Fiche technique de l'afficheur LED LTD-6740KD-06J - Hauteur de chiffre 0,56 pouce - Rouge Hyper AlInGaP - Tension directe 2,6V - Puissance 70mW - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTD-6740KD-06J est un module d'afficheur à sept segments à diodes électroluminescentes (LED) double chiffre. Sa fonction principale est de fournir une lecture numérique claire et lisible dans divers appareils électroniques. La technologie de base utilise le matériau semi-conducteur AlInGaP (Phosphure d'Aluminium, d'Indium et de Gallium) pour produire une émission de lumière Rouge Hyper. Ce système de matériau, déposé sur un substrat GaAs non transparent, est reconnu pour son efficacité et sa luminosité élevées dans la région spectrale du rouge. Le dispositif présente une face avant de couleur grise avec des marquages de segments blancs, offrant un aspect à contraste élevé idéal pour les interfaces utilisateur.

1.1 Caractéristiques et avantages clés

L'afficheur est conçu avec plusieurs caractéristiques centrées sur l'utilisateur et orientées performance :

• Hauteur de chiffre :0,56 pouce (14,22 mm), offrant une excellente visibilité.
• Uniformité des segments :L'émission de lumière continue et uniforme sur chaque segment garantit un aspect des caractères homogène.
• Efficacité énergétique :Faible consommation d'énergie, le rendant adapté aux applications alimentées par batterie ou soucieuses de l'énergie.
• Performances optiques :Luminosité élevée et rapport de contraste élevé améliorent la lisibilité sous diverses conditions d'éclairage ambiant.
• Angle de vision :Large angle de vision permettant de lire l'afficheur depuis des positions hors axe.
• Fiabilité :La construction à l'état solide offre une longue durée de vie opérationnelle et une résistance aux chocs et vibrations.
• Classement (Binning) :Les dispositifs sont catégorisés (classés) selon l'intensité lumineuse, permettant un appariement de luminosité cohérent dans les applications multi-chiffres.
• Conformité environnementale :Le boîtier est sans plomb, conforme aux directives RoHS (Restriction des Substances Dangereuses).

1.2 Applications cibles et marché

Cet afficheur est destiné à être utilisé dans des équipements électroniques ordinaires. Les domaines d'application typiques incluent les équipements de bureauautique (par exemple, calculatrices, horloges de bureau), les dispositifs de communication, les panneaux d'instrumentation, les appareils électroménagers et l'électronique grand public où une indication numérique claire est requise. Il est conçu pour des applications où une haute fiabilité est attendue dans des conditions de fonctionnement standard.

2. Spécifications techniques et interprétation objective

Cette section fournit une analyse objective détaillée des paramètres électriques et optiques du dispositif.

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents au dispositif peuvent survenir. Il n'est pas conseillé de fonctionner à ou au-delà de ces limites.

• Dissipation de puissance par segment :70 mW maximum. Cette limite est cruciale pour la gestion thermique.
• Courant direct de crête par segment :90 mA, mais uniquement dans des conditions pulsées (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0,1 ms). Cette valeur est pour des impulsions de courant élevé brèves, pas pour un fonctionnement continu.
• Courant direct continu par segment :Déclassé linéairement à partir de 25 mA à 25°C à un taux de 0,28 mA/°C. Cela signifie que le courant continu autorisé diminue à mesure que la température ambiante (Ta) augmente pour éviter la surchauffe.
• Tension inverse par segment :5 V maximum. Dépasser cette valeur peut provoquer une rupture de jonction.
• Plage de température de fonctionnement et de stockage :-35°C à +105°C. Le dispositif est conçu pour des plages de température industrielles.
• Température de soudure :260°C pendant 5 secondes, mesurée à 1/16 de pouce (environ 1,6 mm) sous le plan d'assise.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Ce sont les paramètres de fonctionnement typiques mesurés à Ta=25°C, définissant les performances du dispositif dans des conditions normales.

