Fiche technique de l'afficheur LED LTC-4627JR - Hauteur de chiffre 0,4 pouce - Super rouge - Tension directe 2,6V - Dissipation de puissance 70mW - Document technique en français

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTC-4627JR est un module d'afficheur LED alphanumérique sept segments à quatre chiffres. Sa fonction principale est de fournir une lecture numérique et de caractères limités claire et lumineuse dans divers appareils électroniques. La technologie de base utilise le matériau semi-conducteur AlInGaP (Phosphure d'Aluminium Indium Gallium) pour produire une émission de lumière super rouge. Ce système de matériau, déposé sur un substrat GaAs non transparent, est connu pour son efficacité élevée et sa pureté de couleur excellente dans le spectre rouge. Le dispositif présente un fond gris avec des marquages de segments blancs, améliorant le contraste et la lisibilité sous diverses conditions d'éclairage. Il est conçu comme un type à anode commune multiplexée, une configuration standard pour les afficheurs multi-chiffres afin de minimiser le nombre de broches de pilotage requises.

1.1 Caractéristiques et avantages clés

• Compact et lisible :Caractérisé par une hauteur de chiffre de 0,4 pouce (10,0 mm), offrant un bon équilibre entre taille et visibilité.
• Performance optique supérieure :Offre une luminosité et un contraste élevés, assurant une apparence claire des caractères. Les segments continus et uniformes procurent un aspect homogène.
• Économe en énergie :A une faible exigence en puissance, le rendant adapté aux applications alimentées par batterie ou soucieuses de l'énergie.
• Angle de vision excellent :Offre un large angle de vision, permettant la lecture de l'afficheur depuis diverses positions.
• Fiabilité élevée :Bénéficie de la fiabilité des composants à semi-conducteurs sans pièces mobiles ou filaments susceptibles de s'user.
• Assurance qualité :Les dispositifs sont catégorisés selon l'intensité lumineuse, garantissant des niveaux de luminosité cohérents dans des classes spécifiées.
• Conformité environnementale :Le boîtier est sans plomb, fabriqué conformément aux directives RoHS (Restriction des substances dangereuses).

1.2 Identification du dispositif

La référence LTC-4627JR désigne spécifiquement un afficheur super rouge à anode commune multiplexée avec un point décimal à droite. Cette convention de dénomination aide à identifier précisément la configuration électrique et les caractéristiques optiques du dispositif.

2. Analyse approfondie des spécifications techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents au dispositif peuvent survenir. Le fonctionnement doit toujours être maintenu dans ces limites.

• Dissipation de puissance par segment :70 mW maximum. Le dépassement peut entraîner une surchauffe et une défaillance.
• Courant direct de crête par segment :90 mA maximum, mais uniquement en conditions pulsées (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0,1 ms). Ceci est destiné au multiplexage ou à des tests brefs.
• Courant direct continu par segment :25 mA maximum à 25°C. Cette valeur se dégrade linéairement de 0,33 mA/°C lorsque la température ambiante (Ta) augmente au-dessus de 25°C. Par exemple, à 50°C, le courant continu maximum serait d'environ 25 mA - (0,33 mA/°C * 25°C) = 16,75 mA.
• Plage de température de fonctionnement et de stockage :-35°C à +85°C.
• Condition de soudage :Le dispositif peut supporter un soudage à la vague avec le bain de soudure à 1/16 de pouce (≈1,6 mm) sous le plan d'assise pendant 3 secondes à 260°C. La température du corps de l'unité ne doit pas dépasser sa valeur maximale spécifiée pendant l'assemblage.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques (Typiques à 25°C)

Ce sont les paramètres de performance garantis dans des conditions de test spécifiées.

• Intensité lumineuse moyenne (I_V) :200-650 µcd à un courant direct (I_F) de 1 mA. Cette large plage indique que le dispositif est classé selon l'intensité.
• Longueur d'onde d'émission de crête (λ_p) :639 nm (typique) à I_F=20mA, le plaçant dans la région du super rouge.
• Demi-largeur de raie spectrale (Δλ) :20 nm (typique), définissant la pureté spectrale.
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :631 nm (typique) avec une tolérance de ±1 nm.
• Tension directe par segment (V_F) :2,0V à 2,6V à I_F=20mA, avec une tolérance de ±0,1V. C'est un paramètre critique pour la conception du pilote.
• Courant inverse par segment (I_R) :100 µA maximum à une tension inverse (V_R) de 5V. Note : Ceci est une condition de test ; un fonctionnement en polarisation inverse continue est interdit.
• Rapport d'appariement d'intensité lumineuse (I_V-m) :2:1 maximum à I_F=10mA. Ceci spécifie la variation de luminosité maximale admissible entre les segments.
• Diaphonie :≤ 2,5 %, signifiant un éclairage non intentionnel minimal des segments adjacents.

