Fiche technique LTS-6960HR - Affichage LED sept segments rouge-orange 0,56 pouces - Hauteur de chiffre 14,22mm - Tension directe 2,6V - Puissance 75mW - Documentation technique française

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTS-6960HR est un module d'affichage LED alphanumérique à un chiffre et sept segments. Il est conçu pour fournir une représentation numérique et alphanumérique limitée claire et à fort contraste pour une large gamme d'équipements électroniques. L'appareil présente une hauteur de chiffre de 0,56 pouce (14,22 mm), ce qui le rend adapté aux applications nécessitant des caractères de taille moyenne et facilement lisibles.

1.1 Avantages principaux et marché cible

Cet afficheur offre plusieurs avantages clés qui le rendent adapté à l'électronique grand public et industrielle. Ses principales caractéristiques incluent une faible consommation d'énergie, un excellent aspect des caractères avec des segments continus et uniformes, une luminosité élevée, un contraste élevé et un large angle de vision. La construction à l'état solide garantit une grande fiabilité. Il est catégorisé selon l'intensité lumineuse, permettant un appariement de la luminosité dans les applications à plusieurs chiffres, et est proposé dans un boîtier sans plomb conforme aux directives RoHS. Le marché cible comprend les équipements de bureau, les dispositifs de communication, les appareils ménagers, les panneaux d'instrumentation et autres applications nécessitant un affichage numérique fiable de taille moyenne.

1.2 Description et caractéristiques de l'appareil

Le LTS-6960HR utilise des puces LED rouge-orange. Ces puces sont fabriquées en utilisant la technologie GaAsP sur un substrat GaP transparent ou AlInGaP sur un substrat GaAs non transparent. L'afficheur a un fond rouge et des segments rouges, offrant un aspect d'indicateur classique. Il est configuré en anode commune, une configuration typique pour simplifier le circuit de commande dans les applications multiplexées. Un point décimal à droite est inclus. Les caractéristiques clés sont sa hauteur de chiffre de 0,56 pouce, l'illumination uniforme des segments, la faible consommation d'énergie, d'excellentes caractéristiques visuelles, une luminosité et un contraste élevés, un large angle de vision, une grande fiabilité, la catégorisation de l'intensité lumineuse et la conformité RoHS.

2. Interprétation approfondie des paramètres techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

L'appareil ne doit pas être utilisé au-delà de ces limites pour éviter des dommages permanents. La dissipation de puissance maximale par segment est de 75 mW. Le courant direct de crête par segment est de 60 mA, mais cela n'est autorisé qu'en conditions pulsées (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0,1 ms). Le courant direct continu par segment est nominalement de 25 mA à 25°C, avec un facteur de déclassement de 0,33 mA/°C au-dessus de cette température. L'appareil peut fonctionner et être stocké dans une plage de température de -35°C à +85°C. La température de soudure est spécifiée à 260°C pendant 3 secondes à une distance de 1/16 de pouce (environ 1,59 mm) sous le plan d'assise.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Ces paramètres sont spécifiés à une température ambiante (Ta) de 25°C. L'intensité lumineuse moyenne (Iv) par segment varie d'un minimum de 870 µcd à une valeur typique de 2400 µcd pour un courant direct (IF) de 10 mA. La longueur d'onde d'émission de crête (λp) est typiquement de 630 nm à IF=20mA. La demi-largeur de raie spectrale (Δλ) est de 40 nm. La longueur d'onde dominante (λd) est de 621 nm. La tension directe par segment (VF) varie de 2,0V (min) à 2,6V (max) à IF=20mA. Le courant inverse par segment (IR) est au maximum de 100 µA pour une tension inverse (VR) de 5V. Il est crucial de noter que cette condition de tension inverse est uniquement à des fins de test ; un fonctionnement continu en polarisation inverse n'est pas autorisé. Le rapport d'appariement de l'intensité lumineuse entre les segments est au maximum de 2:1.

3. Explication du système de classement

La fiche technique indique que l'appareil est "Catégorisé selon l'Intensité Lumineuse". Cela implique un système de classement basé sur la mesure de la lumière émise à un courant de test standard (typiquement 10mA selon le tableau des caractéristiques). Le classement assure une uniformité de luminosité entre plusieurs afficheurs utilisés dans le même produit, évitant une illumination inégale. Bien que les détails spécifiques des codes de classement ne soient pas fournis dans cet extrait, il est conseillé aux concepteurs de spécifier ou de demander des appareils du même classement d'intensité lumineuse lors de l'assemblage de plusieurs afficheurs dans une application pour éviter les problèmes d'inégalité de teinte et de luminosité.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fait référence à des "Courbes typiques des caractéristiques électriques / optiques" qui sont essentielles pour une conception détaillée. Bien que les graphiques spécifiques ne soient pas fournis dans l'extrait de texte, ces courbes incluent typiquement : Courant direct vs Tension directe (Courbe IV), qui montre la relation non linéaire et aide à sélectionner les résistances de limitation de courant ; Intensité lumineuse vs Courant direct, montrant comment la lumière émise augmente avec le courant ; Intensité lumineuse vs Température ambiante, indiquant le déclassement de la lumière émise lorsque la température augmente ; et éventuellement la courbe de Distribution spectrale, montrant la concentration de la lumière émise autour des longueurs d'onde de crête et dominante. Ces courbes permettent aux ingénieurs d'optimiser les conditions de commande et de comprendre les performances dans des températures non standard.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

L'afficheur est fourni dans un boîtier traversant standard. Toutes les dimensions sont fournies en millimètres. Les tolérances dimensionnelles sont de ±0,25 mm (0,01 pouce) sauf indication contraire sur le dessin mécanique (non détaillé entièrement dans le texte). Le boîtier comprend dix broches pour la connexion électrique.

