Fiche technique de l'afficheur 7 segments ELD-426UYOWB/S530-A3 - Hauteur de chiffre 10,16 mm - Orange 605 nm - 2,4 V max - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

L'ELD-426UYOWB/S530-A3 est un afficheur alphanumérique sept segments à montage traversant, conçu pour des affichages numériques clairs. Il présente une taille industrielle standard avec une hauteur de chiffre de 10,16 mm (0,4 pouce), ce qui le rend adapté aux applications nécessitant l'affichage d'informations numériques de taille moyenne ou alphanumériques limitées. Le dispositif est construit avec des segments luminescents blancs sur un fond de surface noir, offrant un contraste élevé et une excellente lisibilité même dans des conditions ambiantes très éclairées. Ce choix de conception minimise les reflets et améliore la capacité de l'utilisateur à discerner les caractères éclairés.

La technologie de base utilise le matériau semi-conducteur AlGaInP (Phosphure d'Aluminium Gallium Indium) pour les puces électroluminescentes. Ce matériau est efficace pour produire de la lumière dans le spectre orange-rouge. La lumière orange émise, avec une longueur d'onde dominante de 605 nm, offre une bonne visibilité et est souvent choisie pour les tableaux de bord et l'instrumentation. La résine utilisée pour l'encapsulation est de type diffusante blanche, ce qui aide à diffuser uniformément la lumière des segments LED individuels, créant un aspect uniforme et cohérent sur toutes les parties du caractère.

1.1 Caractéristiques et avantages clés

L'afficheur offre plusieurs avantages clés pour les concepteurs et fabricants. Sa caractéristique principale est sa faible consommation d'énergie, cruciale pour les appareils à piles ou les systèmes où l'efficacité énergétique est prioritaire. Les composants sont catégorisés (binnés) selon l'intensité lumineuse. Cela signifie que les afficheurs sont triés et étiquetés selon leur flux lumineux mesuré, permettant une uniformité de luminosité entre plusieurs unités dans un même produit, ce qui est essentiel pour les afficheurs multi-chiffres ou les panneaux utilisant plusieurs de ces composants.

Le dispositif est conforme aux directives sans plomb et RoHS (Restriction des Substances Dangereuses), le rendant adapté aux produits vendus sur les marchés soumis à des réglementations environnementales strictes. Sa conception traversant offre des connexions mécaniques robustes, le rendant fiable pour les applications soumises aux vibrations ou aux contraintes physiques. Son empreinte standard industrielle garantit sa compatibilité avec les conceptions de PCB courantes et les équipements d'insertion automatisés.

1.2 Applications cibles et marché

Cet afficheur sept segments cible un large éventail d'applications électroniques nécessitant une interface numérique fiable et claire. Ses principaux domaines d'application incluent les appareils électroménagers, tels que les fours, micro-ondes, lave-linge et climatiseurs, où il peut afficher les réglages, minuteries ou codes d'état. Il est tout aussi adapté aux tableaux de bord des équipements industriels, aux tableaux de bord automobiles (pour les affichages secondaires) et aux appareils de test et de mesure.

Une autre application significative concerne les affichages numériques pour balances, compteurs, minuteries et panneaux de commande simples. La couleur orange est souvent préférée dans les environnements où l'affichage doit être facilement distinguable ou où il sert d'indicateur d'avertissement ou d'état. La robustesse et la taille standard en font un choix polyvalent pour les produits électroniques grand public et industriels.

2. Paramètres et spécifications techniques

Une compréhension détaillée des limites et des caractéristiques de fonctionnement du dispositif est cruciale pour une conception de circuit fiable et des performances à long terme.

2.1 Valeurs maximales absolues

Les Valeurs Maximales Absolues définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents au dispositif peuvent survenir. Ces valeurs ne doivent jamais être dépassées, même momentanément, pendant le fonctionnement ou la manipulation. Pour l'ELD-426UYOWB/S530-A3, la tension inverse maximale (V_R) est de 5V. L'application d'une tension inverse plus élevée peut endommager la jonction LED. Le courant direct continu maximal (I_F) est de 25 mA. Dépasser ce courant générera une chaleur excessive, dégradant la structure interne de la LED et réduisant sa durée de vie.