3. Explication du système de classement

La fiche technique indique que le produit est "Catégorisé selon l'intensité lumineuse." Cela implique un processus de classement où les afficheurs sont triés en fonction de leur flux lumineux mesuré à un courant de test standard (probablement 1mA ou 10mA). Les concepteurs peuvent sélectionner des dispositifs d'une même classe d'intensité (par ex. 400-500 µcd) pour garantir une luminosité uniforme sur plusieurs afficheurs dans un assemblage, évitant ainsi les "problèmes d'irrégularité de teinte" mentionnés dans les précautions. Bien que non détaillé explicitement pour la longueur d'onde/couleur ou la tension directe dans ce document, une telle catégorisation est courante dans la fabrication des LED pour garantir des performances cohérentes.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fait référence à des "Courbes typiques des caractéristiques électriques / optiques." Bien que les graphiques spécifiques ne soient pas fournis dans le texte, les courbes standard pour un tel dispositif incluraient typiquement :

• Courbe I-V (Courant vs. Tension) :Montre la relation exponentielle, mettant en évidence la tension directe typique (V_F) autour de 2,0-2,6V.
• Intensité lumineuse vs. Courant direct (I_Vvs. I_F) :Démontre comment le flux lumineux augmente avec le courant, jusqu'aux limites maximales spécifiées. Elle aide les concepteurs à choisir un point de fonctionnement pour la luminosité et l'efficacité souhaitées.
• Intensité lumineuse vs. Température ambiante :Montre la dégradation du flux lumineux avec l'augmentation de la température, soulignant la nécessité d'une gestion thermique dans les environnements à haute température.
• Distribution spectrale :Un tracé de l'intensité relative en fonction de la longueur d'onde, centré autour de 639 nm (pic) et 631 nm (dominante), avec la demi-largeur spécifiée de 20 nm.

5. Informations mécaniques et de boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

L'afficheur a un encombrement standard de type DIP (Dual In-line Package). Les notes dimensionnelles clés incluent :

• Toutes les dimensions sont en millimètres (mm).
• Les tolérances générales sont de ±0,25 mm sauf indication contraire.
• La tolérance de décalage de l'extrémité des broches est de ±0,4 mm.
• Limites de contrôle qualité pour les imperfections : corps étranger sur segment ≤10 mils, contamination d'encre ≤20 mils, bulles dans le segment ≤10 mils.
• La flexion du réflecteur est limitée à ≤1 % de sa longueur.

5.2 Connexion des broches et polarité

Le dispositif est de typeanode commune. Cela signifie que les anodes des LED pour chaque chiffre sont connectées ensemble en interne. Le brochage est le suivant :

• Broches 1, 2, 6, 8 : Anodes communes pour le Chiffre 1, Chiffre 2, Chiffre 3 et Chiffre 4, respectivement.
• Broche 4 : Anode commune pour les segments de deux-points de gauche (L1, L2, L3).
• Les cathodes (terminaux négatifs) pour les segments individuels (A, B, C, D, E, F, G, DP, L1, L2, L3) sont réparties sur les broches 3, 5, 7, 11, 13, 14, 15, 16.
• Les broches 9, 10, 12 sont marquées "Pas de connexion" ou "Pas de broche".

Schéma de circuit interne :Le schéma montre l'arrangement multiplexé. L'anode de chaque chiffre est séparée, tandis que les cathodes pour la même position de segment (par ex., tous les segments 'A') sont connectées ensemble. Pour allumer un segment spécifique sur un chiffre spécifique, sa broche d'anode de chiffre correspondante doit être mise à l'état haut (tension positive), et la broche de cathode de segment correspondante doit être mise à l'état bas (masse ou puits de courant). Ce multiplexage est effectué rapidement pour créer l'illusion que tous les chiffres sont allumés simultanément.

6. Recommandations pour le soudage, l'assemblage et le stockage

6.1 Soudage

Les valeurs maximales absolues spécifient un profil de soudage à la vague : 260°C pendant 3 secondes avec le bain de soudure à 1/16" sous le plan d'assise. Pour le soudage par refusion, un profil standard sans plomb avec une température de pic ne dépassant pas la température maximale spécifiée du dispositif doit être utilisé. Il faut veiller à éviter les contraintes mécaniques sur le corps de l'afficheur pendant l'assemblage.

