Fiche technique de l'afficheur LED LTS-10304JD - Hauteur de chiffre 1,0 pouce - Hyper Rouge 650nm - Courant direct 24mA - Document technique en français

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTS-10304JD est un afficheur numérique sept segments à un chiffre conçu pour les applications nécessitant des affichages numériques clairs avec une faible consommation d'énergie. Sa fonction principale est de fournir un indicateur numérique hautement visible et fiable. L'avantage fondamental de ce dispositif réside dans l'utilisation de puces LED HYPER ROUGE en AlInGaP (Phosphure d'Aluminium Indium Gallium), qui offrent une luminosité et une efficacité élevées. Cette technologie, cultivée sur un substrat d'arséniure de gallium (GaAs), est réputée pour ses performances supérieures dans le spectre rouge. L'afficheur présente un fond noir avec des segments blancs, créant un contraste élevé qui améliore la lisibilité. Il est catégorisé selon l'intensité lumineuse et est proposé dans un boîtier sans plomb conforme aux directives RoHS, le rendant adapté aux conceptions électroniques modernes soucieuses de l'environnement.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Caractéristiques photométriques et optiques

Les performances optiques sont au cœur du fonctionnement de cet afficheur. À un courant de test standard de 1mA par segment, l'intensité lumineuse moyenne (Iv) varie d'un minimum de 410 µcd à une valeur typique de 2200 µcd. Cette luminosité élevée est atteignable avec des courants d'attaque très faibles, une caractéristique clé. La longueur d'onde dominante (λd) est typiquement de 639 nm, avec une longueur d'onde d'émission de crête (λp) de 650 nm, ce qui le place fermement dans la région hyper-rouge du spectre visible. La demi-largeur de la raie spectrale (Δλ) est de 20 nm, indiquant une émission de couleur relativement pure. L'appariement de l'intensité lumineuse entre les segments est spécifié avec un rapport maximum de 2:1, garantissant une apparence uniforme sur le chiffre lorsqu'il est piloté dans des conditions identiques.

2.2 Caractéristiques électriques et thermiques

Les paramètres électriques définissent les limites et conditions de fonctionnement. Le courant direct continu absolu maximum par segment est de 24 mA à 25°C, avec un facteur de déclassement de 0,28 mA/°C lorsque la température augmente. Un courant direct de crête de 90 mA est autorisé en conditions pulsées (rapport cyclique 1/10, largeur d'impulsion 0,1ms). La tension directe (Vf) par segment varie typiquement de 4,2V à un maximum de 5,2V pour un courant d'attaque de 20mA. La tension inverse maximale est de 10V. La dissipation de puissance par segment est de 134 mW. Le dispositif est conçu pour une plage de température de fonctionnement et de stockage de -35°C à +105°C, indiquant une robustesse pour divers environnements. Le soudage doit être effectué à une température maximale de 260°C pendant 3 secondes maximum, à une distance de 1,6mm sous le plan d'assise.

3. Informations mécaniques et d'emballage

3.1 Dimensions physiques et dessin

Le dispositif a une hauteur de chiffre de 1,0 pouce (25,4 mm). Les dimensions du boîtier sont fournies dans la fiche technique, toutes les mesures étant en millimètres. Les tolérances standard sont de ±0,25 mm sauf indication contraire. Une note spécifique indique une tolérance de décalage de la pointe des broches de +0,4 mm, ce qui est important pour la conception du circuit imprimé et la planification de l'assemblage. Le dessin montre généralement la longueur, la largeur et la hauteur totales du boîtier, les dimensions des segments du chiffre, ainsi que l'espacement précis et le diamètre des 14 broches.

3.2 Configuration des broches et identification de la polarité

Le LTS-10304JD est un afficheur à cathode commune. Il comporte 14 broches, dont toutes ne sont pas actives. Le brochage est le suivant : Broche 1 (Anode E), Broche 2 (Anode D), Broche 3 (Pas de broche), Broche 4 (Cathode Commune), Broche 5 (Anode C), Broche 6 (Anode D.P. - Point Décimal), Broche 7 (Pas de broche), Broche 8 (Anode B), Broche 9 (Anode A), Broche 10 (Pas de broche), Broche 11 (Cathode Commune), Broche 12 (Anode F), Broche 13 (Pas de broche), Broche 14 (Anode G). La présence de deux broches de cathode commune (4 et 11) permet une conception de circuit flexible. Le point décimal est situé sur le côté droit du chiffre.

