Fiche technique de l'afficheur sept segments ELT-512SYGWA/S530-E2 0,56 pouce - Taille 14,22mm - Tension directe 2,0V - Jaune-vert brillant - Documentation technique en français

1. Vue d'ensemble du produit

L'ELT-512SYGWA/S530-E2 est un afficheur alphanumérique sept segments de haute fiabilité, conçu pour des affichages numériques clairs dans diverses applications électroniques. Il appartient à la catégorie des afficheurs à trous traversants, présentant un encombrement industriel standard pour une intégration aisée dans les conceptions de CI existantes. La proposition de valeur principale de ce composant réside dans sa combinaison d'une bonne visibilité, d'un emballage standardisé et de sa conformité aux réglementations environnementales modernes.

Le dispositif est construit avec une surface grise et des segments blancs diffusants. Cette conception spécifique améliore le contraste et la lisibilité, particulièrement dans des environnements à lumière ambiante vive, le rendant adapté aux applications où la clarté de l'affichage est primordiale. La couleur émise est un jaune-vert brillant, obtenue grâce à l'utilisation du matériau semi-conducteur AlGaInP (Phosphure d'Aluminium Gallium Indium). Ce choix de matériau est reconnu pour son efficacité et sa production de couleur spécifique dans le spectre jaune-vert.

1.1 Avantages principaux et marché cible

Les avantages principaux de ce module d'affichage incluent safaible consommation d'énergie, ce qui est crucial pour les appareils fonctionnant sur batterie ou à haute efficacité énergétique. Il est catégorisé selon l'intensité lumineuse, permettant aux concepteurs de sélectionner des composants avec des niveaux de luminosité cohérents pour un aspect uniforme du panneau. De plus, le dispositif estsans plomb et conforme RoHS, répondant aux normes internationales de restriction des substances dangereuses, ce qui est essentiel pour la fabrication électronique moderne.

Les applications cibles sont clairement orientées vers les interfaces fonctionnelles, industrielles et grand public. Les marchés clés incluent :

• Électroménager :Minuteries, affichages de température, indicateurs sur panneaux de commande de fours, micro-ondes, machines à laver, etc.
• Tableaux de bord :Équipements de test et de mesure, systèmes de contrôle industriel, outils de diagnostic automobile (affichages secondaires).
• Affichages numériques :Tout appareil nécessitant une sortie numérique ou alphanumérique limitée, tels que les horloges, compteurs, balances et enregistreurs de données simples.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

Cette section fournit une interprétation détaillée et objective des paramètres électriques, optiques et thermiques spécifiés dans la fiche technique. Comprendre ces limites et caractéristiques est crucial pour une conception de circuit fiable.

2.1 Caractéristiques maximales absolues

Les Caractéristiques Maximales Absolues définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents au dispositif peuvent survenir. Ce ne sont pas des conditions de fonctionnement normal.

• Tension inverse (V_R):5V. Dépasser cette tension en polarisation inverse peut provoquer une rupture de jonction.
• Courant direct (I_F):25 mA DC. C'est le courant continu maximal autorisé à travers un segment.
• Courant direct de crête (I_FP):60 mA. Ce courant plus élevé n'est permis qu'en conditions pulsées (rapport cyclique ≤ 10%, fréquence ≤ 1 kHz), ce qui peut être utilisé pour le multiplexage ou un bref renforcement d'intensité.
• Dissipation de puissance (P_d):60 mW. C'est la puissance maximale qui peut être dissipée en toute sécurité sous forme de chaleur, généralement calculée comme V_F* I_F.
• Température de fonctionnement et de stockage :-40°C à +85°C (fonctionnement), -40°C à +100°C (stockage). La large plage assure le fonctionnement dans des environnements difficiles.
• Température de soudure :260°C pendant ≤ 5 secondes. Ceci guide les processus de soudure à la vague ou manuelle.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Ces paramètres sont mesurés dans des conditions de test standard (Ta=25°C) et définissent la performance du dispositif.