6.2 Conditions de stockage

Un stockage approprié est crucial pour prévenir l'oxydation des broches et la dégradation des performances.

• Pour les afficheurs LED (comme le LTC-4627JR) :Stocker dans l'emballage d'origine. Conditions recommandées : Température 5°C à 30°C, Humidité inférieure à 60 % HR. Si stocké en dehors de ces conditions ou si le sac barrière à l'humidité a été ouvert pendant plus de 6 mois, il est recommandé de cuire les dispositifs à 60°C pendant 48 heures et de les utiliser dans la semaine.
• Principe général :Éviter le stockage à long terme de gros stocks. Consommer les stocks rapidement pour garantir la fraîcheur et prévenir l'oxydation des broches étamées.

7. Notes d'application et considérations de conception

7.1 Précautions d'application critiques

• Utilisation prévue :Pour équipements électroniques ordinaires (bureau, communication, domestique). Non recommandé pour les applications critiques pour la sécurité (aéronautique, médical, contrôle des transports) sans consultation et approbation préalables, car une défaillance pourrait mettre en danger la vie ou la santé.
• Conception du pilote :
  • Pilotage à courant constant :Fortement recommandé plutôt qu'une tension constante pour garantir une luminosité uniforme et protéger les LED de l'emballement thermique.
  • Plage de tension :Le circuit de pilotage doit s'adapter à toute la plage de V_F(2,0V-2,6V) pour délivrer le courant prévu à tous les dispositifs.
  • Protection contre l'inverse et les transitoires :Le circuit doit protéger contre les tensions inverses et les pointes de tension pendant la mise sous tension/l'arrêt pour prévenir les dommages dus à la migration métallique et à l'augmentation du courant de fuite.
  • Dégradation du courant :Choisir le courant de fonctionnement après avoir considéré la température ambiante maximale, en utilisant le facteur de dégradation de 0,33 mA/°C au-dessus de 25°C.
• Environnement :Éviter les changements rapides de température dans les environnements humides pour prévenir la condensation sur l'afficheur.
• Mécanique :Si une pellicule/calque graphique de panneau avant est utilisée, éviter qu'elle ne presse directement contre la surface de l'afficheur, car elle pourrait se déplacer. Si l'application implique des tests de chute/vibration, partager les conditions de test à l'avance pour évaluation.
• Appariement pour les unités multi-afficheurs :Lors de l'assemblage de deux afficheurs ou plus dans une unité, utiliser des dispositifs de la même classe d'intensité lumineuse pour garantir une apparence uniforme.

7.2 Scénarios d'application typiques

Le LTC-4627JR est bien adapté aux applications nécessitant une lecture numérique de taille moyenne et claire, telles que :

• Équipements de test et de mesure (multimètres, alimentations).
• Panneaux de contrôle industriel et minuteries.
• Appareils grand public (micro-ondes, fours, équipement audio).
• Terminaux de point de vente et afficheurs d'information basiques.
• Projets d'amateurs et de prototypage.

8. Comparaison et différenciation technique

Comparé aux technologies plus anciennes comme les LED rouges standard GaAsP ou GaP, les puces LED super rouges AlInGaP du LTC-4627JR offrent une luminosité et une efficacité nettement supérieures. Comparé à certains afficheurs modernes à éclairage blanc ou latéral, il offre une saturation des couleurs et un angle de vision supérieurs pour les indications rouges pures. Sa taille de chiffre de 0,4 pouce occupe une niche entre les afficheurs plus petits et plus difficiles à lire et les afficheurs plus grands et plus gourmands en énergie. La conception à anode commune multiplexée est une norme rentable et efficace en broches pour les afficheurs multi-chiffres, bien qu'elle nécessite un circuit intégré de pilotage plus complexe que les types à pilotage statique.

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

Q1 : Quel circuit intégré de pilotage dois-je utiliser pour le LTC-4627JR ?

R : Vous avez besoin d'un pilote multiplexé capable de fournir du courant aux broches d'anode commune et d'absorber du courant depuis les broches de cathode de segment. Les choix courants sont des circuits intégrés de pilotage LED dédiés comme les séries MAX7219 ou TM16xx, ou un microcontrôleur avec suffisamment de broches GPIO et de capacité de courant, en utilisant des transistors externes si nécessaire.

