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

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTC-4627JD est un afficheur LED quadruple chiffre à sept segments, conçu pour les applications nécessitant des affichages numériques clairs. Chaque chiffre présente une hauteur de 0,4 pouce (10,0 mm), offrant une bonne visibilité. Le dispositif utilise la technologie semi-conductrice AlInGaP (Phosphure d'Aluminium Indium Gallium) pour produire une émission Rouge Hyper. L'afficheur possède un fond gris avec des marquages de segments blancs, améliorant le contraste et la lisibilité. Il est construit selon une configuration multiplexée à anode commune, une configuration standard pour les afficheurs multi-chiffres permettant de minimiser le nombre de broches de pilotage requises.

1.1 Caractéristiques principales

• Hauteur de chiffre de 0,4 pouce (10,0 mm).
• Segments continus et uniformes pour un aspect de caractère cohérent.
• Faible consommation d'énergie, adapté aux appareils alimentés par batterie.
• Excellent aspect des caractères avec une luminosité et un contraste élevés.
• Grand angle de vision pour une visibilité depuis diverses positions.
• Fiabilité de l'état solide sans pièces mobiles.
• L'intensité lumineuse est catégorisée (binnée) pour une performance uniforme entre les unités.
• Boîtier sans plomb conforme aux directives RoHS (Restriction des Substances Dangereuses).

1.2 Identification du dispositif

La référence LTC-4627JD désigne spécifiquement un afficheur Rouge Hyper, multiplexé à anode commune, avec une configuration de point décimal à droite.

2. Analyse approfondie des paramètres 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.
• Courant direct de crête par segment :90 mA maximum, en conditions pulsées (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0,1 ms).
• Courant direct continu par segment :25 mA maximum à 25°C. Cette valeur se réduit linéairement à 0,33 mA/°C lorsque la température ambiante dépasse 25°C.
• Plage de température de fonctionnement :-35°C à +85°C.
• Plage de température de stockage :-35°C à +85°C.
• Température de soudure :Maximum 260°C pendant 3 secondes maximum, mesurée à 1,6 mm (1/16 de pouce) sous le plan d'assise du composant.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Ce sont les paramètres de performance typiques mesurés à une température ambiante (Ta) de 25°C.

• Intensité lumineuse moyenne (I_V) :200 µcd (min), 650 µcd (typ) à un courant direct (I_F) de 1 mA. L'intensité est mesurée avec un filtre qui approxime la réponse photopique de l'œil humain (courbe CIE).
• Longueur d'onde d'émission de crête (λ_p) :650 nm (typ) à I_F=20mA.
• Demi-largeur de raie spectrale (Δλ) :20 nm (typ) à I_F=20mA, indiquant la pureté spectrale de la lumière rouge.
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :639 nm (typ) à I_F=20mA, définissant la couleur perçue.
• Tension directe par segment (V_F) :2,1V (min), 2,6V (typ) à I_F=20mA. Les concepteurs doivent tenir compte de cette plage pour assurer un pilotage en courant correct.
• Courant inverse par segment (I_R) :100 µA (max) à une tension inverse (V_R) de 5V. Note : Le dispositif n'est pas conçu pour un fonctionnement continu en polarisation inverse.
• Rapport d'appariement d'intensité lumineuse (I_V-m) :2:1 (max) à I_F=1mA. Ceci spécifie la variation maximale admissible de luminosité entre les segments d'un même afficheur.