• Intensité lumineuse (I_v):2,8 mcd (Min), 4,5 mcd (Typ) à I_F=10mA. C'est la sortie lumineuse moyenne par segment. La fiche technique note une tolérance de ±10% sur cette valeur. La catégorisation mentionnée dans les caractéristiques fait référence au tri des dispositifs basé sur la I_vmesurée en lots cohérents.
• Longueur d'onde de crête (λ_p):575 nm (Typ). C'est la longueur d'onde à laquelle l'émission spectrale est la plus forte.
• Longueur d'onde dominante (λ_d):573 nm (Typ). C'est la longueur d'onde perçue par l'œil humain, définissant la couleur (jaune-vert).
• Largeur de bande spectrale (Δλ):20 nm (Typ). Ceci indique la plage de longueurs d'onde émises, centrée autour du pic.
• Tension directe (V_F):2,0V (Typ), 2,4V (Max) à I_F=20mA. Les concepteurs doivent s'assurer que le circuit de pilotage peut fournir au moins cette tension. Une tolérance de ±0,1V est spécifiée.
• Courant inverse (I_R):100 µA (Max) à V_R=5V. C'est le faible courant de fuite lorsque le dispositif est polarisé en inverse.

3. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fournit des courbes caractéristiques typiques essentielles pour comprendre le comportement dans des conditions non standard.

3.1 Distribution spectrale

La courbe spectrale (Intensité Lumineuse Relative vs. Longueur d'onde) montrerait une distribution en forme de cloche centrée autour de 575 nm avec une largeur typique (FWHM) de 20 nm. Ceci confirme le point de couleur jaune-vert et permet une analyse dans les applications sensibles à des longueurs d'onde spécifiques.

3.2 Courant direct vs. Tension directe (Courbe I-V)

Cette courbe est non linéaire. Pour une LED AlGaInP typique, la tension reste relativement basse jusqu'au seuil de conduction (environ 1,8-2,0V pour cette couleur), après quoi elle augmente plus fortement avec le courant. La V_Fspécifiée de 2,0V à 20mA est un point sur cette courbe. Les concepteurs l'utilisent pour calculer les valeurs de résistance série : R = (V_alimentation- V_F) / I_F.

3.3 Courbe de déclassement du courant direct

Ce graphique critique montre le courant direct continu maximal autorisé en fonction de la température ambiante. Lorsque la température augmente, le courant maximal sûr diminue linéairement de 25 mA à 25°C à 0 mA à la température de jonction maximale (impliquée par le point final de la courbe, probablement autour de 100-110°C). Ceci est dû à la capacité réduite de dissipation thermique à des températures ambiantes plus élevées. Pour un fonctionnement fiable au-dessus de 25°C, le courant de pilotage doit être réduit en conséquence.

4. Informations mécaniques et d'emballage

4.1 Dimensions du boîtier

L'afficheur a une hauteur de chiffre de 14,22 mm (0,56 pouce). Le dessin de dimension détaillé montre un encombrement standard de type boîtier double en ligne (DIP). Les notes mécaniques clés incluent une tolérance standard de ±0,25mm sauf indication contraire. L'espacement des broches et les dimensions globales sont conçus pour la compatibilité avec les dispositions de CI standard et les supports.

4.2 Schéma de circuit interne et polarité

Le schéma de circuit interne révèle une configuration à cathode commune. Toutes les cathodes (bornes négatives) des sept segments (et typiquement le point décimal, s'il est présent) sont connectées en interne à une ou deux broches communes. L'anode (borne positive) de chaque segment est amenée à une broche séparée. Cette configuration est courante pour le pilotage multiplexé, où la cathode commune est commutée à la masse tandis que les anodes des segments désirés sont pilotées à l'état haut.

5. Recommandations de soudure et d'assemblage

Bien que des profils de refusion spécifiques ne soient pas fournis pour ce composant à trous traversants, la fiche technique donne des limites claires pour la soudure manuelle ou à la vague.

• Soudure :La température de soudure maximale est de 260°C, et le temps d'exposition à cette température ne doit pas dépasser 5 secondes. Ceci prévient les dommages thermiques au boîtier plastique et aux liaisons internes.
• Protection contre les décharges électrostatiques (ESD) :Le dispositif est sensible aux ESD. La fiche technique recommande fortement des mesures de contrôle ESD standard pendant la manipulation et l'assemblage : utiliser des bracelets de mise à la terre, des postes de travail antistatiques, des tapis de sol conducteurs et une mise à la terre correcte pour tout l'équipement. Si des matériaux isolants sont présents, des ioniseurs ou d'autres méthodes de neutralisation de charge doivent être employés.
• Conditions de stockage :Les dispositifs doivent être stockés dans la plage de température spécifiée de -40°C à +100°C dans un environnement sec et antistatique.