Pour le fonctionnement en impulsions, un courant direct de crête plus élevé (I_FP) de 60 mA est autorisé, mais uniquement dans des conditions spécifiques : un rapport cyclique de 1/10 (10%) et une fréquence de 1 kHz. Cela permet de brèves périodes de luminosité plus élevée. La dissipation de puissance maximale (P_d) est de 60 mW, calculée comme le produit de la tension directe et du courant. Le dispositif est conçu pour fonctionner (T_opr) entre -40°C et +85°C, le rendant adapté aux environnements sévères. La température de stockage (T_stg) peut varier de -40°C à +100°C. La température de soudure (T_sol) ne doit pas dépasser 260°C, et le temps de contact du fer à souder doit être de 5 secondes ou moins pour éviter les dommages thermiques au boîtier plastique et aux liaisons internes.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Ces caractéristiques sont mesurées dans des conditions de test standard (Ta=25°C) et représentent les performances typiques du dispositif. L'intensité lumineuse (I_v) a une valeur typique de 12,5 mcd lorsqu'elle est pilotée par un courant direct (I_F) de 10 mA, avec une valeur minimale spécifiée de 5,6 mcd. Il est important de noter que la fiche technique spécifie qu'il s'agit d'une valeur moyenne mesurée sur un segment 7. La tolérance pour l'intensité lumineuse est de ±10%.

Les caractéristiques spectrales définissent la couleur de la lumière émise. La longueur d'onde de crête (λ_p) est typiquement de 611 nm, tandis que la longueur d'onde dominante (λ_d), qui correspond plus étroitement à la couleur perçue, est typiquement de 605 nm (orange). La largeur de bande de rayonnement spectral (Δλ) est typiquement de 17 nm, indiquant l'étalement des longueurs d'onde émises. La tension directe (V_F) est typiquement de 2,0V avec un maximum de 2,4V à I_F=20mA, avec une tolérance de ±0,1V. Le courant inverse (I_R) est très faible, avec un maximum de 100 µA à V_R=5V.

3. Analyse des courbes de performance

Les données graphiques fournissent un aperçu plus approfondi du comportement du dispositif dans des conditions variables.

3.1 Distribution spectrale

La courbe de distribution spectrale (intensité lumineuse relative vs. longueur d'onde) montrerait un pic unique centré autour de 611 nm (typique) avec une largeur d'environ 17 nm à la moitié de l'intensité maximale (FWHM). Cela confirme la sortie monochromatique orange du matériau AlGaInP. Il ne devrait pas y avoir de pics secondaires significatifs, indiquant une émission de couleur pure. La forme de cette courbe est importante pour les applications impliquant la cohérence des couleurs ou le filtrage de longueurs d'onde spécifiques.

3.2 Courant direct vs. Tension directe

La courbe I-V illustre les caractéristiques de diode des segments LED. Elle est non linéaire. À très faible courant, la tension est minimale. Lorsque le courant augmente, la tension directe augmente brusquement puis plus progressivement dans la plage de fonctionnement typique (environ 2,0V à 20 mA). Cette courbe est essentielle pour concevoir le circuit de limitation de courant. Un petit changement de tension d'alimentation peut entraîner un grand changement de courant, c'est pourquoi les LED sont généralement pilotées par des sources de courant constant ou des circuits avec des résistances série appropriées.

3.3 Courbe de déclassement du courant direct

C'est l'une des courbes les plus critiques pour la fiabilité. Elle montre le courant direct continu maximal autorisé en fonction de la température ambiante. À 25°C, les 25 mA complets sont autorisés. Lorsque la température ambiante augmente, le courant maximal autorisé doit être réduit linéairement. En effet, la température de jonction interne de la LED augmente avec à la fois la chaleur ambiante et l'auto-échauffement dû au courant. Dépasser la température de jonction sûre réduit considérablement le flux lumineux et la durée de vie. La courbe montre généralement le courant tombant à zéro à la température de jonction maximale, liée à la température ambiante de fonctionnement maximale de 85°C. Les concepteurs doivent s'assurer que le point de fonctionnement (température ambiante + courant de pilotage) se situe dans la zone sûre définie par cette courbe.

4. Informations mécaniques et de boîtier

4.1 Dimensions du boîtier

Le dessin mécanique fournit les dimensions physiques exactes de l'afficheur. Les mesures clés incluent la hauteur, la largeur et la profondeur totales du boîtier, l'espacement entre les broches, le diamètre et la position des broches, ainsi que la taille et l'emplacement de la fenêtre du chiffre. Le dessin spécifie que les tolérances sont de ±0,25 mm sauf indication contraire. Toutes les dimensions sont en millimètres (mm). Ces informations sont vitales pour la conception du PCB (empreinte), pour assurer un bon ajustement dans le boîtier du produit et pour les processus d'assemblage automatisés.

