments (≤10 mils) sont définies pour garantir la qualité visuelle.

5.2 Connexion des broches et polarité

Le dispositif a une configuration àcathode commune. Chaque chiffre (Chiffre 1 et Chiffre 2) a sa propre broche de cathode commune (broches 14 et 13, respectivement). Les anodes de chaque segment (A-G et DP) sont individuellement accessibles sur des broches séparées pour chaque chiffre. Cette configuration est idéale pour le pilotage multiplexé, où les cathodes sont connectées à la masse séquentiellement tandis que les motifs d'anode appropriés sont appliqués.

6. Recommandations de soudure et d'assemblage

La fiche technique fournit des conditions de soudure spécifiques :

• Soudure manuelle :La pointe du fer doit être placée à 1/16 de pouce (environ 1,6 mm) en dessous du plan d'assise (le point où le corps de l'afficheur rencontre les pattes).
• Température et temps :La soudure doit être réalisée en moins de 3 secondes à une température maximale de 260°C.
• Règle générale :La température de l'unité pendant l'assemblage ne doit pas dépasser la température maximale nominale (105°C pour le fonctionnement, mais la température de transition vitreuse de l'époxy est la limite réelle pendant la soudure).
• Stockage :Stocker dans la plage de température spécifiée de -35°C à +105°C dans un environnement sec pour éviter l'absorption d'humidité.

7. Recommandations d'application

7.1 Circuits d'application typiques

La méthode de pilotage la plus courante est lemultiplexage. Puisque l'afficheur a des cathodes communes séparées pour chaque chiffre, un microcontrôleur peut alterner rapidement entre l'allumage du Chiffre 1 et du Chiffre 2. Lorsque la cathode du Chiffre 1 est mise à la masse, le microcontrôleur envoie le motif de segment pour le premier chiffre sur les broches d'anode. Il bascule ensuite sur la cathode du Chiffre 2 et envoie le motif du deuxième chiffre. Cela se produit plus rapidement que l'œil humain ne peut le percevoir, créant l'illusion que les deux chiffres sont allumés simultanément. Cette méthode réduit considérablement le nombre de broches d'E/S du microcontrôleur nécessaires et la consommation d'énergie.

7.2 Considérations de conception

• Résistances de limitation de courant :Une résistance en série doit être utilisée sur chaque ligne d'anode (ou une résistance commune sur la cathode en cas de multiplexage à courant constant) pour limiter le courant direct à une valeur sûre (par exemple, 20 mA). La valeur de la résistance est calculée comme R = (V_alimentation- V_F) / I_F.
• Fréquence de multiplexage :Une fréquence de rafraîchissement d'au moins 60 Hz par chiffre (fréquence de balayage totale de 120 Hz) est recommandée pour éviter le scintillement visible.
• Courant de crête en multiplexage :Lorsqu'il est multiplexé avec un cycle de service de 1/2 (pour deux chiffres), le courant instantané par segment peut être doublé pour obtenir la même luminosité moyenne qu'en fonctionnement continu. Par exemple, pour obtenir une moyenne de 10 mA, vous pourriez pulser à 20 mA avec un cycle de service de 50%. Cela doit rester dans les limites du courant de crête nominal.
• Angle de vision :Positionnez l'afficheur en tenant compte de son large angle de vision pour maximiser la lisibilité pour l'utilisateur final.

8. Comparaison et différenciation technique

Comparé à d'autres technologies d'afficheurs sept segments :

• vs. LED rouges GaAsP/GaP :Les LED vertes AlInGaP offrent généralement un rendement lumineux plus élevé et une meilleure visibilité dans une plus large gamme de conditions d'éclairage ambiant. La couleur verte est souvent perçue comme plus brillante par l'œil humain.
• vs. LCD :Les LED sont émettrices (produisent leur propre lumière), ce qui les rend clairement visibles dans l'obscurité sans rétroéclairage. Elles ont une plage de température de fonctionnement beaucoup plus large, un temps de réponse plus rapide et sont plus robustes aux chocs physiques.
• vs. Afficheurs plus grands ou plus petits :La hauteur de chiffre de 0,56 pouce est une taille courante, offrant un bon équilibre entre une lisibilité facile à une distance modérée et la conservation de l'espace sur le panneau.

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

Q : Puis-je piloter cet afficheur directement depuis une broche de microcontrôleur 5V ?

