Fiche technique de l'afficheur LED LTC-5837JD - Hauteur de chiffre 0,52 pouce - Rouge hyper 650nm - Tension directe 2,6V - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTC-5837JD est un module d'afficheur LED à sept segments et quatre chiffres haute performance. Sa fonction principale est de fournir des informations numériques et alphanumériques limitées, claires et lumineuses, pour une large gamme d'équipements électroniques. Le dispositif est construit en utilisant la technologie semi-conductrice avancée AlInGaP (Phosphure d'Aluminium Indium Gallium) pour les puces LED, qui sont montées sur un substrat GaAs non transparent. Cette construction produit un afficheur avec un fond gris et des segments blancs, offrant un excellent contraste pour la lisibilité. L'afficheur présente une configuration à anode commune, un choix de conception standard pour simplifier les circuits d'attaque multiplexés dans les applications multi-chiffres.

1.1 Avantages principaux et marché cible

L'afficheur est conçu pour les applications nécessitant des affichages numériques fiables et très visibles. Ses avantages principaux, listés dans la fiche technique, incluent un design de segment uniforme et continu pour une apparence cohérente, une faible consommation d'énergie, une haute luminosité et un fort contraste pour une visibilité dans diverses conditions d'éclairage, ainsi qu'un large angle de vision. La fiabilité à l'état solide de la technologie LED assure une longue durée de vie opérationnelle. Ces caractéristiques le rendent adapté aux marchés cibles incluant l'instrumentation industrielle (ex : compteurs de tableau, contrôleurs de processus), les équipements de test et mesure, les dispositifs médicaux, les tableaux de bord automobiles (affichages secondaires) et les appareils grand public où une indication numérique claire est critique.

2. Interprétation approfondie des paramètres techniques

2.1 Caractéristiques photométriques et optiques

Le paramètre photométrique clé est l'Intensité Lumineuse Moyenne (Iv), spécifiée avec un minimum de 320 µcd, typique de 700 µcd, et sans maximum indiqué, sous une condition de test d'un courant direct (IF) de 1mA. Cela indique une sortie lumineuse adaptée à une utilisation en intérieur. La lumière est caractérisée comme Rouge Hyper, avec une Longueur d'Onde d'Émission Pic (λp) de 650 nm (nanomètres) et une Longueur d'Onde Dominante (λd) de 639 nm, la plaçant fermement dans la partie rouge profond du spectre visible. La Demi-Largeur de Raie Spectrale (Δλ) est de 20 nm, ce qui décrit la pureté spectrale de la lumière émise. Un Ratio d'Homogénéité d'Intensité Lumineuse (IV-m) de 2:1 est spécifié, signifiant que l'intensité du segment le moins lumineux ne doit pas être inférieure à la moitié de celle du segment le plus lumineux au sein d'un même dispositif, assurant ainsi une uniformité visuelle.

2.2 Paramètres électriques

Le paramètre électrique principal est la Tension Directe par Segment (VF), qui a une valeur typique de 2,6V et un maximum de 2,6V à IF=1mA. C'est une valeur critique pour la conception du circuit de limitation de courant. Les Valeurs Absolues Maximales définissent les limites opérationnelles : un Courant Direct Continu par Segment de 25 mA (avec déclassement au-dessus de 25°C), un Courant Direct Crête de 90 mA en conditions pulsées (cycle de service 1/10), et une Tension Inverse maximale (VR) de 5V pour éviter les dommages. Le Courant Inverse (IR) est très faible, avec un maximum de 100 µA à VR=5V. La Dissipation de Puissance totale par segment est limitée à 70 mW.

2.3 Spécifications thermiques et environnementales

Le dispositif est conçu pour une Plage de Température de Fonctionnement de -35°C à +85°C et une Plage de Température de Stockage identique. Cette large plage assure le fonctionnement dans des environnements sévères. Un paramètre d'assemblage critique est la Température Maximale de Soudure de 260°C pendant un maximum de 3 secondes, mesurée à 1,6mm sous le plan d'assise, ce qui guide le processus de soudure par refusion.

3. Explication du système de classement (Binning)

La fiche technique indique que le dispositif est \"Catégorisé selon l'Intensité Lumineuse\". Cela implique que les unités sont triées (classées) en fonction de leur intensité lumineuse mesurée à un courant de test standard. Bien que les codes de classement spécifiques ne soient pas fournis dans cet extrait, un tel système permet aux concepteurs de sélectionner des afficheurs avec des niveaux de luminosité cohérents pour leur application, évitant ainsi des variations visibles entre différentes unités dans un produit.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fait référence aux \"Courbes Caractéristiques Électriques / Optiques Typiques\" qui sont généralement des représentations graphiques de l'évolution des paramètres dans différentes conditions. Les courbes courantes pour un tel dispositif incluraient :Courant Direct vs. Tension Directe (Courbe I-V): Montrant la relation non linéaire, cruciale pour la conception du pilote.Intensité Lumineuse vs. Courant Direct: Montrant comment la sortie lumineuse augmente avec le courant, jusqu'à la valeur maximale admissible.Intensité Lumineuse vs. Température Ambiante: Montrant la diminution de la sortie lorsque la température augmente, important pour la gestion thermique.Distribution Spectrale: Un graphique traçant l'intensité relative en fonction de la longueur d'onde, centré autour de 650nm.

