Fiche technique de l'afficheur LED LTP-1057AHR - Hauteur de matrice 1,24 pouce (31,5 mm) - Matrice de points 5x7 - Couleur rouge-orange - Document technique en français

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTP-1057AHR est un module d'affichage alphanumérique à un chiffre conçu pour les applications nécessitant une sortie de caractères claire et lisible. Sa fonction principale est de représenter visuellement des données, généralement des caractères codés en ASCII ou EBCDIC, via un réseau de diodes électroluminescentes (LED) adressables individuellement.

1.1 Caractéristiques et avantages principaux

Le dispositif offre plusieurs avantages clés pour son intégration dans les systèmes électroniques :

• Taille de caractère importante :Présente une hauteur de matrice de 1,24 pouce (31,5 mm), garantissant une excellente visibilité à distance et dans diverses conditions d'éclairage.
• Faible consommation d'énergie :Conçu pour un fonctionnement efficace, le rendant adapté aux applications alimentées par batterie ou soucieuses de l'énergie.
• Excellente lisibilité :Offre un affichage à angle de vision large, monoplan, avec un fond rouge et des points rouges pour un contraste élevé.
• Haute fiabilité :En tant que dispositif à semi-conducteurs, il offre une longue durée de vie opérationnelle et une robustesse aux chocs et vibrations par rapport aux afficheurs mécaniques.
• Interface standard :La matrice 5x7 avec une architecture de sélection X-Y (ligne-colonne) est compatible avec les interfaces courantes de microcontrôleurs et de circuits intégrés pilotes.
• Flexibilité de conception :Les modules sont empilables horizontalement, permettant la création d'afficheurs multi-chiffres.
• Assurance qualité :Les dispositifs sont catégorisés (triés) selon l'intensité lumineuse, garantissant une uniformité de luminosité entre plusieurs unités dans un assemblage.
• Conformité environnementale :Le boîtier est sans plomb, conformément aux directives RoHS (Restriction des substances dangereuses).

1.2 Applications cibles et marché

Cet afficheur est destiné à être utilisé dans des équipements électroniques ordinaires de divers secteurs. Les domaines d'application typiques incluent, sans s'y limiter :

• Équipements de bureau :Tableaux de bord, indicateurs d'état sur imprimantes, photocopieurs ou télécopieurs.
• Équipements de communication :Afficheurs de canaux, indicateurs de force du signal ou affichages d'état.
• Contrôles industriels :Affichage de paramètres de processus, état de machine ou affichages de minuteurs.
• Matériel de test et mesure :Affichages numériques pour multimètres, fréquencemètres ou alimentations.
• Électronique grand public :Afficheurs pour équipements audio, appareils électroménagers ou projets d'amateurs.

Il est crucial de noter que cet afficheur n'est pas conçu pour des applications où une défaillance pourrait directement mettre en danger la vie ou la santé (par exemple, aviation, dispositifs médicaux de maintien des fonctions vitales, contrôles de transport critiques) sans consultation préalable et qualification spécifique.

2. Spécifications techniques et interprétation objective

Cette section fournit une analyse objective et détaillée des paramètres de performance électrique et optique du dispositif.

2.1 Valeurs maximales absolues

Ce sont des limites de contrainte qui ne doivent en aucun cas être dépassées, même momentanément. Un fonctionnement au-delà de ces limites peut causer des dommages permanents.

• Dissipation de puissance par segment :75 mW. Cela limite l'effet combiné du courant direct (I_F) et de la tension directe (V_F).
• Courant direct de crête par segment :60 mA, mais uniquement en conditions pulsées (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0,1 ms). Ceci est destiné aux schémas de multiplexage.
• Courant direct continu par segment :25 mA à 25°C. Cette valeur se dégrade linéairement de 0,33 mA/°C lorsque la température ambiante (T_a) dépasse 25°C. Par exemple, à 65°C, le courant continu maximal serait d'environ : 25 mA - [ (65°C - 25°C) * 0,33 mA/°C ] = 25 mA - 13,2 mA = 11,8 mA.
• Plages de température :Les températures de fonctionnement et de stockage sont spécifiées de -35°C à +85°C.
• Température de soudure :Un maximum de 260°C pendant un maximum de 3 secondes, mesuré à 1,6 mm (1/16 de pouce) sous le plan d'assise du dispositif. Ceci est critique pour les procédés de soudure à la vague ou par refusion.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Ce sont les paramètres de performance typiques mesurés dans des conditions de test spécifiées à une température ambiante (T_a) de 25°C.

