Fiche technique de l'afficheur sept segments ELS-2326SURWA/S530-A3 - Hauteur de chiffre 57,0 mm - Tension directe 2,0 V - Rouge brillant - Document technique en français

1. Vue d'ensemble du produit

L'ELS-2326SURWA/S530-A3 est un afficheur alphanumérique sept segments à montage traversant, conçu pour les applications nécessitant une lecture numérique claire et fiable dans diverses conditions d'éclairage. Cet appareil appartient à une famille de composants standard industriel réputés pour leur durabilité et leurs performances constantes.

1.1 Caractéristiques et avantages principaux

Les principaux avantages de ce module d'affichage découlent de sa conception et du choix des matériaux. Il présente un encombrement standard industriel, garantissant la compatibilité avec les cartes de circuits imprimés et les supports existants conçus pour des composants similaires. Un avantage clé est sa faible consommation d'énergie, ce qui le rend adapté aux applications alimentées par batterie ou sensibles à l'énergie. L'appareil est fabriqué à partir de matériaux sans plomb et est entièrement conforme à la directive RoHS, répondant ainsi aux exigences environnementales et réglementaires modernes. Les segments sont blancs, sur un fond gris, ce qui offre un rapport de contraste élevé pour une meilleure lisibilité.

1.2 Marché cible et positionnement

Cet afficheur est destiné à des applications économiques axées sur la fiabilité, où une indication numérique claire est primordiale. Sa conception privilégie les performances à long terme dans des environnements de fonctionnement standard plutôt que dans des conditions extrêmes nécessitant des composants spécialisés.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

Les performances de l'ELS-2326SURWA/S530-A3 sont définies par un ensemble de paramètres électriques, optiques et thermiques que les concepteurs doivent prendre en compte pour une mise en œuvre réussie.

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents peuvent survenir sur l'appareil. Elles ne sont pas destinées au fonctionnement normal.

• Tension inverse (V_R) :5 V. Dépasser cette tension en polarisation inverse peut provoquer une rupture de jonction.
• Courant direct continu (I_F) :25 mA. C'est le courant continu maximal qui peut être appliqué en continu à chaque segment.
• Courant direct de crête (I_FP) :60 mA. Ceci n'est permis qu'en conditions pulsées (rapport cyclique ≤ 10 %, fréquence ≤ 1 kHz) et ne doit pas être utilisé pour un fonctionnement en continu.
• Dissipation de puissance (P_d) :60 mW. La puissance maximale pouvant être dissipée sous forme de chaleur, calculée comme Tension directe (V_F) × Courant direct (I_F).
• Température de fonctionnement (T_opr) :-40°C à +85°C. La plage de température ambiante dans laquelle l'appareil est spécifié pour fonctionner correctement.
• Température de stockage (T_stg) :-40°C à +100°C.
• Température de soudure (T_sol) :260°C pendant un maximum de 5 secondes. Ceci est critique pour les procédés de soudure à la vague ou manuelle afin de prévenir les dommages thermiques à la résine époxy et aux liaisons internes.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Mesurées à une température de jonction standard (T_a= 25°C), ces paramètres définissent la sortie lumineuse et le comportement électrique de l'appareil dans des conditions de fonctionnement normales.

• Intensité lumineuse (I_v) :15 mcd (Min), 34 mcd (Typ) à I_F= 10 mA. C'est la sortie lumineuse moyenne par segment. Une tolérance de ±10 % est appliquée à cette valeur, ce qui signifie que les appareils sont triés ou catégorisés en fonction de l'intensité mesurée.
• Longueur d'onde de crête (λ_p) :632 nm (Typ). La longueur d'onde à laquelle l'émission spectrale est la plus forte. C'est un paramètre clé pour la couleur perçue (rouge brillant).
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :624 nm (Typ). La longueur d'onde unique qui correspond le mieux à la couleur perçue de la lumière, qui peut différer légèrement de la longueur d'onde de crête.
• Largeur de bande spectrale (Δλ) :20 nm (Typ). La plage de longueurs d'onde émises, mesurée à la moitié de l'intensité de crête (largeur à mi-hauteur). Une bande passante plus étroite indique une couleur spectralement plus pure.
• Tension directe (V_F) :2,0 V (Typ), 2,4 V (Max) à I_F= 20 mA. C'est la chute de tension aux bornes de la LED en fonctionnement. Le circuit de commande doit être conçu pour fournir une tension suffisante. Une tolérance de ±0,1V est spécifiée.
• Courant inverse (I_R) :100 µA (Max) à V_R= 5 V. C'est le faible courant de fuite qui circule lorsque l'appareil est polarisé en inverse dans les limites de sa valeur maximale.