5. Informations mécaniques et de boîtier

5.1 Dimensions et contour

Le dessin du boîtier (référencé mais non détaillé dans le texte) montrerait le contour physique du module d'afficheur à 4 chiffres. Les dimensions clés incluent la longueur, la largeur et la hauteur totales, la hauteur de chiffre de 0,52 pouce (13,2 mm), l'espacement entre les chiffres et les dimensions des segments. Les tolérances sont généralement de ±0,25 mm sauf indication contraire.

5.2 Brochage et diagramme de connexion

Le dispositif comporte 40 broches. Le tableau de connexion des broches détaille méticuleusement la fonction de chaque broche, mappant les cathodes pour les segments A à G et le point décimal (D.P.) pour chacun des quatre chiffres (Chiffre 1 à 4), ainsi que l'anode commune pour chaque chiffre. Par exemple, la broche 1 est la cathode du segment E du Chiffre 1, tandis que la broche 38 est l'anode commune du Chiffre 1. Ce mappage précis est essentiel pour créer le bon layout de PCB et le logiciel de pilotage. Le schéma de circuit interne montre que tous les segments d'un chiffre partagent une connexion d'anode commune, qui est ramenée à une seule broche par chiffre.

5.3 Identification de la polarité

Le dispositif est clairement marqué comme étant de type Anode Commune. La polarité est identifiée via le tableau de brochage. L'application d'une tension positive à la broche d'anode commune d'un chiffre tout en évacuant le courant via les broches de cathode des segments respectifs allumera ces segments.

6. Recommandations de soudure et d'assemblage

La recommandation clé fournie est la limite de température de soudure : 260°C maximum pendant 3 secondes, mesurée à 1,6mm sous le plan d'assise. C'est un profil standard pour la soudure par refusion sans plomb. Les concepteurs doivent s'assurer que le profil de leur four de refusion ne dépasse pas cette limite pour éviter d'endommager le boîtier plastique ou les connexions internes par fil. Les précautions standard contre les décharges électrostatiques (ESD) doivent être observées pendant la manipulation. Les conditions de stockage sont définies par la plage de température de stockage.

7. Conditionnement et informations de commande

La référence est LTC-5837JD. Le suffixe \"JD\" peut indiquer un classement spécifique ou d'autres variantes. La fiche technique ne fournit pas de détails sur le conditionnement en bande et bobine, les quantités par plateau ou l'étiquetage. Pour la production, ces informations devront être obtenues auprès du fabricant ou du distributeur.

8. Suggestions d'application

8.1 Circuits d'application typiques

La configuration à anode commune est idéale pour un pilotage multiplexé. Un circuit typique implique l'utilisation d'un microcontrôleur ou d'un circuit intégré pilote d'afficheur dédié. Le microcontrôleur activerait séquentiellement (mettrait à un niveau logique haut ou connecterait à Vcc via un transistor) l'anode commune d'un chiffre à la fois, tout en générant le motif pour les segments (cathodes) de ce chiffre, souvent via des résistances de limitation de courant ou un pilote puits à courant constant. Ce multiplexage se produit plus rapidement que l'œil humain ne peut le percevoir, créant l'illusion que tous les chiffres sont allumés simultanément, tout en réduisant significativement le nombre de broches d'E/S du microcontrôleur requises.

8.2 Considérations de conception

Limitation de courant: Essentielle pour éviter de dépasser le courant direct continu maximal (25mA par segment). Les résistances ou les pilotes à courant constant doivent être calculés sur la base de la tension d'alimentation et de la tension directe de la LED (VF).Fréquence de multiplexage: Doit être suffisamment élevée pour éviter un scintillement visible, typiquement au-dessus de 60-100 Hz.Courant de crête: Dans une conception multiplexée, le courant instantané pendant le court temps d'activation peut être plus élevé que le courant continu moyen. Assurez-vous que le courant de crête ne dépasse pas la valeur nominale de 90mA.Angle de vision: Le large angle de vision permet une flexibilité dans la position de montage par rapport à l'utilisateur.Contraste: Le design fond gris/segment blanc offre un bon contraste ; évitez de monter l'afficheur derrière des fenêtres fortement teintées qui atténueraient la lumière rouge.

