Fiche technique de l'afficheur à matrice de points LED LTP-22157M - Hauteur 2,2 pouces (57,22 mm) - Matrice 5x7 - Rouge-orange et Vert - Document technique en français

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTP-22157M est un module d'affichage monochrome à matrice de points à plan unique, conçu pour la présentation de caractères alphanumériques. Sa fonction principale est de fournir une interface de sortie visuelle en allumant un motif spécifique de LED au sein d'une grille de 5 colonnes par 7 lignes. L'appareil intègre deux technologies de puces LED distinctes dans un seul boîtier : des LED rouge-orange et des LED vertes. Cette capacité bicolore, bien qu'elle ne permette pas d'obtenir plusieurs couleurs par point, autorise une sélection de couleur au niveau du module ou des schémas d'indication à deux états simples. L'affichage présente une face avant grise avec des points blancs, ce qui améliore le contraste et la lisibilité sous diverses conditions d'éclairage. Son application principale se trouve dans les équipements industriels, l'instrumentation, les terminaux de point de vente et autres systèmes embarqués nécessitant une lecture de caractères simple et fiable.

L'avantage fondamental de cet afficheur réside dans sa construction à l'état solide, offrant une fiabilité élevée et une longue durée de vie opérationnelle par rapport aux technologies obsolètes comme les afficheurs à filament. Il nécessite une puissance relativement faible et est conçu pour une intégration électrique aisée, étant compatible avec les codes de caractères standards ASCII et EBCDIC. La conception mécanique permet un empilement horizontal, facilitant la création d'afficheurs multi-caractères.

2. Interprétation approfondie des paramètres techniques

2.1 Caractéristiques photométriques et optiques

Les performances optiques sont spécifiées séparément pour les éléments LED verts et rouge-orange. Pour lesLED vertes, l'intensité lumineuse moyenne typique est de 4800 µcd lorsqu'elles sont pilotées avec un courant de crête (Ip) de 80 mA à un cycle de service de 1/16. La longueur d'onde dominante (λd) est typiquement de 569 nm, et la longueur d'onde d'émission de crête (λp) est de 565 nm, la situant dans la région du vert pur du spectre. La demi-largeur de la raie spectrale (Δλ) est de 30 nm, indiquant une bande d'émission modérément étroite.

Pour lesLED rouge-orange, l'intensité lumineuse moyenne typique est également de 4800 µcd dans les mêmes conditions de pilotage (80 mA, cycle de service 1/16). La longueur d'onde dominante est typiquement de 621 nm, et l'émission de crête est à 630 nm, caractérisant sa couleur rouge-orange. La demi-largeur de la raie spectrale est plus large, à 40 nm. Un paramètre clé pour l'uniformité de l'affichage est le Rapport d'Appariement d'Intensité Lumineuse (IV-m), spécifié à un maximum de 2:1. Cela signifie que l'intensité du point le plus faible du réseau ne sera pas inférieure à la moitié de l'intensité du point le plus brillant dans les mêmes conditions de test (IF=10 mA), garantissant une cohérence visuelle acceptable sur l'ensemble du caractère.

2.2 Paramètres électriques

Les caractéristiques électriques définissent les limites de fonctionnement et les performances typiques. LesValeurs maximales absoluessont identiques pour les deux couleurs : la dissipation de puissance moyenne par point est de 36 mW, le courant direct de crête par point est de 100 mA, et le courant direct moyen par point doit être déclassé linéairement de 13 mA à 25°C par 0,17 mA/°C. La tension inverse maximale par segment est de 5 V. Dépasser ces valeurs peut causer des dommages permanents.

LesCaractéristiques électriques typiquesindiquent la tension directe (VF). Pour les LED vertes, VF est typiquement de 2,6 V à 20 mA et de 3,7 V à 80 mA. Pour les LED rouge-orange, VF est typiquement de 2,6 V à 20 mA et de 3,4 V à 80 mA. Le courant inverse (IR) pour tout point est d'un maximum de 100 µA à VR=5 V. Ces valeurs sont cruciales pour concevoir le circuit de limitation de courant et l'alimentation.

3. Caractéristiques thermiques

L'appareil est conçu pour une plage de température de fonctionnement de -35°C à +85°C et une plage de température de stockage identique. La courbe de déclassement du courant direct moyen est une spécification thermique directe ; lorsque la température ambiante dépasse 25°C, le courant continu admissible doit être réduit pour éviter la surchauffe et une dégradation accélérée. La température de soudure est spécifiée à un maximum de 260°C pendant un maximum de 3 secondes, mesurée à 1,6 mm sous le plan d'assise, ce qui est crucial pour les processus d'assemblage sur PCB.