4.2 Brochage et schéma de circuit interne

Le schéma de circuit interne montre la connexion électrique des segments LED individuels (a, b, c, d, e, f, g, et souvent un point décimal DP) aux broches externes. Pour une configuration à cathode commune ou anode commune, il indique quelle broche est la connexion commune. Ce schéma est essentiel pour câbler correctement l'afficheur au circuit de pilotage (par exemple, un microcontrôleur ou un CI décodeur). Connecter la broche commune de manière incorrecte empêchera l'afficheur de s'allumer.

5. Directives d'assemblage et de manipulation

5.1 Recommandations de soudure

La fiche technique spécifie une température de soudure maximale de 260°C avec un temps de contact de 5 secondes ou moins. Cela s'applique aux processus de soudure manuelle et de soudure à la vague. Une exposition prolongée à une température élevée peut faire fondre le boîtier plastique, endommager les liaisons internes par fil ou dégrader la puce LED. Il est recommandé d'utiliser un fer à souder à température contrôlée et de laisser un temps de refroidissement adéquat entre la soudure de plusieurs broches. Pour la soudure à la vague, le profil (préchauffage, trempage, température de pic, refroidissement) doit être contrôlé pour rester dans ces limites.

5.2 Protection contre les décharges électrostatiques (ESD)

Les LED sont des dispositifs semi-conducteurs et sont sensibles aux décharges électrostatiques. L'ESD peut provoquer une défaillance immédiate ou des dommages latents réduisant la fiabilité à long terme. La fiche technique recommande fortement plusieurs mesures anti-ESD pendant la manipulation et l'assemblage : Les opérateurs doivent porter des bracelets antistatiques mis à la terre et travailler sur des tapis antistatiques. Les postes de travail, outils et équipements doivent être correctement mis à la terre. L'utilisation d'ioniseurs est recommandée pour neutraliser les charges statiques sur les matériaux non conducteurs. Le circuit de pilotage doit également inclure une protection contre les surtensions pouvant survenir pendant le fonctionnement.

5.3 Précautions de fonctionnement électrique

Les LED doivent fonctionner en polarisation directe. Le circuit de pilotage doit être conçu pour garantir qu'aucune tension inverse significative n'est appliquée aux segments LED, même lorsqu'ils sont censés être éteints. L'application continue d'une tension inverse, même en dessous du maximum absolu de 5V, peut provoquer une électromigration dans le matériau semi-conducteur, entraînant une augmentation du courant de fuite et une défaillance éventuelle. Cela est souvent résolu dans la conception de circuit en s'assurant que le CI ou le transistor de pilotage ne peut appliquer qu'une tension directe ou une tension inverse très faible lorsqu'il est éteint.

6. Informations sur l'emballage et la commande

6.1 Spécifications d'emballage

Le dispositif est emballé en tubes pour une manipulation automatisée. Le processus d'emballage standard est : 25 pièces par tube, 64 tubes par boîte, et 4 boîtes par carton maître. Cela totalise 6 400 pièces par carton. L'emballage en tube protège les broches contre la flexion et la face de l'afficheur contre les rayures pendant le transport et le stockage.

6.2 Explication des étiquettes

Les étiquettes d'emballage contiennent plusieurs codes pour l'identification et la traçabilité. Les champs clés incluent : CPN (Numéro de pièce client), P/N (Numéro de pièce fabricant : ELD-426UYOWB/S530-A3), QTY (Quantité d'emballage), CAT (Catégorie/Classe d'intensité lumineuse) et LOT No (Numéro de lot pour traçabilité). Comprendre ces étiquettes est important pour la gestion des stocks, le contrôle qualité et pour s'assurer que le bon composant est utilisé en production.

7. Considérations de conception d'application

7.1 Limitation de courant et pilotage

La méthode la plus courante pour piloter un afficheur 7 segments à un chiffre comme celui-ci est d'utiliser une résistance série pour chaque segment (ou une seule résistance sur la broche commune pour les conceptions multiplexées). La valeur de la résistance est calculée à l'aide de la loi d'Ohm : R = (V_supply- V_F) / I_F. Par exemple, avec une alimentation de 5V, un V_Ftypique de 2,0V, et un I_Fsouhaité de 10 mA, la résistance serait (5 - 2,0) / 0,01 = 300 Ohms. Une résistance de 330 Ohms serait un choix standard. Pour le multiplexage multi-chiffres, un CI pilote (comme un registre à décalage 74HC595 ou un pilote LED dédié) est utilisé pour contrôler rapidement les segments et la sélection des chiffres, réduisant le nombre de broches de microcontrôleur nécessaires.