• Intensité lumineuse moyenne (I_V) :Varie de 1780 µcd (minimum) à 4000 µcd (typique) lorsqu'il est piloté par un courant pulsé (I_p) de 80 mA avec un cycle de service de 1/16. Ce courant pulsé élevé permet une perception lumineuse dans les applications multiplexées.
• Caractéristiques de longueur d'onde :
  • Longueur d'onde d'émission de crête (λ_p) :630 nm (spectre rouge-orange). Mesurée à I_F=20mA.
  • Demi-largeur de raie spectrale (Δλ) :40 nm. Cela indique l'étalement de la longueur d'onde de la lumière émise.
  • Longueur d'onde dominante (λ_d) :621 nm. C'est la longueur d'onde unique perçue par l'œil humain pour correspondre à la couleur de la lumière émise.
• Tension directe par segment (V_F) :Varie de 2,0 V (minimum) à 2,6 V (typique) à I_F=20mA. La conception du circuit doit tenir compte de cette plage pour garantir un pilotage de courant constant.
• Courant inverse par segment (I_R) :Maximum de 100 µA lorsqu'une tension inverse (V_R) de 5V est appliquée. La fiche technique avertit explicitement que cette condition de tension inverse est uniquement à des fins de test et que le dispositif ne doit pas fonctionner en continu sous polarisation inverse.
• Rapport d'appariement d'intensité lumineuse (I_V-m) :Maximum de 2:1 entre les segments lorsqu'ils sont pilotés à I_F=10mA. Cela spécifie la variation de luminosité maximale admissible entre différents segments (points) d'une même unité d'affichage.

Note importante sur la mesure de l'intensité lumineuse :L'intensité est mesurée à l'aide d'une combinaison capteur/filtre qui approxime la courbe de réponse photopique de l'œil CIE, garantissant que la valeur correspond à la perception humaine de la luminosité.

3. Explication du système de tri

La fiche technique indique que les dispositifs sont "catégorisés pour l'intensité lumineuse". Cela fait référence à un processus de tri ou de classement.

• Tri par intensité lumineuse :Après fabrication, les LED sont testées et triées en différents groupes (bacs) en fonction de leur intensité lumineuse mesurée à un courant de test standard. Cela garantit que lorsqu'un concepteur sélectionne des composants du même code de bac, les afficheurs auront des niveaux de luminosité très similaires. Ceci est critique lors de l'assemblage de plusieurs afficheurs côte à côte pour éviter des différences de luminosité notables ("points chauds" ou "points sombres"). La fiche technique recommande d'utiliser des afficheurs du même bac pour les applications multi-unités.
• Tri par longueur d'onde/couleur :Bien que non explicitement détaillé dans l'extrait fourni, il est courant que les fabricants de LED trient également les dispositifs en fonction de la longueur d'onde dominante (λ_d) ou des coordonnées chromatiques pour garantir l'uniformité de couleur. La valeur λ_d spécifiée de 621 nm est probablement une valeur cible centrale pour ce produit.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fait référence aux "Courbes typiques des caractéristiques électriques/optiques". Ces représentations graphiques sont essentielles pour comprendre le comportement du dispositif dans des conditions non standard. Bien que les courbes spécifiques ne soient pas fournies dans le texte, elles incluent généralement :

• Courant direct vs. Tension directe (Courbe I-V) :Montre la relation non linéaire entre le courant et la tension. La courbe démontrera la tension de seuil et comment V_F augmente avec I_F. Ceci est vital pour concevoir le circuit de limitation de courant.
• Intensité lumineuse vs. Courant direct (Courbe I-L) :Illustre comment la sortie lumineuse augmente avec le courant de pilotage. Elle est généralement linéaire sur une plage mais saturera à des courants très élevés. Cela aide à optimiser le courant de pilotage pour la luminosité souhaitée par rapport à l'efficacité et à la durée de vie.
• Intensité lumineuse vs. Température ambiante :Montre comment la sortie lumineuse diminue lorsque la température de jonction de la LED augmente. Cette courbe de déclassement est cruciale pour les applications fonctionnant à des températures ambiantes élevées.
• Distribution spectrale :Un tracé de l'intensité relative en fonction de la longueur d'onde, montrant le pic à ~630 nm et la demi-largeur de 40 nm.