4. Explication du système de classement

La fiche technique indique que l'appareil estclassé selon l'intensité lumineuse. Cela implique que les unités sont triées (classées) en fonction de leur luminosité mesurée. Bien que des codes de classement spécifiques ne soient pas fournis dans ce document, un tel système garantit que les concepteurs peuvent sélectionner des afficheurs avec une luminosité minimale garantie ou une plage de luminosité étroite, ce qui est important pour la cohérence du produit, surtout lorsque plusieurs afficheurs sont utilisés côte à côte. Il n'est pas fait mention d'un classement par tension ou longueur d'onde dans cette fiche technique ; les longueurs d'onde dominantes/de crête sont données comme des valeurs typiques.

5. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fait référence à desCourbes typiques des caractéristiques électriques/optiques. Bien que les courbes spécifiques ne soient pas détaillées dans le texte fourni, de tels graphiques, généralement inclus dans les fiches techniques complètes, illustreraient la relation entre le courant direct (IF) et la tension directe (VF), la relation entre le courant direct et l'intensité lumineuse, et la variation de ces paramètres avec la température ambiante. L'analyse de ces courbes permet aux concepteurs d'optimiser le courant de pilotage pour la luminosité et l'efficacité souhaitées, et de comprendre comment les performances évolueront sur toute la plage de température de fonctionnement.

6. Informations mécaniques et d'emballage

L'affichage a une hauteur de matrice de 2,2 pouces (57,22 mm). Les dimensions du boîtier sont fournies dans un dessin avec toutes les unités en millimètres et des tolérances standard de ±0,25 mm sauf indication contraire. L'appareil présente une configuration à 18 broches. Le brochage est clairement défini : les broches 1-4 et 9-12 sont les rangées d'anodes (1-7). Les broches 5-9 sont les colonnes de cathodes pour les LED vertes (colonnes 1-5). Les broches 13-17 sont les colonnes de cathodes pour les LED rouge-orange (colonnes 5-1, dans l'ordre inverse). La broche 18 n'est pas connectée. Cet arrangement facilite le pilotage multiplexé, où un contrôleur active séquentiellement chaque rangée (anode) tout en fournissant les données de colonne (cathode) pour cette rangée.

7. Directives de soudure et d'assemblage

La directive d'assemblage clé est le profil de température de soudure : le corps du composant ne doit pas être exposé à des températures dépassant 260°C pendant plus de 3 secondes lors du refusion ou de la soudure à la vague. Le point de mesure est à 1,6 mm (1/16 de pouce) sous le plan d'assise, ce qui correspond approximativement à la surface du PCB. Les précautions standard contre les décharges électrostatiques (ESD) doivent être observées lors de la manipulation, car les LED sont sensibles à l'électricité statique. Pour le stockage, la plage recommandée est de -35°C à +85°C dans un environnement à faible humidité.

8. Suggestions d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

Cet afficheur est idéal pour les applications nécessitant des lectures alphanumériques simples et économiques. Exemples : affichages d'état sur les panneaux de contrôle industriel, lectures de base sur les équipements de test et de mesure, messages simples sur les appareils grand public, et indicateurs basés sur des caractères dans des systèmes anciens ou sensibles au coût. La fonctionnalité d'empilement horizontal permet de créer des afficheurs multi-caractères pour des compteurs, des minuteries ou des présentations de données basiques.

8.2 Considérations de conception

Circuit de pilotage :L'affichage nécessite un circuit de pilotage multiplexé externe. Chaque point LED est adressé par sa rangée (anode) et sa colonne (cathode). Le pilote doit fournir un courant de crête suffisant (jusqu'à la valeur nominale de 80 mA pour une luminosité maximale) en impulsions courtes, car le courant moyen est limité par le cycle de service. Des résistances de limitation de courant appropriées ou des pilotes à courant constant sont essentiels pour chaque ligne de cathode afin de régler le courant et de protéger les LED.

Interface microcontrôleur :Le multiplexage peut être géré par un microcontrôleur avec suffisamment de broches d'E/S ou via des circuits intégrés de pilotage d'affichage dédiés (par exemple, MAX7219). La fréquence de rafraîchissement doit être suffisamment élevée (typiquement >60 Hz) pour éviter le scintillement visible.

Sélection de couleur :Le concepteur doit choisir d'utiliser soit les LED vertes, soit les LED rouge-orange en se connectant aux broches de cathode correspondantes. Elles ne peuvent pas être mélangées au niveau de chaque point individuel.

Angle de vision :La fiche technique mentionne un \"large angle de vision\", mais ne spécifie pas de valeur. Pour les applications critiques concernant l'angle de vision, cela doit être vérifié ou testé.

9. Comparaison technique

Comparé aux afficheurs graphiques OLED ou TFT modernes, cette matrice de points est sévèrement limitée en résolution, capacité de couleur et densité d'information. Ses avantages sontune extrême simplicité, une robustesse, une large plage de température de fonctionnement, un faible coût et une luminosité élevée. Comparé à d'autres afficheurs LED à matrice de points de la même époque, son principal différentiel est l'inclusion de deux couleurs LED distinctes dans un seul boîtier, offrant une flexibilité de conception. La hauteur de caractère de 2,2 pouces est relativement grande, la rendant adaptée aux applications où la lisibilité à distance est importante.