6. Informations d'emballage et de commande

6.1 Spécifications d'emballage

Les composants sont emballés dans des tubes pour insertion automatisée ou manipulation manuelle. Le flux d'emballage standard est :13 pièces par tube → 63 tubes par boîte → 4 boîtes par carton. Cela totalise 3 276 pièces par carton (13 * 63 * 4).

6.2 Explication de l'étiquette

L'étiquette d'emballage contient plusieurs codes :

• CPN :Numéro de produit du client (pour référence client).
• P/N :Le numéro de produit du fabricant (ELT-512SYGWA/S530-E2).
• QTY :Quantité d'emballage.
• CAT :Classe d'intensité lumineuse (la catégorie de tri).
• LOT No :Numéro de lot traçable pour le contrôle qualité.

Cet étiquetage assure la traçabilité et aide à sélectionner la classe de luminosité correcte pour une application.

7. Considérations de conception pour l'application

7.1 Conception du circuit de pilotage

Pour piloter un seul segment au courant direct typique de 20mA avec une alimentation de 5V, une résistance série limitant le courant est requise. En utilisant la V_Ftypique de 2,0V : R = (5V - 2,0V) / 0,020A = 150 Ω. Une résistance standard de 150Ω donnerait I_F≈ 20mA. La puissance dissipée dans la résistance est (3V * 0,02A) = 60 mW, donc une résistance de 1/8W (125mW) ou 1/4W convient. Pour le multiplexage de plusieurs chiffres, le courant de crête par segment peut être plus élevé (jusqu'à I_FP=60mA) mais le courant moyen doit rester dans la limite I_Fcontinue, calculée par le rapport cyclique.

7.2 Conception pour la fiabilité

Gestion thermique :Observer la courbe de déclassement du courant. Dans un environnement à haute température (par exemple, à l'intérieur d'un appareil), réduire le courant de pilotage pour éviter la surchauffe et le vieillissement prématuré.Protection ESD :Intégrer des diodes de protection ESD sur les lignes du CI connectées aux broches de l'afficheur, surtout si l'interface est exposée au contact de l'utilisateur.Angle de vision :Les segments blancs diffusants offrent un large angle de vision, mais la distribution angulaire exacte de l'intensité n'est pas spécifiée. Pour les applications de vision critique, un prototypage est recommandé.

8. Comparaison et différenciation techniques

Comparé aux technologies plus anciennes ou aux afficheurs plus petits, l'ELT-512SYGWA/S530-E2 offre des avantages spécifiques :

• vs. Afficheurs à incandescence ou VFD :Consommation d'énergie beaucoup plus faible, durée de vie plus longue et pas de filament à griller. Cependant, il nécessite une régulation de courant, pas seulement de tension.
• vs. Afficheurs LED plus petits (ex. 0,3\") :La taille de chiffre plus grande (0,56\") offre une meilleure visibilité à distance, au prix d'un encombrement plus important sur le CI.
• vs. LCD :Les LED sont émissives et donc facilement lisibles dans des conditions de faible éclairage sans rétroéclairage, mais consomment plus d'énergie que les LCD réfléchissants en pleine lumière.
• Différenciateur clé :La combinaison de la couleur jaune-vert spécifique (AlGaInP), de la taille standard industrielle de 0,56\", de la configuration à cathode commune et de la conformité RoHS en fait une solution bien définie pour un ensemble spécifique d'applications.

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

Q1 : Puis-je piloter cet afficheur directement depuis une broche de microcontrôleur ?R : Non. Une broche de MCU typique ne peut fournir/absorber que 20-25mA, ce qui est la limite pour un segment. Piloter plusieurs segments ou la cathode commune (qui transporte la somme des courants des segments allumés) dépasserait la capacité du MCU. Utilisez des transistors de pilotage ou des circuits intégrés dédiés pour LED.