5. Informations mécaniques et de boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

Le dispositif a un contour physique défini. Toutes les dimensions sont en millimètres, avec des tolérances standard de ±0,25 mm (0,01 pouce) sauf indication contraire. Le dessin dimensionnel exact est référencé dans la fiche technique.

5.2 Connexion des broches et circuit interne

L'afficheur a une configuration à 14 broches, les broches 11 et 12 étant "Sans broche" (NC). Le schéma de circuit interne montre une architecture à cathode commune pour les lignes et des anodes individuelles pour les colonnes, formant la matrice 5x7. Le brochage est le suivant :

• Broche 1 : Cathode Ligne 5
• Broche 2 : Cathode Ligne 7
• Broche 3 : Anode Colonne 2
• Broche 4 : Anode Colonne 3
• Broche 5 : Cathode Ligne 4
• Broche 6 : Anode Colonne 5
• Broche 7 : Cathode Ligne 6
• Broche 8 : Cathode Ligne 3
• Broche 9 : Cathode Ligne 1
• Broche 10 : Anode Colonne 4
• Broche 11 : Pas de connexion
• Broche 12 : Pas de connexion
• Broche 13 : Anode Colonne 1
• Broche 14 : Cathode Ligne 2

Cette disposition des broches doit être soigneusement respectée pour un fonctionnement correct de l'afficheur. La conception à cathode commune signifie que pour illuminer un point spécifique, son anode de colonne correspondante doit être mise à l'état haut (avec limitation de courant), tandis que sa cathode de ligne doit être mise à l'état bas.

6. Recommandations de soudure, assemblage et stockage

6.1 Procédé de soudure

La valeur maximale absolue spécifie un profil de température de soudure : maximum 260°C pendant un maximum de 3 secondes, mesuré à un point situé à 1,6 mm sous le corps du boîtier. Il s'agit d'une valeur standard pour les composants traversants pour la soudure à la vague. Pour la soudure par refusion des variantes CMS (référencées dans le stockage), un profil spécifique respectant le Niveau de Sensibilité à l'Humidité (MSL) du boîtier serait requis.

6.2 Conditions de stockage

Un stockage approprié est essentiel pour prévenir l'oxydation des broches et assurer la soudabilité.

• Pour les afficheurs traversants (LTP-1057AHR) :Stocker dans l'emballage d'origine à une température de 5°C à 30°C et en dessous de 60% d'Humidité Relative (HR). Le stockage à long terme est déconseillé.
• Pour les afficheurs LED CMS (Référencés) :
  • En sachet scellé :5°C à 30°C, en dessous de 60% HR.
  • Après ouverture du sachet :5°C à 30°C, en dessous de 60% HR, pendant un maximum de 168 heures (7 jours) si le MSL est Niveau 3. Après cette période, un séchage à 60°C pendant 24 heures est recommandé avant la soudure pour éliminer l'humidité absorbée et prévenir les dommages par "effet pop-corn" pendant la refusion.
• Recommandation générale :Consommer les stocks rapidement et éviter les grands stocks à long terme.

7. Recommandations et mises en garde pour la conception d'application

La fiche technique fournit des directives critiques pour une conception et une utilisation fiables du circuit.