• Intensité lumineuse moyenne (Iv) :320 ucd (min), 700 ucd (typ) à un courant direct (IF) de 1 mA. C'est la mesure clé de la luminosité.
• Longueur d'onde d'émission de crête (λp) :650 nm (typ) à IF=20mA, le plaçant dans la région spectrale du Rouge Hyper.
• Longueur d'onde dominante (λd) :639 nm (typ). C'est la longueur d'onde perçue par l'œil humain.
• Tension directe par puce (VF) :2,1V (min), 2,6V (typ) à IF=20mA. Ce paramètre est essentiel pour concevoir le circuit de limitation de courant.
• Courant inverse par segment (IR) :100 µA (max) à VR=5V. Il s'agit d'une spécification de courant de fuite.
• Rapport d'appariement d'intensité lumineuse :2:1 (max) pour les segments dans la même zone lumineuse. Cela garantit une uniformité visuelle entre les segments.
• Diaphonie (Cross Talk) :≤ 2,50%. Cela spécifie la quantité de fuite de lumière non intentionnelle entre les segments adjacents.

3. Explication du système de classement (Binning)

La fiche technique indique que les dispositifs sont \"catégorisés pour l'intensité lumineuse.\" Cela fait référence à un processus de classement où les LED fabriquées sont triées en fonction de leur flux lumineux mesuré (Iv) à un courant de test standard (1 mA). Les dispositifs tombant dans des plages d'intensité spécifiques sont regroupés dans des classes. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des composants de la même classe pour garantir une luminosité uniforme sur tous les chiffres et segments d'un assemblage, évitant un aspect d'afficheur inégal ou tacheté. Le code de classe spécifique est marqué sur le module sous la forme \"Z\".

4. Analyse des courbes de performance

Bien que l'extrait PDF fourni mentionne \"Courbes typiques des caractéristiques électriques/optiques\", les graphiques spécifiques ne sont pas inclus dans le texte. Typiquement, de telles courbes pour un afficheur LED incluraient :

• Intensité lumineuse relative vs Courant direct (Courbe I-V) :Montre comment la sortie lumineuse augmente avec le courant, généralement selon une relation non linéaire. Elle aide à déterminer le point de fonctionnement pour la luminosité souhaitée.
• Tension directe vs Courant direct :Illustre la caractéristique I-V de la diode, cruciale pour la conception du pilote.
• Intensité lumineuse relative vs Température ambiante :Démontre comment la sortie lumineuse diminue lorsque la température de jonction augmente, soulignant l'importance de la gestion thermique.
• Distribution spectrale :Un tracé de l'intensité relative en fonction de la longueur d'onde, montrant la caractéristique de bande passante étroite des LED AlInGaP centrée autour de 650 nm.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

L'afficheur a un boîtier traversant standard à sept segments double chiffre. Les notes dimensionnelles clés incluent :

• Toutes les dimensions sont en millimètres avec une tolérance générale de ±0,25 mm sauf indication contraire.
• La longueur des broches est spécifiée (sujette aux révisions notées dans le document). Le diamètre de trou de PCB recommandé est de 1,30 mm.
• Des tolérances sont fournies pour le décalage de l'extrémité des broches, les matières étrangères, les bulles dans le segment, la flexion du réflecteur et la contamination de l'encre de surface pour définir la qualité visuelle et mécanique.

5.2 Connexion des broches et schéma de circuit

Le dispositif a une configuration à 18 broches. C'est un type àcathode commune, ce qui signifie que les cathodes (bornes négatives) de toutes les LED pour chaque chiffre sont connectées ensemble en interne. Le schéma de circuit interne montre deux ensembles indépendants de sept segments plus un point décimal, un ensemble pour chaque chiffre. Le tableau des brochages définit clairement la fonction de chaque broche (par exemple, Broche 1 : Anode E pour le Chiffre 1, Broche 14 : Cathode Commune pour le Chiffre 1). Une interprétation correcte de ce tableau est essentielle pour une conception correcte du layout PCB et du circuit pilote multiplexé.

5.3 Polarité et marquage

Le module est marqué avec le Numéro de Pièce (LTD-6740KD-06J), un Code Date au format AASS, le Pays de Fabrication et le Code de Classe (Z). L'orientation correcte pendant l'assemblage est critique et peut être déterminée à partir de l'identifiant de broche 1 sur le dessin du boîtier.