Q2 : Pourquoi mon afficheur est-il moins lumineux que prévu ?R : Premièrement, vérifiez le courant direct. Une résistance série plus élevée que calculée réduira le courant et la luminosité. Deuxièmement, vérifiez la classe d'intensité lumineuse (code CAT) ; vous pourriez avoir une unité de l'extrémité basse de la plage (plus proche de 2,8 mcd). Troisièmement, assurez-vous que la tension directe de votre unité spécifique n'est pas à l'extrémité haute de la tolérance, ce qui réduirait aussi le courant pour une valeur de résistance fixe.

Q3 : Un dissipateur thermique est-il requis ?R : Pour un fonctionnement continu au I_Fmax de 25mA près de la température ambiante, aucun dissipateur thermique supplémentaire n'est typiquement nécessaire pour un seul chiffre. Cependant, si plusieurs chiffres sont regroupés densément ou fonctionnent dans une température ambiante élevée, la disposition du CI doit permettre une certaine dissipation thermique via les pistes de cuivre connectées aux broches.

10. Étude de cas de conception pratique

Scénario :Conception d'un minuteur simple à 4 chiffres pour un appareil électroménager fonctionnant jusqu'à 50°C ambiant.

Étapes de conception :

1. Sélection du courant :Consultez la courbe de déclassement. À 50°C, le courant continu maximal est déclassé. En supposant un déclassement linéaire de 25mA@25°C à 0mA@~100°C, le courant autorisé à 50°C est d'environ 18-20mA. Nous choisissons 15mA par segment pour une marge de sécurité et une longue durée de vie.
2. Calcul de la résistance :En utilisant V_alimentation= 5V, V_F(max) = 2,4V, I_F= 15mA. R = (5 - 2,4) / 0,015 = 173 Ω. Utilisez la valeur standard suivante, 180 Ω. Recalculez le courant réel avec V_Ftypique : I = (5 - 2,0) / 180 = 16,7mA (acceptable).
3. Circuit de pilotage :Utilisez un microcontrôleur avec un circuit intégré décodeur/pilote 4-vers-16 (comme un registre à décalage 74HC595 avec résistances limitant le courant) ou un pilote LED multiplexé dédié. La cathode commune de chaque chiffre sera commutée par un transistor PNP ou un MOSFET canal N capable d'absorber le courant total de jusqu'à 8 segments allumés (8 * 16,7mA ≈ 134mA).
4. Disposition du CI :Placez les résistances limitant le courant près du circuit intégré de pilotage, pas de l'afficheur. Assurez-vous que les pistes vers les broches de cathode commune sont suffisamment larges pour gérer le courant de cathode de crête.

Cette approche assure un fonctionnement fiable dans les spécifications du composant.

11. Principe de fonctionnement

Un afficheur sept segments est un assemblage de diodes électroluminescentes (LED) disposées en forme de huit. Chaque segment (nommé a, b, c, d, e, f, g, et parfois dp pour le point décimal) est une LED individuelle. En appliquant une tension directe (dépassant la tension de seuil de la diode, ~2,0V ici) et en limitant le courant avec une résistance série, les électrons et les trous se recombinent dans la région active du semi-conducteur AlGaInP, libérant de l'énergie sous forme de photons. La composition spécifique de l'alliage AlGaInP détermine la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise, dans ce cas, le jaune-vert (573-575 nm). La résine blanche diffusante sur la puce LED diffuse la lumière, créant une apparence de segment uniformément éclairé.

12. Tendances technologiques

Bien que les afficheurs sept segments à trous traversants traditionnels comme celui-ci restent vitaux pour la fiabilité et la facilité de maintenance dans les applications industrielles et d'électroménager, la tendance générale de la technologie d'affichage évolue vers les boîtiers CMS (Composants Montés en Surface) pour une densité plus élevée et un assemblage automatisé. De plus, pour des informations plus complexes, les afficheurs OLED à matrice de points ou les écrans LCD TFT sont de plus en plus courants. Cependant, pour les affichages numériques simples, lumineux, peu coûteux et très fiables, les afficheurs sept segments LED continuent d'avoir une place forte. Les développements futurs pourraient inclure des matériaux encore plus efficaces, des circuits de pilotage intégrés dans le boîtier, et une gamme plus large de couleurs et de tailles en format CMS, mais le principe fondamental et l'application des afficheurs à segments discrets devraient persister dans des segments de marché spécifiques.