• Méthode de pilotage :Le pilotage en courant constant est fortement recommandé par rapport au pilotage en tension constante pour garantir une intensité lumineuse et une longévité constantes, car la tension directe de la LED a une tolérance et varie avec la température.
• Protection du circuit :Le circuit de pilotage doit protéger contre les tensions inverses et les pics de tension transitoires pendant les séquences de mise sous/hors tension, car une polarisation inverse peut provoquer une migration métallique et une défaillance.
• Limitation de courant :Le courant de fonctionnement sûr doit être choisi en tenant compte de la température ambiante maximale, en appliquant le facteur de déclassement des Valeurs Maximales Absolues.
• Gestion thermique :Éviter les températures de fonctionnement supérieures aux recommandations, car cela accélère la dégradation de la sortie lumineuse (dépréciation des lumens) et peut entraîner une défaillance prématurée.
• Considérations environnementales :Éviter les changements rapides de température dans des environnements à forte humidité pour prévenir la condensation sur l'afficheur.
• Manipulation mécanique :Ne pas appliquer de force anormale sur le corps de l'afficheur pendant l'assemblage. Si vous utilisez un film de protection avant, assurez-vous qu'il n'appuie pas fermement contre la surface de l'afficheur, car l'adhésif peut faire déplacer le film.
• Uniformité des afficheurs multiples :Pour les applications utilisant deux afficheurs ou plus, sélectionner des unités du même bac d'intensité lumineuse pour éviter une luminosité inégale (inégalité de teinte).

8. Principe de fonctionnement

Le LTP-1057AHR est un afficheur LED à matrice de points. Il se compose de 35 éléments LED individuels (5 colonnes x 7 lignes) disposés en grille rectangulaire. Chaque LED (point) est une jonction p-n semi-conductrice qui émet une lumière rouge-orange lorsqu'elle est polarisée en direct - un phénomène appelé électroluminescence. La couleur spécifique est déterminée par l'énergie de la bande interdite du matériau semi-conducteur utilisé (GaAsP/GaP ou AlInGaP/GaAs comme indiqué). L'afficheur est multiplexé : en activant séquentiellement (en mettant à la masse) une cathode de ligne à la fois tout en appliquant un courant direct aux anodes de colonne appropriées pour cette ligne, un caractère entier peut être affiché. Ce balayage se produit plus rapidement que l'œil humain ne peut le percevoir, créant une image stable tout en réduisant considérablement le nombre de broches de pilotage nécessaires par rapport au pilotage individuel de chacune des 35 LED.

9. Questions et réponses courantes sur la conception

Q : Quel est l'objectif de la spécification de cycle de service 1/16 pour l'intensité lumineuse ?

R : L'afficheur est conçu pour un fonctionnement multiplexé. Le courant pulsé de 80 mA à faible cycle de service (par exemple, 1/16) délivre une luminosité instantanée élevée. Lorsqu'elle est moyennée dans le temps et combinée à la persistance rétinienne, cela crée la perception d'un affichage lumineux et stable tout en maintenant la puissance moyenne et la dissipation thermique par LED dans des limites sûres.

Q : Pourquoi la polarisation inverse est-elle si dangereuse pour cet afficheur LED ?

R : L'application d'une tension inverse au-delà du très faible maximum (impliqué par le test I_R à 5V) peut provoquer la rupture de la jonction semi-conductrice. Plus insidieusement, même des tensions inverses plus faibles au fil du temps peuvent provoquer une électromigration des atomes métalliques à l'intérieur de la puce, entraînant une augmentation du courant de fuite ou un court-circuit direct, endommageant définitivement le segment.

Q : Comment calculer la résistance de limitation de courant requise pour un segment ?

R : Utilisez la tension directe dans le pire des cas (V_F max = 2,6 V) de la fiche technique. Pour une alimentation à tension constante (V_alim), la valeur de la résistance R = (V_alim - V_F) / I_F. Choisissez I_F en fonction de la luminosité souhaitée, en vous assurant qu'elle est inférieure à la limite de courant continu déclassée pour votre température de fonctionnement. Par exemple, avec une alimentation de 5V, V_F=2,6V et I_F=15mA : R = (5 - 2,6) / 0,015 = 160 Ohms. Un circuit pilote à courant constant est une solution plus robuste.

Q : Puis-je utiliser cet afficheur en extérieur ?

R : La plage de température de fonctionnement (-35°C à +85°C) permet de nombreuses conditions extérieures. Cependant, le dispositif n'est pas intrinsèquement étanche ou protégé contre la poussière et l'humidité. Pour une utilisation en extérieur, il doit être logé dans un boîtier de protection approprié qui le protège des intempéries, gère la condensation et inclut éventuellement un pare-soleil pour maintenir le contraste en plein soleil.