3. Système de tri et de catégorisation

La fiche technique indique que les appareils sont"Catégorisés selon l'intensité lumineuse."Cela fait référence à une pratique courante dans la fabrication de LED connue sous le nom de "binning" (tri).

3.1 Tri par intensité lumineuse

En raison des variations inhérentes à la croissance épitaxiale du semi-conducteur et au processus de fabrication, la sortie lumineuse des LED peut varier. Pour garantir une cohérence pour l'utilisateur final, les fabricants testent et trient les LED en groupes en fonction de leur intensité lumineuse mesurée. L'ELS-2326SURWA/S530-A3 a une intensité typique de 34 mcd avec un minimum de 15 mcd. Les appareils achetés se situeront dans une plage d'intensité spécifique (bin), qui doit être cohérente au sein d'un même lot de production ou d'une même commande. L'explication de l'étiquette inclut "CAT : Rang d'intensité lumineuse", confirmant cette pratique.

3.2 Cohérence de la tension directe

Bien que non explicitement décrit comme un paramètre trié, la tolérance serrée sur la tension directe (±0,1V) suggère un contrôle de processus rigoureux. Une V_Fcohérente est importante pour concevoir des circuits simples de limitation de courant par résistance série, car elle minimise la variation de luminosité entre les segments lorsqu'ils sont alimentés par une source de tension commune.

4. Analyse des courbes de performance

Les données graphiques donnent un aperçu de la façon dont les paramètres changent avec les conditions de fonctionnement.

4.1 Distribution spectrale

La courbe spectrale montre l'intensité relative de la lumière émise à différentes longueurs d'onde. Pour cet appareil à base d'AlGaInP, la courbe sera centrée autour de 632 nm (crête) avec une largeur de bande typique de 20 nm. Cette courbe confirme la couleur monochromatique "rouge brillant" sans émission significative dans d'autres bandes de couleur.

4.2 Courant direct vs Tension directe (Courbe I-V)

Cette courbe illustre la relation non linéaire entre le courant et la tension dans une diode semi-conductrice. Pour la LED, une petite augmentation de la tension au-delà du seuil de conduction (~1,8V) provoque une augmentation exponentielle importante du courant. C'est pourquoi les LED doivent être pilotées par une source à courant limité (par exemple, un pilote à courant constant ou une résistance série), et non par une source de tension constante, pour éviter l'emballement thermique et la destruction.

4.3 Courbe de déclassement du courant direct

C'est l'un des graphiques les plus critiques pour une conception fiable. Il montre comment le courant direct continu maximal autorisé (I_F) doit être réduit à mesure que la température ambiante augmente. À 25°C, les 25 mA complets sont autorisés. Lorsque la température augmente vers la température de fonctionnement maximale de 85°C, le courant admissible diminue significativement. Ce déclassement est nécessaire car la température de jonction interne de la LED augmente à la fois avec la température ambiante et l'auto-échauffement dû au courant. Dépasser la température de jonction sûre dégrade la sortie lumineuse et raccourcit considérablement la durée de vie. Les concepteurs doivent utiliser cette courbe pour sélectionner un courant de fonctionnement approprié pour la pire température ambiante de leur application.

5. Informations mécaniques et de boîtier

5.1 Dimensions physiques

L'appareil a une hauteur de chiffre de 57,0 mm (2,24 pouces), ce qui le classe comme un afficheur grand format adapté à une visualisation à distance. Le dessin des dimensions du boîtier fournit des mesures détaillées pour le corps de l'afficheur, l'espacement et la taille des broches traversantes, et la disposition des segments. Une tolérance générale de ±0,25 mm s'applique sauf indication contraire. Le dessin est essentiel pour créer l'empreinte PCB, assurer un ajustement correct et définir la zone d'exclusion sur la carte.