6. Directives de soudure et d'assemblage

6.1 Profil de soudure

La fiche technique fournit des conditions de soudure spécifiques pour éviter les dommages thermiques :

• Soudure automatique :260°C pendant 5 secondes, mesurée à 1,6 mm (1/16 pouce) sous le plan d'assise.
• Soudure manuelle :350°C ±30°C pendant un maximum de 5 secondes.

Respecter ces limites de temps et de température est crucial. Une chaleur excessive ou une exposition prolongée peut endommager le boîtier plastique, les liaisons internes par fil ou le matériau semi-conducteur LED lui-même.

6.2 Stockage et manipulation

Bien que non explicitement détaillées au-delà de la plage de température de stockage (-35°C à +105°C), les précautions standard contre les décharges électrostatiques (ESD) doivent être observées lors de la manipulation de ces dispositifs. Ils doivent être stockés dans un environnement sec et antistatique.

7. Emballage et informations de commande

La spécification d'emballage est hiérarchique :

• Unités par tube :20 afficheurs sont emballés dans un tube.
• Tubes par carton intérieur :30 tubes, soit 600 unités par carton intérieur.
• Tubes par carton extérieur :120 tubes, soit 2400 unités par carton extérieur.

Le numéro de pièce principal pour la commande estLTD-6740KD-06J. Le suffixe \"-06J\" désigne probablement des options spécifiques telles que le placement du point décimal à droite, la couleur (face grise/segments blancs) et éventuellement la classe d'intensité.

8. Suggestions d'application

8.1 Circuits d'application typiques

En tant qu'afficheur à cathode commune, il est généralement piloté en utilisant une technique de multiplexage. Un microcontrôleur ou un circuit intégré pilote dédié active séquentiellement la cathode commune de chaque chiffre (en absorbant le courant) tout en fournissant les données d'anode de segment appropriées (en fournissant le courant) pour ce chiffre. Cette méthode réduit le nombre de broches d'E/S requises par rapport au pilotage statique. Des résistances de limitation de courant externes sont obligatoires pour chaque anode de segment (ou une source de courant régulée) pour fixer le courant direct (IF) à la valeur souhaitée, typiquement entre 5 et 20 mA selon la luminosité requise et le budget de puissance.

8.2 Considérations de conception

• Limitation de courant :Toujours utiliser des résistances en série. Calculer la valeur de la résistance comme R = (Vcc - VF) / IF, où VF est tirée de la fiche technique (par exemple, 2,6V typ).
• Fréquence de multiplexage :Utiliser une fréquence de rafraîchissement suffisamment élevée pour éviter le scintillement visible, typiquement supérieure à 60 Hz par chiffre.
• Courant de crête en multiplexage :Lorsqu'il est multiplexé avec un cycle de service (DC), le courant instantané du segment peut être plus élevé que la moyenne. S'assurer que le courant de crête ne dépasse pas la Valeur Maximale Absolue pour le Courant Direct de Crête (90 mA dans les conditions spécifiées).
• Gestion thermique :S'assurer que le PCB et la conception globale permettent la dissipation de la chaleur, surtout si le fonctionnement est proche des valeurs maximales ou dans des températures ambiantes élevées.

9. Comparaison et différenciation techniques

Les principaux points de différenciation du LTD-6740KD-06J sont son utilisation de la technologieRouge Hyper AlInGaPet ses spécifications mécaniques/optiques spécifiques. Par rapport aux anciennes LED rouges GaAsP ou GaP, l'AlInGaP offre une efficacité lumineuse et une luminosité nettement supérieures. Par rapport à d'autres couleurs ou technologies, la longueur d'onde Rouge Hyper de 650 nm fournit une couleur rouge distincte et saturée. La hauteur de chiffre de 0,56 pouce, la combinaison face grise/segments blancs et la configuration à cathode commune le positionnent pour des exigences spécifiques de lisibilité et de conception d'interface.