7.2 Gestion thermique

Bien qu'il s'agisse d'un dispositif à faible puissance, les considérations thermiques restent importantes pour la longévité, en particulier dans les applications à température ambiante élevée ou lors d'un pilotage proche du courant maximal. Assurer une circulation d'air adéquate autour de l'afficheur sur le PCB peut aider. Le PCB lui-même peut servir de dissipateur thermique pour les broches. Pour les applications critiques, reportez-vous à la courbe de déclassement du courant direct et faites fonctionner la LED à un courant plus faible si la température ambiante est élevée.

7.3 Considérations optiques

Le fond noir offre un contraste élevé. Lors de la conception du panneau avant ou de la lentille qui couvre l'afficheur, envisagez des matériaux et des revêtements qui minimisent la réflexion et les reflets pour maintenir la lisibilité. L'angle de vision de l'afficheur (impliqué par la résine diffuse) est généralement large, mais cela doit être vérifié si la vision hors axe est critique. La couleur orange peut être filtrée ou apparaître différemment derrière des filtres colorés ou un verre teinté, il est donc recommandé de tester dans l'assemblage final.

8. Comparaison et sélection techniques

Lors de la sélection d'un afficheur sept segments, les principaux critères de différenciation incluent la hauteur du chiffre, la couleur, la luminosité (intensité lumineuse), la tension directe, la consommation d'énergie et le type de boîtier (traversant vs CMS). Les principaux avantages de l'ELD-426UYOWB/S530-A3 sont sa taille standard de 0,4\", sa couleur orange pour une haute visibilité, son intensité lumineuse catégorisée pour l'uniformité et sa construction traversante robuste. Comparé aux afficheurs CMS plus petits, il est plus facile à prototyper et peut être plus adapté aux applications nécessitant une durabilité plus élevée. Comparé à d'autres couleurs, l'orange a souvent une luminosité perçue plus élevée à des niveaux de courant plus faibles que le rouge ou le vert dans certains matériaux semi-conducteurs, et peut être plus visible dans certaines conditions d'éclairage.

9. Questions fréquemment posées (FAQ)

9.1 Quel est l'objectif de la catégorisation de l'intensité lumineuse (CAT) ?

La catégorisation garantit l'uniformité de la luminosité. Les afficheurs du même code CAT auront un flux lumineux similaire. Ceci est crucial lors de l'utilisation de plusieurs afficheurs côte à côte (par exemple, une horloge à 4 chiffres) pour éviter des différences de luminosité notables entre les chiffres, ce qui semblerait peu professionnel.

9.2 Puis-je piloter cet afficheur directement depuis une broche de microcontrôleur ?

Il n'est pas recommandé de piloter un segment LED directement depuis une broche GPIO standard d'un microcontrôleur. La broche GPIO typique ne peut fournir ou absorber que 20-25 mA, ce qui est le maximum absolu pour un segment. Piloter un segment au courant maximum ne laisse aucune marge et risque d'endommager le microcontrôleur si plusieurs segments sont accidentellement allumés. De plus, le courant total pour un chiffre entièrement allumé (les 7 segments) dépasserait largement les capacités d'un microcontrôleur. Utilisez toujours une résistance série et/ou un CI pilote (transistor, tampon, pilote LED dédié).

9.3 Que signifie "sans plomb et conforme RoHS" ?

Cela signifie que le dispositif est fabriqué sans utiliser de plomb (Pb) dans son placage de soudure ou d'autres matériaux, et qu'il est conforme à la directive européenne sur la Restriction des Substances Dangereuses. Cela rend le composant adapté aux produits vendus sur la plupart des marchés mondiaux, qui ont adopté des réglementations environnementales similaires.

9.4 Comment déterminer la broche commune (anode ou cathode) ?

Le schéma de circuit interne dans la section des dimensions du boîtier de la fiche technique montrera clairement le brochage. Il indiquera quelle broche est connectée à toutes les anodes (anode commune) ou à toutes les cathodes (cathode commune) des LED des segments. Vous devez le savoir pour concevoir correctement votre circuit de pilotage. Si le schéma n'est pas disponible, un test simple avec une alimentation à courant limité (par exemple, 3V avec une résistance de 1k en série) peut être utilisé pour tester les paires de broches.