5.2 Brochage et schéma de circuit interne

Le schéma de circuit interne montre la connexion électrique des segments individuels (a à g) et la connexion commune. Cet afficheur utilise une configuration à anode commune, ce qui signifie que les anodes (côtés positifs) de tous les segments LED sont connectées ensemble en interne à une broche commune (ou un ensemble de broches). Les cathodes (côtés négatifs) de chaque segment sont amenées à des broches individuelles. Pour allumer un segment, la broche d'anode commune est connectée à une alimentation positive, et la broche de cathode correspondante est mise à la masse (mise à la terre) via une résistance de limitation de courant. Le diagramme de brochage spécifie quelle broche physique correspond à chaque cathode de segment et à l'anode commune.

6. Directives de soudure et d'assemblage

Une manipulation appropriée est requise pour maintenir l'intégrité et les performances de l'appareil.

6.1 Paramètres de soudure

La valeur maximale absolue spécifie une température de soudure de 260°C pendant un maximum de 5 secondes. Ceci s'applique à la température des broches/fils pendant la soudure à la vague ou la soudure manuelle. Pour la soudure par refusion, un profil standard sans plomb avec une température de pointe ne dépassant pas 260°C doit être utilisé. Une exposition prolongée à une température élevée peut endommager les liaisons internes des fils, dégrader le boîtier en époxy ou provoquer un délaminage.

6.2 Protection contre les décharges électrostatiques (ESD)

La fiche technique contient un avertissement fort concernant la sensibilité aux ESD. La puce semi-conductrice AlGaInP est vulnérable aux dommages causés par l'électricité statique, ce qui peut entraîner une défaillance immédiate ou des défauts latents réduisant la fiabilité à long terme. Les précautions obligatoires incluent : les opérateurs portant des bracelets de mise à la terre ; l'utilisation de postes de travail, tapis et outils antistatiques ; s'assurer que tout l'équipement est correctement mis à la terre ; et stocker/transporter les appareils dans un emballage conducteur ou antistatique. Des ioniseurs peuvent être utilisés pour neutraliser la charge sur les matériaux non conducteurs dans la zone de travail.

6.3 Conditions de stockage

Les appareils doivent être stockés dans la plage de température de stockage spécifiée de -40°C à +100°C, dans un environnement sec pour éviter l'absorption d'humidité, et dans leur emballage de protection ESD d'origine jusqu'à leur utilisation.

7. Informations sur l'emballage et la commande

7.1 Spécification d'emballage

L'appareil suit un processus d'emballage spécifique : 10 pièces sont emballées dans un tube pour la protection mécanique et la manipulation. 10 tubes sont ensuite placés dans une boîte. Enfin, 4 boîtes sont emballées dans un carton d'expédition principal. Cet emballage hiérarchique (10 PCS/Tube → 10 Tubes/Boîte → 4 Boîtes/Carton) est courant pour les composants traversants et facilite la gestion des stocks et l'assemblage automatisé.

7.2 Explication de l'étiquette

Les étiquettes sur l'emballage contiennent plusieurs codes : CPN (Numéro de pièce client), P/N (Numéro de pièce fabricant : ELS-2326SURWA/S530-A3), QTY (Quantité), CAT (Catégorie/Rang d'intensité lumineuse) et LOT No (Numéro de lot de fabrication traçable). Le code "CAT" est crucial pour garantir la cohérence de la luminosité sur une série de production.

8. Notes d'application et considérations de conception

8.1 Scénarios d'application typiques

La fiche technique suggère trois applications principales : Électroménager (par exemple, minuteries de four, affichages de lave-linge), Tableaux de bord (pour équipements industriels, instruments de test, ou après-vente automobile), et Afficheurs numériques généraux. Sa grande taille et son bon contraste le rendent adapté aux applications où l'afficheur doit être lu à plusieurs mètres de distance ou sous un éclairage ambiant raisonnablement lumineux.