Q2 : Comment calculer la résistance de limitation de courant ?

R : Utilisez la loi d'Ohm : R = (V_alimentation- V_F) / I_F. Utilisez la V_Fmaximale de la fiche technique (2,6V) dans votre calcul pour garantir que le courant ne dépasse jamais votre I_Fchoisi, même avec la variation des dispositifs. Pour une alimentation de 5V et un I_Fsouhaité de 10 mA : R = (5V - 2,6V) / 0,01A = 240 Ω. Placez toujours les résistances du côté cathode (puits) dans un circuit multiplexé.

Q3 : Puis-je l'utiliser en extérieur ?

R : La plage de température de fonctionnement (-35°C à +85°C) permet de nombreuses utilisations en extérieur. Cependant, considérez la lisibilité en plein soleil (le contraste élevé aide), la condensation potentielle (éviter les changements rapides de température), et scellez l'afficheur derrière une fenêtre protectrice pour empêcher l'entrée d'humidité et de saleté, car le dispositif lui-même n'est pas étanche.

Q4 : Pourquoi le pilotage à courant constant est-il recommandé ?

R : La tension directe d'une LED (V_F) varie avec la température et d'un dispositif à l'autre. Une source de tension constante avec une résistance en série fournit un courant approximativement constant, mais il peut varier. Une véritable source de courant constant garantit que la LED reçoit toujours exactement le courant conçu, conduisant à une luminosité cohérente et une durée de vie plus longue, particulièrement importante sur la plage de -35°C à +85°C.

10. Étude de cas d'intégration

Scénario : Conception d'un simple compteur/minuterie à 4 chiffres.

Un concepteur sélectionne le LTC-4627JR pour sa lisibilité et son interface standard. Il utilise un microcontrôleur avec un minuteur intégré et suffisamment d'E/S. Quatre broches GPIO sont configurées comme sorties pour piloter les anodes des chiffres (broches 1,2,6,8) via de petits transistors NPN (par ex., 2N3904) pour fournir le courant requis. Sept autres broches GPIO (plus une pour le point décimal) sont configurées comme sorties à drain ouvert et connectées directement aux cathodes de segment (A-G, DP), chacune avec une résistance série de 220Ω à la masse pour fixer le courant de segment à ~10-12mA à partir d'une alimentation 5V. Le micrologiciel implémente une routine de multiplexage, activant une anode de chiffre à la fois tout en activant les cathodes de segment appropriées pour ce chiffre, parcourant rapidement les quatre chiffres (>60Hz). Le fond gris/segments blancs fournit un excellent contraste derrière une fenêtre en acrylique teintée sombre sur le panneau avant du produit.

11. Principe de fonctionnement

Le LTC-4627JR fonctionne sur le principe de l'électroluminescence dans une jonction P-N semi-conductrice. Lorsqu'une tension de polarisation directe dépassant la tension de seuil de la diode (≈2,0V) est appliquée, les électrons de la couche AlInGaP de type N se recombinent avec les trous de la couche de type P. Cet événement de recombinaison libère de l'énergie sous forme de photons (lumière). La composition spécifique de l'alliage AlInGaP détermine l'énergie de la bande interdite, qui correspond directement à la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise — dans ce cas, le super rouge à ~631-639 nm. Le substrat GaAs non transparent aide à réfléchir la lumière vers le haut, améliorant l'efficacité globale du flux lumineux. Le motif sept segments est créé en plaçant des puces LED individuelles ou des réseaux de puces sous chaque zone de segment et en les connectant via la matrice de multiplexage interne.

12. Tendances technologiques

Bien que les afficheurs sept segments discrets comme le LTC-4627JR restent essentiels pour des applications spécifiques en raison de leur simplicité, leur luminosité élevée et leur large angle de vision, la tendance générale va vers les afficheurs à matrice de points intégrés (LED et OLED) et les écrans LCD TFT. Ceux-ci offrent une plus grande flexibilité pour afficher des caractères, des graphiques et des animations. Cependant, pour les applications où seuls des chiffres, quelques lettres et une clarté/fiabilité extrêmes sont requis, la technologie sept segments continue d'évoluer. Les tendances incluent des matériaux encore plus efficaces, des tensions de fonctionnement plus basses, des boîtiers CMS (Composant Monté en Surface) pour l'assemblage automatisé, et des afficheurs avec pilotes intégrés et interfaces de communication (comme I2C ou SPI) pour simplifier davantage la conception du système et réduire le nombre de broches du microcontrôleur.