Fiche technique de l'afficheur LED LTD-6730JD - Hauteur de chiffre 0,56 pouce - Couleur rouge hyper - Tension directe 2,6V - Document technique en français

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTD-6730JD est un module d'affichage sept segments double chiffre conçu pour les applications nécessitant une lecture numérique claire. Sa fonction principale est de représenter visuellement deux chiffres (0-9 et certaines lettres) en utilisant des segments LED adressables individuellement. La technologie de base repose sur le matériau semi-conducteur AlInGaP (Phosphure d'Aluminium Indium Gallium), spécifiquement conçu pour émettre dans le spectre rouge hyper. Cet appareil est catégorisé comme un afficheur à anode commune, ce qui signifie que les anodes des LED pour chaque chiffre sont connectées ensemble en interne, simplifiant le circuit de pilotage lors de l'utilisation de pilotes à puits de courant.

L'afficheur présente une hauteur de caractère de 0,56 pouce (14,22 mm), offrant un équilibre entre lisibilité et compacité. Il est présenté avec un fond gris et des marquages de segments blancs, ce qui améliore le contraste et la lisibilité lorsque les segments sont allumés. L'appareil est conçu pour un fonctionnement à faible puissance, le rendant adapté aux applications alimentées par batterie ou soucieuses de l'énergie où un éclairage efficace est crucial.

2. Interprétation approfondie des paramètres techniques

2.1 Caractéristiques photométriques et optiques

Les performances optiques sont définies dans des conditions de test standard à une température ambiante (Ta) de 25°C. Le paramètre clé, l'Intensité Lumineuse Moyenne (Iv), a une valeur typique de 700 µcd lorsqu'elle est pilotée par un courant direct (IF) de 1 mA par segment. La valeur minimale spécifiée est de 320 µcd, et il n'y a pas de limite maximale indiquée, ce qui indique un accent sur la garantie d'un niveau de luminosité minimum. Le rapport d'appariement de l'intensité lumineuse entre les segments est spécifié à un maximum de 2:1, ce qui définit la variation admissible de luminosité entre différents segments pour assurer une apparence uniforme.

Les caractéristiques de couleur sont définies par la longueur d'onde. La Longueur d'Onde d'Émission de Crête (λp) est typiquement de 650 nm, tandis que la Longueur d'Onde Dominante (λd) est typiquement de 639 nm lorsqu'elle est pilotée à IF=20mA. La légère différence entre la longueur d'onde de crête et dominante est courante dans les LED. La Demi-Largeur de Raie Spectrale (Δλ) est de 20 nm, indiquant la pureté spectrale ou l'étalement de la longueur d'onde de la lumière émise autour du pic. Cette combinaison place l'émission fermement dans la région rouge hyper du spectre visible.

2.2 Caractéristiques électriques

Les paramètres électriques définissent les limites et conditions de fonctionnement de l'appareil. La Tension Directe par segment (VF) varie de 2,1V à 2,6V à un courant de test de 1 mA. Ce paramètre est crucial pour concevoir le circuit de limitation de courant. Le Courant Inverse par segment (IR) est spécifié à 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.

Les Valeurs Maximales Absolues établissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents peuvent survenir. Le Courant Direct Continu par segment est évalué à 25 mA à 25°C, avec un facteur de déclassement de 0,33 mA/°C. Cela signifie que le courant continu admissible diminue à mesure que la température ambiante augmente. Pour un fonctionnement pulsé, un Courant Direct de Crête de 90 mA est autorisé dans des conditions spécifiques (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0,1 ms), ce qui peut être utilisé pour le multiplexage ou pour atteindre une luminosité instantanée plus élevée. La Dissipation de Puissance maximale par segment est de 70 mW. La Tension Inverse maximale par segment est de 5V.

2.3 Spécifications thermiques et environnementales

L'appareil est conçu pour une Plage de Température de Fonctionnement de -35°C à +85°C. La Plage de Température de Stockage identique indique la robustesse du composant lorsqu'il n'est pas alimenté. Un paramètre d'assemblage critique est la Température de Soudure : l'appareil peut supporter une température maximale de 260°C pendant un maximum de 3 secondes, mesurée à un point situé à 1,6 mm (1/16 de pouce) en dessous du plan d'assise du boîtier. Il s'agit d'une spécification standard pour les procédés de soudure à la vague ou par refusion.