3. Explication du système de binning

La fiche technique indique que l'intensité lumineuse est catégorisée. Cela signifie que les afficheurs sont triés (binnés) en fonction de leur flux lumineux mesuré à un courant de test standard. Il est fortement recommandé d'utiliser des afficheurs du même bin d'intensité dans une application unique pour éviter des différences de luminosité notables (irrégularités de teinte) entre chiffres ou unités adjacents. Bien que non explicitement détaillé pour la longueur d'onde ou la tension directe dans ce document, un tel binning est une pratique courante dans la fabrication des LED pour garantir la cohérence de la couleur et des caractéristiques électriques.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fait référence à des courbes typiques de caractéristiques électriques/optiques. Ces représentations graphiques sont cruciales pour la conception :

• Courbe I-V (Courant-Tension) :Montre la relation entre la tension directe et le courant direct, essentielle pour concevoir le circuit de limitation de courant.
• Intensité lumineuse en fonction du courant direct :Illustre comment le flux lumineux augmente avec le courant de pilotage, aidant à sélectionner un point de fonctionnement pour la luminosité et l'efficacité souhaitées.
• Intensité lumineuse en fonction de la température ambiante :Démontre comment le flux lumineux diminue lorsque la température augmente, ce qui est critique pour la gestion thermique dans les environnements à haute température.
• Distribution spectrale :Un tracé de l'intensité relative en fonction de la longueur d'onde, confirmant les longueurs d'onde dominante et de crête ainsi que la largeur spectrale.

5. Informations mécaniques et de boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

L'afficheur est fourni dans un boîtier double en ligne (DIP) standard. Toutes les dimensions sont fournies en millimètres avec une tolérance générale de ±0,25 mm sauf indication contraire. Le dessin mécanique détaillé montre la longueur, la largeur, la hauteur totales, l'espacement des broches et l'espacement des chiffres.

5.2 Connexion des broches et polarité

Le dispositif a une configuration à 16 broches. Le schéma de circuit interne révèle qu'il s'agit d'un afficheur multiplexé à anode commune. Cela signifie que les anodes des LED pour chaque chiffre sont connectées ensemble en interne, tandis que les cathodes pour chaque type de segment (A-G, DP) sont connectées à travers les chiffres. Le brochage est le suivant :

• Broche 1 : Anode commune pour le chiffre 1
• Broche 2 : Anode commune pour le chiffre 2
• Broche 3 : Cathode pour le segment D
• Broche 4 : Anode commune pour les segments L1, L2, L3 (probablement deux-points ou autres marqueurs)
• Broche 5 : Cathode pour le segment E
• Broche 6 : Anode commune pour le chiffre 3
• Broche 7 : Cathode pour le point décimal (DP)
• Broche 8 : Anode commune pour le chiffre 4
• Broche 9 : Non connectée
• Broche 10 : Pas de broche
• Broche 11 : Cathode pour le segment F
• Broche 12 : Pas de broche
• Broche 13 : Cathode pour les segments C et L3
• Broche 14 : Cathode pour les segments A et L1
• Broche 15 : Cathode pour le segment G
• Broche 16 : Cathode pour les segments B et L2

6. Recommandations de soudure et d'assemblage

6.1 Paramètres de soudure

La température de soudure maximale est de 260°C pour une durée maximale de 3 secondes. Ceci est typique pour la soudure à la vague ou à la main, mesurée à un point situé à 1,6 mm sous le corps de l'afficheur. Pour la soudure par refusion, un profil standard sans plomb avec une température de crête ne dépassant pas 260°C doit être utilisé.

6.2 Conditions de stockage

Un stockage approprié est essentiel pour prévenir l'oxydation des broches.

• Pour les afficheurs DIP (LTC-4627JD) :Stocker dans l'emballage d'origine à une température de 5°C à 30°C avec une humidité inférieure à 60% HR. Si le sac barrière à l'humidité est ouvert pendant plus de 6 mois, il est recommandé de cuire les composants à 60°C pendant 48 heures avant utilisation, l'assemblage devant être terminé dans la semaine suivant la cuisson.
• Précautions générales :Éviter les changements rapides de température en environnement humide pour prévenir la condensation sur l'afficheur. Ne pas appliquer de force mécanique anormale pendant l'assemblage.