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

Q1 : Quelle est la différence entre la Longueur d'onde de Crête (650 nm) et la Longueur d'onde Dominante (639 nm) ?

R1 : La longueur d'onde de crête est le point de puissance de sortie maximale dans le spectre. La longueur d'onde dominante est la longueur d'onde unique qui produirait la même perception de couleur que la sortie de la LED. Pour une source monochromatique comme cette LED rouge, elles sont proches mais pas identiques en raison de la forme de la courbe de sensibilité de l'œil humain.

Q2 : Puis-je piloter cet afficheur avec une alimentation 5V ?

R2 : Oui, mais vous devez utiliser une résistance de limitation de courant. Par exemple, pour obtenir un IF typique de 20 mA avec un VF de 2,6V en utilisant une alimentation 5V : R = (5V - 2,6V) / 0,02A = 120 Ohms. Une résistance standard de 120Ω conviendrait.

Q3 : Que signifie \"Rapport d'appariement d'intensité lumineuse ≤ 2:1\" ?

R3 : Cela signifie que le segment le plus lumineux d'un dispositif ne sera pas plus de deux fois plus lumineux que le segment le moins lumineux dans la même \"zone lumineuse\" définie. Cela garantit l'uniformité visuelle.

Q4 : Pourquoi y a-t-il une courbe de déclassement pour le courant direct continu ?

R4 : Lorsque la température augmente, la capacité de la LED à dissiper la chaleur diminue. Pour empêcher la température de jonction de dépasser les limites de sécurité, le courant continu maximal autorisé doit être réduit. Le facteur de déclassement de 0,28 mA/°C fournit la ligne directrice pour cette réduction.

11. Cas pratique de conception et d'utilisation

Cas : Conception d'une lecture simple de voltmètre numérique

Un concepteur construit un voltmètre DC à 2 chiffres en utilisant un microcontrôleur avec un ADC. Le LTD-6740KD-06J est sélectionné pour sa lisibilité. Le microcontrôleur exécutera une routine de multiplexage. Deux de ses broches d'E/S sont configurées comme des sorties à drain ouvert pour absorber le courant pour les cathodes communes (Chiffres 1 & 2). Huit autres broches d'E/S (7 segments + 1 point décimal) sont configurées pour fournir du courant via des résistances de 150Ω aux anodes de segment. Le logiciel balaie chaque chiffre à une fréquence de 100 Hz, convertit la tension mesurée au format BCD et recherche le motif à 7 segments correspondant dans une table pour l'envoyer aux anodes. La face grise offre un bon contraste dans l'environnement de laboratoire bien éclairé.

12. Principe de fonctionnement

Une LED est une diode semi-conductrice. Lorsqu'une tension directe dépassant son énergie de bande interdite est appliquée à travers la jonction p-n, les électrons et les trous se recombinent dans la région active (la couche AlInGaP dans ce cas). Cette recombinaison libère de l'énergie sous forme de photons (lumière). La longueur d'onde spécifique de la lumière (couleur) est déterminée par l'énergie de bande interdite du matériau semi-conducteur. L'AlInGaP a une bande interdite correspondant à la lumière rouge/orange. Dans un afficheur à sept segments, plusieurs puces LED individuelles sont montées selon le motif des segments et interconnectées électriquement selon le diagramme de brochage.

13. Tendances technologiques

Bien que les afficheurs à sept segments traversants traditionnels comme celui-ci restent pertinents pour de nombreuses applications, la tendance générale dans la technologie des afficheurs va vers les boîtiers CMS (Composants Montés en Surface) pour l'assemblage automatisé, une densité plus élevée et un profil plus bas. Il y a aussi une tendance vers l'intégration, où le circuit de pilotage est combiné avec le module d'afficheur. De plus, pour les lectures numériques, les afficheurs à matrice de points ou alphanumériques entièrement intégrés offrent une plus grande flexibilité. Cependant, la simplicité, la robustesse, la luminosité élevée et l'excellente lisibilité des LED à sept segments discrètes assurent leur utilisation continue dans l'instrumentation, les contrôles industriels et les applications où un affichage numérique classique et hautement lisible est préféré.