3. Informations mécaniques et d'emballage

L'appareil est fourni dans un boîtier standard sept segments double chiffre. Les dimensions fournies définissent l'encombrement physique, l'espacement des trous et la hauteur totale, qui sont essentielles pour la conception du PCB (Carte de Circuit Imprimé) et l'intégration mécanique dans un produit final. Le dessin spécifie que toutes les dimensions sont en millimètres, avec des tolérances standard de ±0,25 mm sauf indication contraire. Le boîtier comprend le fond gris avec les marquages de segments blancs et les broches nécessaires pour la connexion électrique.

4. Brochage et circuit interne

L'appareil a une configuration à 18 broches. Le brochage est le suivant : Les broches 1 à 12 et 15 sont les cathodes pour des segments spécifiques (A, B, C, D, E, F, G, H, J, DP) pour le Chiffre 1 et le Chiffre 2. Le mappage des segments (par exemple, quelle broche contrôle le segment 'A' du Chiffre 2) est explicitement défini. Les broches 13 et 14 sont les Anodes Communes pour le Chiffre 2 et le Chiffre 1, respectivement. Les broches 16, 17 et 18 sont listées comme "Non Connectées" (NC). Le schéma de circuit interne montre que chaque chiffre est en configuration à anode commune, où l'anode est partagée entre les sept segments (plus le point décimal) de ce chiffre, et chaque segment a sa propre broche de cathode individuelle. Cette architecture est optimale pour le multiplexage, où les anodes de chaque chiffre sont activées séquentiellement à haute fréquence tandis que les broches de cathode correspondantes sont pilotées pour illuminer les segments souhaités.

5. Analyse des courbes de performance

Bien que les graphiques spécifiques ne soient pas détaillés dans le texte fourni, les courbes typiques pour un tel appareil incluraient plusieurs relations clés. La courbe Courant Direct vs. Tension Directe (I-V) montre la relation exponentielle caractéristique d'une diode ; comprendre cette courbe est vital pour sélectionner la résistance série correcte ou concevoir un pilote à courant constant. La courbe Intensité Lumineuse vs. Courant Direct montre généralement une relation quasi-linéaire à faible courant, saturant à des courants plus élevés. La courbe Intensité Lumineuse vs. Température Ambiante est critique, car la sortie des LED diminue généralement avec l'augmentation de la température de jonction. Pour une LED colorée comme ce type rouge hyper, la courbe de Distribution Spectrale montrerait l'intensité de la lumière émise à différentes longueurs d'onde, centrée autour de 650 nm.

6. Suggestions d'application

6.1 Scénarios d'application typiques

Cet afficheur convient à un large éventail d'applications nécessitant une indication numérique claire et fiable. Les utilisations courantes incluent les panneaux d'instrumentation (par exemple, multimètres, fréquencemètres), les appareils électroménagers (micro-ondes, fours, machines à laver), les affichages de contrôle industriel, les équipements de test et de mesure, et les terminaux de point de vente. Sa faible consommation de courant en fait un candidat pour les appareils portables alimentés par batterie.

6.2 Considérations de conception et circuit de pilotage

La conception avec cet afficheur nécessite un circuit de pilotage capable d'absorber le courant des segments. Puisqu'il s'agit d'un afficheur à anode commune, les anodes (broches 13 et 14) doivent être connectées à une alimentation positive (Vcc) via une résistance de limitation de courant ou, plus couramment, commutées par un transistor ou une broche de sortie d'un circuit intégré de pilotage dédié. Les broches de cathode (1-12, 15) sont connectées aux sorties à puits de courant du pilote (par exemple, une broche GPIO d'un microcontrôleur, un registre à décalage ou un pilote LED dédié).

Pour contrôler les deux chiffres, le multiplexage est l'approche standard. Le circuit alternerait rapidement entre l'activation de l'anode du Chiffre 1 (tout en pilotant les cathodes pour les segments souhaités du Chiffre 1) puis l'activation de l'anode du Chiffre 2 (tout en pilotant les cathodes pour les segments souhaités du Chiffre 2). La persistance rétinienne de l'œil humain fusionne ces flashs rapides en une image stable à deux chiffres. La fréquence de multiplexage doit être suffisamment élevée pour éviter le scintillement visible, typiquement au-dessus de 60 Hz. Lors du multiplexage, le courant instantané par segment peut être supérieur à la valeur nominale en CC (en utilisant le courant de crête comme guide) pour obtenir la même luminosité moyenne, mais les limites thermiques et de cycle de service doivent être respectées.