8.2 Conception du circuit de pilotage

La conception du circuit de pilotage nécessite plusieurs calculs clés. Tout d'abord, déterminer le courant de fonctionnement (I_F) en fonction de la luminosité requise et de la température ambiante en utilisant la courbe de déclassement. Une valeur typique pourrait être de 10-20 mA. Pour une conception simple avec résistance série et un afficheur à anode commune connecté à une tension d'alimentation V_CC, la valeur de la résistance pour chaque segment est : R = (V_CC- V_F) / I_F. En utilisant la V_Ftypique de 2,0V et une alimentation de 5V avec I_F=15mA, on obtient R = (5 - 2,0) / 0,015 = 200 Ω. La puissance nominale de la résistance doit être d'au moins I_F²² × R = (0,015)² × 200 = 0,045W, donc une résistance standard de 1/8W (0,125W) est suffisante. Pour multiplexer plusieurs chiffres, des circuits intégrés de pilotage dédiés (comme les registres à décalage 74HC595 ou les pilotes d'afficheur MAX7219) sont couramment utilisés pour contrôler les cathodes des segments et les anodes des chiffres, réduisant ainsi considérablement le nombre de broches d'E/S de microcontrôleur requises.²8.3 Gestion thermique

Bien que ce ne soit pas un appareil de haute puissance, les considérations thermiques restent importantes pour la longévité. Assurez-vous d'un espacement adéquat sur le PCB pour permettre une certaine circulation d'air. Évitez de placer l'afficheur près d'autres sources de chaleur importantes. Respecter la courbe de déclassement du courant est la principale méthode de gestion thermique. La large plage de température de fonctionnement (-40°C à +85°C) indique une robustesse pour la plupart des environnements intérieurs et de nombreux environnements extérieurs.

9. Comparaison et différenciation technique

L'ELS-2326SURWA/S530-A3 se distingue par sa combinaison spécifique d'attributs : une grande hauteur de chiffre de 57,0 mm, un montage traversant, une émission rouge brillant AlGaInP et une configuration à anode commune. Comparé aux afficheurs plus petits (par exemple, 14,2 mm ou 20 mm), il offre une visibilité supérieure à distance. Comparé aux afficheurs à montage en surface (SMD), les versions traversantes comme celle-ci sont souvent perçues comme plus robustes pour les environnements à fortes vibrations ou les applications nécessitant une réparation manuelle, et elles sont généralement plus faciles à prototyper. Le système de matériau AlGaInP offre une efficacité élevée et une bonne pureté de couleur dans le spectre rouge/orange/ambre par rapport aux technologies plus anciennes.

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

Q : Puis-je piloter cet afficheur directement depuis une broche de microcontrôleur 5V ?

R : Non. Une broche de microcontrôleur ne peut pas fournir ou absorber suffisamment de courant (typiquement 20-40 mA max par broche, avec une limite totale du boîtier) pour piloter plusieurs segments avec luminosité. Plus important encore, une LED doit avoir son courant limité. La connecter directement à une source de tension sans résistance série tenterait de tirer un courant excessif, endommageant à la fois la LED et éventuellement la broche du microcontrôleur. Utilisez toujours une résistance série de limitation de courant ou un pilote à courant constant dédié.

Q : Pourquoi mon afficheur est-il faible lorsque je le fais fonctionner à 85°C, même si j'utilise le même courant qu'à température ambiante ?

R : L'efficacité lumineuse de la LED (sortie lumineuse par unité d'entrée électrique) diminue lorsque la température de jonction augmente. C'est une propriété fondamentale des semi-conducteurs. De plus, la courbe de déclassement vous oblige à

réduirele courant de fonctionnement à haute température ambiante pour éviter la surchauffe. Les deux effets contribuent à une luminosité réduite à haute température.Q : Que signifie "Sans plomb et conforme RoHS" pour ma conception ?

R : Cela signifie que l'appareil ne contient pas de plomb (Pb) ou d'autres substances dangereuses restreintes définies par la directive RoHS (Restriction des substances dangereuses). C'est une exigence légale pour la vente de produits électroniques dans de nombreuses régions, y compris l'Union européenne. Cela affecte également votre processus de soudure, nécessitant l'utilisation de soudure sans plomb avec un point de fusion plus élevé, c'est pourquoi la cote de soudure à 260°C est importante.

Q : La tension directe est de 2,0V typique. Puis-je l'alimenter depuis un système 3,3V ?