7. Recommandations d'application

7.1 Scénarios d'application typiques

Cet afficheur convient aux équipements électroniques ordinaires nécessitant des affichages numériques, tels que :

• Instruments de test et de mesure (multimètres, compteurs).
• Panneaux de contrôle industriel et minuteries.
• Appareils grand public (fours à micro-ondes, balances, équipement audio).
• Terminaux de point de vente et afficheurs d'information basiques.

Note importante :La fiche technique indique explicitement qu'il est destiné aux équipements ordinaires. Les applications nécessitant une fiabilité exceptionnelle (aéronautique, médical, sécurité des transports) nécessitent une consultation préalable.

7.2 Considérations de conception

• Circuit de pilotage :Un pilotage à courant constant est recommandé pour une luminosité et une longévité uniformes. Le circuit doit être conçu pour s'adapter à toute la plage de tension directe (2,1V à 2,6V).
• Limitation de courant :Le courant de fonctionnement doit être choisi en fonction de la température ambiante maximale, en tenant compte de la réduction de courant de 0,33 mA/°C au-dessus de 25°C.
• Protection :Le circuit de pilotage doit inclure une protection contre les tensions inverses et les transitoires de tension lors des cycles d'alimentation pour éviter les dommages.
• Multiplexage :En tant qu'afficheur multiplexé à anode commune, un microcontrôleur ou un circuit intégré de pilotage dédié doit activer séquentiellement l'anode commune de chaque chiffre tout en fournissant le motif de cathode de segment correct pour ce chiffre. La fréquence de rafraîchissement doit être suffisamment élevée pour éviter le scintillement (typiquement >60 Hz).
• Intégration mécanique :Si un panneau avant ou un film est utilisé, s'assurer qu'il n'exerce pas de pression pouvant déplacer les surimpressions imprimées ou endommager le corps de l'afficheur.

8. Comparaison et différenciation techniques

Les principaux points de différenciation du LTC-4627JD sont son utilisation de la technologie AlInGaP pour l'émission Rouge Hyper et son format mécanique/électrique spécifique. Comparé aux anciennes LED rouges GaAsP ou GaP, l'AlInGaP offre une efficacité plus élevée, une meilleure luminosité et une longueur d'onde plus stable en fonction de la température. La hauteur de chiffre de 0,4 pouce occupe une niche entre les afficheurs plus petits (0,3 pouce) et plus grands (0,5 ou 0,56 pouce). La conception multiplexée à anode commune est une norme de l'industrie pour les afficheurs multi-chiffres, équilibrant le nombre de broches et la complexité du pilote.

9. Questions fréquemment posées (FAQ)

9.1 Quel est l'objectif du "Rapport d'appariement d'intensité lumineuse" ?

Ce rapport (2:1 max) garantit qu'au sein d'une même unité d'afficheur, aucun segment n'est plus de deux fois plus lumineux qu'un autre lorsqu'il est piloté dans les mêmes conditions. Cela assure un aspect uniforme des caractères formés.

9.2 Pourquoi recommander un pilotage à courant constant plutôt qu'à tension constante ?

La luminosité d'une LED est principalement fonction du courant. La tension directe (V_F) a une plage de tolérance (2,1V-2,6V). Une source de tension constante avec une simple résistance entraînerait des courants différents (et donc des niveaux de luminosité différents) pour des afficheurs ayant des V_F différentes. Une source de courant constant assure un courant identique, et donc une luminosité cohérente, quelle que soit la V_F variations.

9.3 Puis-je piloter cet afficheur directement avec un microcontrôleur 5V ?

Non. Le courant direct continu maximum par segment est de 25 mA, et une broche GPIO d'un microcontrôleur connectée directement tenterait de fournir/absorber un courant bien plus élevé si la V_F du segment est d'environ 2,6V, risquant d'endommager le microcontrôleur. Vous devez utiliser des transistors externes (pour les anodes communes) et des résistances de limitation de courant ou un circuit intégré de pilotage LED dédié.