9. Comparaison et différenciation techniques

Le principal facteur de différenciation du LTC-5837JD est son utilisation de la technologie LED Rouge Hyper AlInGaP. Comparée aux technologies plus anciennes comme les LED rouges standard GaAsP (Phosphure d'Arséniure de Gallium), AlInGaP offre une efficacité lumineuse significativement plus élevée, résultant en une plus grande luminosité pour le même courant d'entrée, ou la même luminosité à puissance inférieure. Elle offre également généralement une meilleure stabilité de longueur d'onde en fonction de la température et de la durée de vie. La hauteur de chiffre de 0,52 pouce est une taille standard, mais la combinaison de la haute luminosité, du contraste et de l'esthétique spécifique gris/blanc peut le différencier des autres afficheurs de sa catégorie.

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

Q : Quel est l'intérêt de la désignation \"Rouge Hyper\" ?

R : Cela indique que la LED émet de la lumière à une longueur d'onde plus longue (~650nm) par rapport aux LED rouges standard (~630nm). Ce rouge plus profond peut paraître plus vif et peut offrir de meilleures performances dans certains systèmes à filtres optiques.

Q : Puis-je piloter cet afficheur avec un microcontrôleur 5V sans pilotes externes ?

R : Possible, mais avec prudence. La VF typique est de 2,6V. Avec une alimentation de 5V, une résistance de limitation de courant est obligatoire. La valeur de la résistance R = (Vcc - VF) / IF. Pour IF=10mA, R = (5 - 2,6) / 0,01 = 240 Ohms. Vous devez également vous assurer que les broches d'E/S du microcontrôleur peuvent évacuer le courant cumulé des segments lorsque plusieurs segments d'un chiffre sont allumés pendant le multiplexage.

Q : Que signifie \"Anode Commune\" pour ma conception de circuit ?

R : Cela signifie que toutes les anodes (côtés positifs) des LED d'un chiffre sont connectées ensemble. Pour allumer un segment, vous appliquez une tension positive à la broche d'anode commune de ce chiffre et connectez la broche de cathode du segment souhaité à la masse (via un limiteur de courant). C'est l'inverse d'un afficheur à cathode commune.

11. Cas pratique de conception et d'utilisation

Cas : Conception d'un affichage voltmètre à 4 chiffres.Un concepteur construit une alimentation de laboratoire et a besoin d'un affichage de tension clair. Il sélectionne le LTC-5837JD pour sa luminosité et sa taille. Le microcontrôleur (ex : un ARM Cortex-M ou PIC) a un nombre limité d'E/S. En utilisant le schéma de multiplexage, il n'a besoin que de 4 broches pour les anodes des chiffres (contrôlées via des transistors NPN ou MOSFET) et 8 broches pour les cathodes des segments (7 segments + point décimal). Le firmware balaie rapidement les chiffres 1 à 4. Le convertisseur analogique-numérique lit la tension, la convertit en format BCD, et le firmware recherche les motifs de segments correspondants dans une table, les générant de manière synchrone avec l'activation des anodes. Des résistances de limitation de courant sont placées sur les lignes de cathode. Le fond gris donne un aspect professionnel sur le panneau de l'instrument.

12. Introduction au principe

Un afficheur à sept segments est un assemblage de diodes électroluminescentes (LED) disposées en forme de huit. Chacun des sept segments (étiquetés A à G) est une LED individuelle. En allumant des combinaisons spécifiques de ces segments, tous les chiffres décimaux (0-9) et certaines lettres peuvent être formés. Dans un afficheur multi-chiffres comme celui-ci, chaque chiffre est un ensemble séparé de segments, mais les segments correspondants (ex : tous les segments 'A') sont souvent électriquement indépendants pour permettre un contrôle multiplexé, ce qui réduit le nombre total de broches de connexion requises.

13. Tendances de développement

La tendance pour les afficheurs LED à sept segments continue vers une efficacité plus élevée, permettant des affichages plus lumineux à consommation d'énergie réduite, ce qui est critique pour les appareils alimentés par batterie. L'intégration est une autre tendance, avec le circuit pilote d'afficheur, parfois même incluant un microcontrôleur, intégré dans le module d'afficheur lui-même, simplifiant la conception du système. Il y a également une évolution vers des gammes de couleurs plus larges et l'utilisation de matériaux avancés comme AlInGaP et InGaN (pour le bleu/vert) pour améliorer les performances et la fiabilité. Cependant, pour de nombreuses applications industrielles et d'instrumentation, le design classique traversant avec du rouge haute luminosité reste populaire en raison de sa fiabilité éprouvée, de son excellent contraste et de sa facilité de conception.