3.3 Schéma de circuit interne

Le schéma de circuit interne montre la connexion électrique des sept segments (A à G) et du point décimal (DP). Toutes les anodes des segments sont isolées les unes des autres, tandis que leurs cathodes sont connectées ensemble aux broches de cathode commune. Cette configuration est standard pour un afficheur à cathode commune multiplexable, où les segments individuels sont allumés en appliquant une tension positive à leurs broches d'anode respectives tout en évacuant le courant par la cathode commune.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fait référence aux courbes typiques des caractéristiques électriques et optiques. Bien que les graphiques spécifiques ne soient pas détaillés dans le texte fourni, les courbes standard pour un tel dispositif incluraient typiquement :Intensité Lumineuse Relative en fonction du Courant Direct (Courbe I-V) : Ce graphique montrerait comment la sortie lumineuse augmente avec le courant d'attaque, démontrant la haute efficacité à faibles courants (par exemple, 1mA).Tension Directe en fonction du Courant Direct : Illustrant la caractéristique IV de la diode, importante pour concevoir le circuit de limitation de courant.Intensité Lumineuse Relative en fonction de la Température Ambiante : Montrant comment la sortie lumineuse diminue lorsque la température de jonction augmente, ce qui est crucial pour comprendre les besoins en gestion thermique.Distribution Spectrale : Un tracé de l'intensité relative en fonction de la longueur d'onde, centré autour de 650 nm avec la demi-largeur spécifiée de 20 nm.

5. Directives de soudage et d'assemblage

L'assemblage doit respecter les limites thermiques spécifiées pour éviter les dommages. La température de soudure maximale autorisée est de 260°C, et le composant ne doit pas être soumis à cette température pendant plus de 3 secondes. Cette mesure est prise à 1,6mm (1/16 de pouce) sous le plan d'assise du boîtier. Ces paramètres sont compatibles avec les profils standard de soudage par refusion sans plomb. Il est crucial de s'assurer que la conception des pastilles du circuit imprimé correspond à l'empreinte recommandée pour obtenir des soudures fiables sans causer de contrainte mécanique sur les broches du boîtier LED.

6. Suggestions d'application et considérations de conception

6.1 Scénarios d'application typiques

Cet afficheur est idéal pour les dispositifs électroniques à piles ou basse consommation nécessitant une indication numérique claire. Les applications courantes incluent l'instrumentation portable, l'électronique grand public (horloges, minuteries, balances), les panneaux de contrôle industriels, les dispositifs médicaux et les affichages de tableau de bord automobile (pour les fonctions secondaires). Son fonctionnement à faible courant prolonge considérablement l'autonomie de la batterie.

6.2 Conception de circuit et méthodes de pilotage

Pour exploiter la capacité basse consommation, les concepteurs peuvent utiliser de simples résistances de limitation de courant ou des pilotes à courant constant. Pour multiplexer plusieurs chiffres (bien qu'il s'agisse d'une unité à un chiffre, le principe s'applique aux systèmes multi-chiffres utilisant des afficheurs similaires), une configuration à cathode commune est facilement pilotée en évacuant le courant par un transistor ou un circuit intégré pilote dédié du côté cathode tout en activant séquentiellement les anodes des segments. La tension directe typique de 4,2-5,2V à 20mA signifie que l'afficheur nécessite souvent une tension d'alimentation supérieure à 5V pour un pilotage direct avec des résistances ; un convertisseur élévateur ou un pilote LED dédié peut être nécessaire dans les systèmes 3,3V ou 5V pour atteindre la luminosité maximale. Au courant bas recommandé de 1mA par segment, la chute de tension sera plus faible, permettant potentiellement un fonctionnement à partir d'une alimentation 5V.

6.3 Notes de conception thermique et optique

Bien que le dispositif ait une large plage de température de fonctionnement, maintenir une température de jonction plus basse préservera la sortie lumineuse et la fiabilité à long terme. Un espacement adéquat sur le circuit imprimé et, si nécessaire, des vias thermiques peuvent aider. Le rapport de contraste élevé (fond noir, segments blancs) est optimisé pour une visualisation directe. Pour une meilleure lisibilité en lumière ambiante vive, assurez-vous que l'afficheur n'est pas ébloui par des sources lumineuses externes ; un cadre encastré ou un filtre peut être bénéfique.

7. Comparaison et différenciation techniques

La différenciation principale du LTS-10304JD réside dans satechnologie AlInGaP Hyper Rougecombinée à unfonctionnement bas courant. Comparé aux anciennes LED GaAsP ou rouges standard GaP, l'AlInGaP offre une efficacité lumineuse nettement supérieure, résultant en une sortie plus lumineuse à courant égal ou une luminosité équivalente à un courant beaucoup plus faible. Comparé à d'autres afficheurs bas courant, sa spécification pour un fonctionnement jusqu'à 1mA par segment avec une intensité appariée est un avantage clé pour les conceptions ultra-basse consommation. La construction sans plomb, conforme RoHS, l'aligne avec les normes de fabrication modernes, contrairement à certains composants obsolètes.