R : Non. La tension directe typique est de 2,6V, et une broche de microcontrôleur ne peut pas fournir 20mA à 2,6V tout en étant au niveau logique haut de 5V. Vous devez utiliser un transistor ou un circuit intégré de pilotage du côté cathode et/ou du côté anode. Une résistance de limitation de courant est toujours obligatoire.

Q : Que signifie un "Rapport d'homogénéité d'intensité lumineuse de 2:1" en pratique ?

R : Cela signifie qu'au sein d'une seule unité d'affichage, aucun segment ne doit être plus de deux fois plus brillant qu'un autre segment dans des conditions de pilotage identiques. Cela garantit que les caractères numériques paraissent uniformes et professionnels.

Q : Le courant de crête est de 60mA. Puis-je le faire fonctionner en continu à 40mA pour plus de luminosité ?

R : Absolument pas. Le courant direct continu nominal est de 25 mA à 25°C. Le dépasser provoquera un échauffement excessif, dégradera rapidement la LED et conduira probablement à une défaillance prématurée. Le courant de crête est uniquement pour des impulsions très courtes.

Q : Comment choisir la bonne valeur de résistance de limitation de courant ?

R : Utilisez la formule R = (V_alimentation- V_F) / I_F. Pour une alimentation de 5V, un V_Fde 2,6V, et un I_Fsouhaité de 20mA : R = (5 - 2,6) / 0,02 = 120 Ohms. Utilisez la valeur standard suivante (par exemple, 120Ω ou 150Ω). Calculez toujours la dissipation de puissance dans la résistance : P = I²* R.

10. Cas pratique de conception et d'utilisation

Cas : Conception d'un simple compteur à deux chiffres.

Un concepteur crée un fréquencemètre de paillasse qui doit afficher des valeurs de 00 à 99. Il sélectionne le LTD-5623AJG pour sa clarté et sa facilité d'utilisation. Le système utilise un microcontrôleur avec 18 broches d'E/S disponibles. Le concepteur connecte les 16 broches d'anode (8 segments/chiffre x 2 chiffres) à un port du microcontrôleur via des résistances de limitation de courant de 150Ω. Les deux broches de cathode commune sont connectées à deux transistors NPN (par exemple, 2N3904), dont les bases sont pilotées par deux autres broches du microcontrôleur. Le logiciel implémente une routine de multiplexage dans une interruption de temporisation. Il éteint les deux transistors, définit le port d'anode sur le motif pour le Chiffre 1, allume le transistor pour la cathode du Chiffre 1, attend 5ms, puis répète le processus pour le Chiffre 2. Cela crée un affichage stable et sans scintillement. La face grise garantit que les segments non allumés ne sont pas distrayants, tandis que les segments verts brillants allumés offrent un excellent contraste.

11. Introduction au principe de fonctionnement

Un afficheur LED à sept segments est un assemblage de plusieurs diodes électroluminescentes disposées en forme de huit. Chaque segment (étiqueté de A à G) et le point décimal (DP) est une LED séparée. En allumant sélectivement des combinaisons spécifiques de ces segments, tous les chiffres décimaux (0-9) et certaines lettres peuvent être formés. Dans un afficheur à cathode commune comme le LTD-5623AJG, toutes les cathodes (bornes négatives) des LED pour un chiffre particulier sont connectées ensemble à une seule broche. Pour allumer un segment, une tension positive (via une résistance de limitation de courant) doit être appliquée à sa broche d'anode, tandis que la broche de cathode commune du chiffre correspondant est connectée à la masse (0V). Cela permet un contrôle indépendant de chaque segment au sein d'un chiffre et un multiplexage efficace entre les chiffres.

12. Tendances et contexte technologiques

Bien que les LED CMS (Composants Montés en Surface) et les modules d'affichage intégrés soient de plus en plus courants, les afficheurs sept segments traversants comme le LTD-5623AJG restent pertinents dans des niches spécifiques. Leurs principaux avantages sont la facilité de prototypage, la robustesse dans les environnements à fortes vibrations et une excellente visibilité à distance due à leur plus grande taille. L'utilisation du matériau AlInGaP représente une avancée par rapport à l'ancienne technologie GaAsP/GaP, offrant une efficacité et une pureté de couleur supérieures pour les teintes vertes et jaunes. La tendance vers une efficacité plus élevée et une consommation d'énergie plus faible se poursuit, mais le principe fondamental de pilotage par multiplexage et la logique d'application pour ces afficheurs discrets restent stables et largement compris dans la conception électronique.