La limitation de courant est obligatoire. Même avec le multiplexage, une résistance série pour chaque cathode de segment ou l'utilisation d'un pilote à courant constant est nécessaire pour empêcher un courant excessif d'endommager les puces LED. La valeur de la résistance peut être calculée en utilisant la loi d'Ohm : R = (Vcc - VF) / IF, où VF est la tension directe de la LED (utilisez la valeur max de 2,6V pour une conception conservatrice), Vcc est la tension d'alimentation et IF est le courant direct souhaité.

7. Comparaison technique et caractéristiques

Les caractéristiques listées mettent en avant ses avantages concurrentiels : Les Segments Continus et Uniformes assurent une apparence lisse et sans espace du chiffre allumé. La Haute Luminosité et le Haut Contraste, facilités par la technologie AlInGaP et la finition gris/blanc, assurent la lisibilité dans diverses conditions d'éclairage. Le Large Angle de Vue est un avantage de la technologie LED et de la conception du boîtier. La Fiabilité de l'État Solide fait référence à la robustesse inhérente des LED par rapport aux afficheurs mécaniques ou à filament. La Faible Consommation est une caractéristique clé pour la conception électronique moderne. Le fait que l'appareil soit Catégorisé par Intensité Lumineuse signifie que les unités sont triées ou testées pour répondre à des seuils de luminosité spécifiques, assurant une cohérence de production.

8. Questions fréquentes basées sur les paramètres techniques

Q : Quelle est la différence entre "Longueur d'Onde de Crête" et "Longueur d'Onde Dominante" ?

R : La Longueur d'Onde de Crête est la longueur d'onde unique où le spectre d'émission est le plus intense. La Longueur d'Onde Dominante est la longueur d'onde unique de la lumière monochromatique qui correspondrait à la couleur perçue de la lumière de la LED. Elles sont souvent proches mais pas identiques en raison de la forme du spectre d'émission de la LED.

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

R : Non, pas directement. Vous devez utiliser une résistance de limitation de courant en série avec chaque cathode de segment. Connecter une LED directement à une source de tension comme une broche GPIO (configurée comme sortie) tenterait de tirer un courant excessif, risquant d'endommager à la fois la LED et la broche du microcontrôleur.

Q : Pourquoi y a-t-il des broches "Non Connectées" ?

R : Le boîtier à 18 broches est probablement un encombrement standard utilisé pour diverses configurations d'affichage. Pour ce modèle double chiffre spécifique, seules 15 broches sont électriquement actives. Les broches NC assurent une stabilité mécanique et s'alignent avec la prise standard ou la disposition du PCB.

Q : Comment calculer la consommation électrique ?

R : Pour un affichage statique non multiplexé : Puissance = (Nombre de segments allumés) * (Courant direct par segment) * (Tension directe par segment). Pour un affichage multiplexé, le courant moyen par segment est IF * Cycle de Service. La puissance totale est la somme pour tous les segments allumés sur les deux chiffres, en tenant compte de leurs cycles de service respectifs (par exemple, 50% pour chaque chiffre dans un multiplexage à deux chiffres).

9. Guide de soudure et d'assemblage

Le respect du profil de soudure spécifié est critique pour éviter les dommages thermiques aux puces LED internes, aux fils de liaison et au boîtier plastique. La température de soudure maximale de 260°C pendant 3 secondes à 1,6 mm en dessous du plan d'assise est un paramètre clé pour la soudure par refusion. Les profils de refusion standard sans plomb (SAC) ont généralement une température de pic dans cette plage. Pour la soudure manuelle, un fer à souder à température contrôlée doit être utilisé, et le temps de contact avec les broches doit être minimisé. Après soudure, l'appareil doit être laissé refroidir naturellement. Évitez de soumettre la face de l'afficheur à des contraintes mécaniques ou à des solvants de nettoyage susceptibles d'endommager le plastique ou les marquages.

10. Principe de fonctionnement

L'appareil fonctionne sur le principe de l'électroluminescence dans une jonction p-n semi-conductrice. Le système de matériau AlInGaP est utilisé pour créer la jonction. Lorsqu'une tension directe dépassant le seuil de la jonction (environ 2,1-2,6V) est appliquée, 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. Dans les LED AlInGaP, cette recombinaison libère de l'énergie principalement sous forme de photons (lumière) dans la partie rouge à jaune-orange du spectre, selon la composition exacte de l'alliage. Le substrat GaAs non transparent aide à diriger la sortie lumineuse vers le haut à travers le dessus de la puce, améliorant la luminosité du côté de la vue. Chaque segment de l'afficheur contient une ou plusieurs de ces puces LED connectées en parallèle.