R : Oui, absolument. Avec une alimentation de 3,3V (V

), la valeur de la résistance série serait recalculée. Pour I_CC=15mA : R = (3,3 - 2,0) / 0,015 ≈ 87 Ω. Assurez-vous que votre circuit de pilotage (microcontrôleur, circuit intégré de pilotage) peut gérer le courant du segment lors de la mise à la masse de la cathode._F11. Étude de cas de conception et d'utilisation

Scénario : Conception d'un minuteur numérique simple pour un incubateur de laboratoire.

L'afficheur doit être lisible de l'autre côté de la pièce sous l'éclairage ambiant du laboratoire. La hauteur de 57,0 mm de l'ELS-2326SURWA/S530-A3 est choisie pour la visibilité. L'incubateur a un microcontrôleur interne fonctionnant à 5V. Une configuration à anode commune est sélectionnée pour sa simplicité. La conception utilise un seul registre à décalage 74HC595 pour contrôler les 7 cathodes de segments, et un réseau de transistors (par exemple, ULN2003) pour absorber le courant pour les anodes communes de 4 chiffres, permettant le multiplexage. Le courant de fonctionnement est fixé à 12 mA par segment pour assurer une bonne luminosité tout en restant bien en dessous de la limite de 25mA et en laissant une marge pour le déclassement thermique à l'intérieur de l'enceinte chaude de l'incubateur (max ~40°C). Des résistances série de 220 Ω sont utilisées ((5V - 2,0V)/0,012A ≈ 250Ω ; 220Ω est la valeur standard la plus proche, résultant en I

≈ 13,6mA). Le placement des composants sur le PCB inclut l'empreinte exacte de la fiche technique, et lors de l'assemblage, les techniciens utilisent des bracelets antistatiques et un fer à souder à température contrôlée réglé à 350°C avec des soudures rapides de moins de 3 secondes par broche._F12. Principe de fonctionnement

Un afficheur sept segments est un assemblage de sept barres de diodes électroluminescentes (LED) disposées en forme de huit. Chaque barre est une LED indépendante. En allumant sélectivement des combinaisons spécifiques de ces sept segments, tous les chiffres décimaux (0-9) et certaines lettres peuvent être formés. Dans un afficheur à anode commune comme celui-ci, toutes les anodes (bornes positives) des segments LED sont connectées ensemble à un nœud commun. Les cathodes (bornes négatives) sont séparées. Pour allumer un segment, une tension positive est appliquée à l'anode commune, et la cathode du segment souhaité est connectée à une tension inférieure (généralement la masse) via un circuit de limitation de courant. Le matériau semi-conducteur AlGaInP (Phosphure d'Aluminium Gallium Indium) utilisé dans cet appareil est un composé à bande interdite directe spécialement conçu pour émettre de la lumière dans la région rouge à ambre du spectre visible lorsque les électrons se recombinent avec les trous à travers la bande interdite, un processus appelé électroluminescence.

13. Tendances technologiques

Le marché des afficheurs sept segments discrets est largement stable, les types traversants comme celui-ci servant les conceptions héritées, les marchés de réparation et les applications où la robustesse est valorisée. La tendance plus large dans la technologie d'affichage va vers les dispositifs à montage en surface (SMD) pour l'assemblage automatisé, les modules multi-chiffres à plus haute densité, et l'intégration des contrôleurs et pilotes dans le boîtier d'affichage. Il y a également une tendance vers des gammes de couleurs plus larges et l'utilisation de phosphores avancés dans les LED blanches, mais pour les indicateurs rouges monochromes, l'AlGaInP reste la technologie haute efficacité dominante. Les principes de pilotage en courant, de gestion thermique et de protection ESD couverts dans cette fiche technique sont fondamentaux et s'appliquent universellement à toutes les technologies LED, de cet afficheur discret aux LED d'éclairage haute puissance modernes.

The market for discrete seven-segment displays has been largely stable, with through-hole types like this one serving legacy designs, repair markets, and applications where robustness is valued. The broader trend in display technology is towards surface-mount devices (SMDs) for automated assembly, higher-density multi-digit modules, and the integration of controllers and drivers into the display package. There is also a trend towards wider color gamuts and the use of advanced phosphors in white LEDs, but for monochromatic red indicators, AlGaInP remains the dominant high-efficiency technology. The principles of current drive, thermal management, and ESD protection covered in this datasheet are fundamental and apply universally across LED technologies, from this discrete display to modern high-power lighting LEDs.