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

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

R : Pas directement pour une luminosité maximale. À 20mA, la tension directe (4,2-5,2V) est très proche ou dépasse 5V, laissant peu de chute de tension pour une résistance de limitation de courant. Vous auriez besoin d'un circuit pilote. Cependant, à 1mA, la tension directe est plus faible, le rendant plus réalisable, bien qu'un circuit intégré pilote soit toujours recommandé pour le contrôle et le multiplexage.

Q : Quel est le but des deux broches de cathode commune ?

R : Elles sont connectées en interne. Fournir deux broches aide à distribuer le courant, réduit la densité de courant dans une seule broche/piste de circuit imprimé et offre une flexibilité de routage. Vous pouvez utiliser une ou les deux, mais connecter les deux est généralement une bonne pratique.

Q : Comment l'intensité lumineuse est-elle \"catégorisée\" ?

R : La fiche technique indique que les pièces sont catégorisées (triées) selon l'intensité lumineuse. Cela signifie qu'en fabrication, les unités sont testées et triées en différents groupes d'intensité. La fiche technique fournit la plage min/typ (410-2200 µcd @1mA). Pour un appariement précis dans des applications critiques, consultez le fabricant pour les codes de tri spécifiques.

Q : Que signifie \"les segments sont appariés\" ?

R : Cela signifie que les caractéristiques électriques et optiques (comme la tension directe et l'intensité lumineuse) sont étroitement appariées d'un segment à l'autre au sein du même dispositif. Cela garantit une luminosité uniforme lorsque tous les segments sont pilotés avec le même courant, ce qui n'est pas toujours garanti dans les afficheurs de qualité inférieure.

9. Cas pratique de conception et d'utilisation

Imaginez la conception d'un enregistreur de données environnementales basse consommation affichant la température sur un affichage à 4 chiffres. En utilisant quatre afficheurs LTS-10304JD, un concepteur créerait un circuit de multiplexage. Un microcontrôleur basse consommation activerait séquentiellement la cathode commune de chaque chiffre via un petit transistor NPN tout en envoyant le motif de segments pour ce chiffre sur un ensemble de broches d'E/S (éventuellement via un registre à décalage ou un expanseur de port pour économiser les broches). En réglant le courant d'attaque des segments à 2-3mA (bien en dessous du maximum), une excellente lisibilité est obtenue tout en minimisant la consommation totale du système. Le rapport de contraste élevé garantit que l'affichage est lisible à l'intérieur et dans des conditions extérieures ombragées. La large plage de température de l'afficheur correspond aux spécifications opérationnelles de l'enregistreur.

10. Introduction au principe de fonctionnement

Un afficheur LED sept segments est un assemblage de plusieurs diodes électroluminescentes disposées en forme de huit. Chacune des sept barres (segments A-G) et le point décimal (DP) sont une LED individuelle. Dans une configuration à cathode commune comme le LTS-10304JD, les cathodes de toutes ces LED internes sont connectées ensemble à une ou plusieurs broches communes. Pour allumer un segment spécifique, une tension positive doit être appliquée à sa broche d'anode dédiée tandis que la cathode commune est connectée à la masse (ou à une tension inférieure), complétant le circuit et permettant au courant de circuler. En contrôlant quelle combinaison de segments est allumée, les chiffres 0-9 et certaines lettres peuvent être formés. Le système de matériau AlInGaP émet de la lumière lorsque les électrons et les trous se recombinent dans la région active sous polarisation directe, la composition spécifique de l'alliage déterminant la longueur d'onde de la couleur rouge.

11. Tendances et contexte technologiques

Le développement de la technologie LED AlInGaP dans les années 1990 a été une percée majeure pour les LED rouges, oranges et jaunes haute luminosité. Elle a largement remplacé les technologies GaAsP et GaP moins efficaces dans les applications nécessitant une grande visibilité. La tendance pour les composants d'affichage continue vers une efficacité plus élevée (plus de lumière par watt), des tensions de fonctionnement plus basses et l'intégration. Bien que les afficheurs sept segments discrets restent essentiels pour de nombreuses applications, il existe une tendance parallèle vers les afficheurs matriciels intégrés et les OLED pour des graphiques plus complexes. Cependant, pour les affichages numériques simples, haute fiabilité, basse consommation et haute luminosité, les afficheurs sept segments basés sur l'AlInGaP comme le LTS-10304JD continuent d'être une solution préférée et rentable, en particulier dans les contextes industriels et automobiles où la robustesse et la longue durée de vie sont primordiales.