9.4 Que signifie "Point décimal à droite" dans la description de la référence ?

Cela indique la position de la LED du point décimal. Dans ce cas, le point décimal est situé à droite du chiffre. Certains afficheurs peuvent proposer des points décimaux à gauche ou au centre.

10. Étude de cas pratique de conception

Scénario :Conception d'un affichage voltmètre 4 chiffres utilisant le LTC-4627JD, alimenté par un système 5V avec un microcontrôleur.

1. Sélection du pilote :Choisir un circuit intégré de pilotage LED multiplexé dédié (par exemple, MAX7219, TM1637) ou implémenter le multiplexage en logiciel en utilisant les GPIO du microcontrôleur.
2. Réglage du courant :Pour une bonne luminosité et longévité, sélectionner un courant de segment de 10-15 mA. Vérifier que cela se situe dans la limite réduite pour votre température ambiante maximale attendue.
3. Conception du circuit :Si vous utilisez un circuit intégré de pilotage, suivez sa fiche technique. Si vous utilisez des transistors discrets, utilisez des PNP ou MOSFET canal P pour commuter les broches d'anode commune (connectées au 5V) et des NPN ou MOSFET canal N / résistances côté cathode, contrôlés par le microcontrôleur. Calculer les résistances de limitation de courant : R = (V_CC- V_F- V_CE(sat)) / I_F. Utiliser la V_F maximale (2,6V) pour un calcul dans le pire des cas (le plus lumineux).
4. Logiciel :Implémenter une interruption de temporisateur pour rafraîchir l'affichage. La routine doit éteindre tous les chiffres, définir le motif de segment pour le chiffre suivant, activer l'anode commune de ce chiffre, puis attendre la tranche de temps de multiplexage.
5. Thermique et mécanique :Assurer une ventilation adéquate. Concevoir le panneau avant avec une ouverture claire légèrement plus grande que la zone de vision de l'afficheur pour éviter toute pression sur la face.

11. Principe de fonctionnement

Le LTC-4627JD est basé sur la technologie semi-conductrice AlInGaP. Lorsqu'une tension directe dépassant le potentiel de jonction de la diode est appliquée, les électrons et les trous se recombinent dans la région active, libérant de l'énergie sous forme de photons. La composition spécifique des couches AlInGaP détermine l'énergie de la bande interdite, qui correspond à la longueur d'onde rouge de la lumière émise (~639-650 nm). Chacun des sept segments (A à G) et le point décimal (DP) est une LED séparée ou un groupe de puces LED. Dans une configuration multiplexée à anode commune, un côté (anode) de toutes les LED d'un même chiffre est connecté, permettant d'activer ce chiffre entier en appliquant une tension positive à ce nœud commun. Les autres côtés (cathodes) de chaque type de segment sont connectés à travers tous les chiffres, permettant de contrôler quels segments s'allument dans le chiffre activé.

12. Tendances technologiques

Bien que les afficheurs LED sept segments traditionnels comme le LTC-4627JD restent essentiels pour des applications spécifiques en raison de leur simplicité, de leur haute luminosité et de leur large angle de vision, le marché plus large des afficheurs évolue. Il y a une tendance vers une intégration plus élevée, comme des afficheurs avec contrôleurs intégrés (interface I2C ou SPI) qui simplifient la tâche du microcontrôleur hôte. Les afficheurs à matrice de points et graphiques OLED/LCD deviennent plus compétitifs en termes de coût pour les applications nécessitant une sortie alphanumérique ou graphique. Cependant, pour les affichages purement numériques dans des environnements difficiles (large plage de température, haute luminosité requise), la technologie LED sept segments, en particulier avec des matériaux efficaces comme l'AlInGaP, continue d'offrir une solution robuste et fiable. Les développements futurs pourraient se concentrer sur une efficacité encore plus élevée, une consommation d'énergie plus faible et éventuellement des fonctionnalités intelligentes intégrées tout en conservant le facteur de forme classique pour la compatibilité ascendante.