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

Q : Puis-je piloter les LED rouges et vertes en même temps pour créer du jaune ?

R : Non. Les LED rouge-orange et vertes sont des puces séparées connectées à des broches de cathode différentes pour chaque colonne. Vous ne pouvez activer qu'un seul jeu de couleurs pour l'ensemble de l'affichage à la fois. Vous ne pouvez pas mélanger les couleurs par point.

Q : Que signifie \"Cycle de service 1/16\" dans la condition de test d'intensité lumineuse ?

R : Cela signifie que la LED est pulsée pendant 1/16e du temps total du cycle. L'intensité lumineuse spécifiée (4800 µcd) est l'intensité moyenne sur l'ensemble du cycle. L'intensité instantanée de crête pendant la durée d'allumage est beaucoup plus élevée. C'est la norme pour les afficheurs multiplexés.

Q : Comment calculer la résistance de limitation de courant requise ?

R : Utilisez la formule : R = (Vcc - VF - Vdrop) / IF. Où Vcc est votre tension d'alimentation, VF est la tension directe de la LED de la fiche technique (utilisez la valeur max pour la sécurité, par ex. 3,7 V pour le vert à 80 mA), Vdrop est toute chute de tension aux bornes du transistor de pilotage, et IF est votre courant direct souhaité (par ex. 20 mA pour une luminosité plus faible). Assurez-vous que la puissance nominale de la résistance est suffisante : P = IF^2 * R.

Q : Le brochage montre que les colonnes de cathode pour le rouge et le vert sont dans l'ordre inverse. Est-ce une erreur ?

R : Non. Ce sont les connexions de broches documentées. Le schéma de circuit interne (référencé dans la fiche technique) montrerait comment les anodes et les cathodes sont interconnectées. Le concepteur doit suivre ce brochage précisément lors de la conception du PCB et de l'écriture du logiciel de pilotage.

11. Cas d'utilisation pratique

Cas : Lecture d'un contrôleur de température industriel.Un système surveille la température d'un four et doit l'afficher sur un panneau visible à plusieurs mètres. Deux afficheurs LTP-22157M sont utilisés, empilés horizontalement. Le microcontrôleur lit un capteur de température, convertit la valeur en caractères ASCII et pilote les afficheurs via une routine de multiplexage. Les LED rouge-orange sont choisies pour leur grande visibilité. Le courant de pilotage est réglé à 60 mA par point avec un cycle de service de 1/8, fournissant des chiffres brillants et nets qui répondent à l'exigence d'intensité. La conception utilise la large plage de température de fonctionnement pour garantir la fiabilité à l'intérieur du boîtier industriel.

12. Introduction au principe

Un afficheur à matrice de points 5x7 est une grille de 35 LED adressables indépendamment. Pour afficher un caractère, un motif spécifique de ces points est allumé. En raison des limitations de broches, les LED ne sont pas câblées individuellement. Au lieu de cela, elles sont disposées dans uneconfiguration matricielle. Toutes les LED d'une même rangée partagent une connexion d'anode commune, et toutes les LED d'une même colonne partagent une connexion de cathode commune (pour une couleur donnée). Pour allumer un point spécifique, sa ligne de rangée correspondante est mise à l'état haut (anode activée), et sa ligne de colonne est mise à l'état bas (cathode activée). Pour afficher un caractère complet, le contrôleur parcourt rapidement chaque rangée (1-7), l'active tout en fournissant les données de motif pour cette rangée sur les cinq lignes de colonne. Cette technique de multiplexage permet de contrôler 35 points avec seulement 12 broches (7 rangées + 5 colonnes).

13. Tendances de développement

Les afficheurs comme le LTP-22157M représentent une technologie mature et ancienne. La tendance dans les afficheurs alphanumériques s'est orientée vers uneintégration et une intelligence plus élevées. Les modules modernes incluent souvent le circuit intégré de pilotage, le contrôleur, et parfois même une bibliothèque de polices dans le boîtier d'affichage, communiquant via des interfaces série simples (I2C, SPI). Cela réduit considérablement la complexité de conception pour l'ingénieur système. De plus, il y a une évolution vers descapacités multicolores et graphiques complètesdans des boîtiers de taille similaire, comme les afficheurs OLED, qui peuvent afficher des graphiques personnalisés, plusieurs lignes de texte et des couleurs variées. Cependant, pour les applications exigeant une luminosité très élevée, une robustesse environnementale extrême, le coût le plus bas possible, ou un simple remplacement dans des conceptions existantes, les afficheurs LED à matrice de points traditionnels comme celui-ci restent une solution viable et fiable.