5.2 Connexion des broches et identification de la polarité

Le schéma de circuit interne montre une configuration en anode commune pour tous les segments. Le brochage est le suivant : Broche 1 : Cathode E ; Broche 2 : Cathode D ; Broche 3 : Anode Commune ; Broche 4 : Cathode C ; Broche 5 : Cathode D.P. (Point Décimal) ; Broche 6 : Cathode B ; Broche 7 : Cathode A ; Broche 8 : Anode Commune ; Broche 9 : Cathode F ; Broche 10 : Cathode G. La présence de deux broches d'anode commune (3 et 8) est typique pour distribuer le courant et améliorer la fiabilité. Le point décimal est situé sur le côté droit du chiffre.

6. Directives de soudure et d'assemblage

La valeur maximale absolue spécifie une température de soudure de 260°C pendant 3 secondes lorsqu'elle est mesurée à 1/16 de pouce sous le plan d'assise. C'est un paramètre critique pour les procédés de soudure à la vague ou manuelle pour éviter les dommages thermiques aux puces LED ou au boîtier plastique. La fiche technique met fortement en garde contre l'utilisation d'outils ou de méthodes d'assemblage inappropriés qui appliquent une force anormale sur le corps de l'afficheur, car cela peut causer des dommages mécaniques.

7. Conditions de stockage

Pour le stockage à long terme d'appareils non utilisés, des conditions spécifiques sont recommandées pour éviter l'oxydation des broches. Pour les afficheurs LED standard dans leur emballage d'origine, l'environnement de stockage recommandé est une température comprise entre 5°C et 30°C avec une humidité relative inférieure à 60% HR. Pour les afficheurs de type CMS (bien que le LTS-6960HR soit traversant, la directive est incluse), une fois le sac barrière d'humidité scellé d'origine ouvert, les appareils doivent être utilisés dans les 168 heures (Niveau MSL 3) dans les mêmes conditions de température et d'humidité. S'ils sont stockés plus de 168 heures après ouverture, un séchage à 60°C pendant 24 heures avant soudure est recommandé. Il est généralement conseillé de consommer les afficheurs dès que possible et d'éviter les stocks importants à long terme.

8. Suggestions d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

Cet afficheur est destiné aux équipements électroniques ordinaires, y compris les appareils de bureautique, les équipements de communication, les appareils ménagers et l'instrumentation. Il convient aux applications telles que les horloges numériques, les panneaux de mesure, les tableaux d'affichage de scores, les panneaux de commande d'appareils et les affichages de contrôle industriel où un seul chiffre numérique est requis.

8.2 Considérations et précautions de conception

Conception du circuit de commande :Une commande en courant constant est recommandée plutôt qu'en tension constante pour assurer une intensité lumineuse et une longévité constantes. Le circuit doit être conçu pour s'adapter à toute la plage de tension directe (VF : 2,0V à 2,6V) pour garantir que le courant de commande prévu est toujours délivré. Le courant de fonctionnement sûr doit être sélectionné en tenant compte de la température ambiante maximale de l'application, en prenant en compte le déclassement du courant de 0,33 mA/°C au-dessus de 25°C.
Protection :Le circuit de commande doit intégrer une protection contre les tensions inverses et les pics de tension transitoires lors de la mise sous tension ou de l'arrêt, car une polarisation inverse peut provoquer une migration métallique et une défaillance. Les changements rapides de température ambiante, en particulier dans les environnements humides, doivent être évités pour empêcher la condensation sur l'afficheur.
Interface optique :Si un filtre ou un revêtement est utilisé, il ne doit pas être en contact direct et serré avec la surface de l'afficheur, car les adhésifs sensibles à la pression sur les films peuvent se déplacer.
Note sur la fiabilité :L'appareil n'est pas recommandé pour les applications critiques pour la sécurité (aviation, support médical vital, etc.) sans consultation préalable, car sa défaillance pourrait mettre en danger la vie ou la santé.

9. Comparaison et différenciation techniques

Comparé aux afficheurs à chiffres plus petits (par exemple, 0,3 pouce), le LTS-6960HR offre une visibilité supérieure à distance ou dans des conditions bien éclairées grâce à sa hauteur de 0,56 pouce. Comparé aux simples LED discrètes, il fournit un caractère formé dans un seul boîtier, simplifiant la conception du PCB et l'assemblage. Sa configuration en anode commune est avantageuse lors de l'interfaçage avec des ports de microcontrôleur configurés comme des puits de courant. L'utilisation de la technologie AlInGaP/GaAsP fournit une couleur rouge-orange classique avec une bonne efficacité. La catégorisation explicite de l'intensité lumineuse est un facteur différenciant clé pour les applications nécessitant un aspect uniforme sur plusieurs unités.

10. Questions fréquemment posées basées sur les paramètres techniques

Q : Quel est le but des deux broches d'anode commune (3 et 8) ?
R : Elles sont connectées en interne. Utiliser les deux broches aide à distribuer le courant d'anode total, réduit la densité de courant dans les pistes du PCB et les broches du boîtier, et peut améliorer la fiabilité. Dans une conception, elles doivent être connectées ensemble sur le PCB.
Q : Puis-je commander cet afficheur avec une alimentation 5V et une résistance ?
R : Oui, mais vous devez calculer la résistance de limitation de courant en fonction de la tension directe dans le pire des cas. En utilisant la VF maximale (2,6V) à un IF souhaité (par exemple, 10mA), la valeur de la résistance R = (5V - 2,6V) / 0,01A = 240 Ohms. Vérifiez toujours que le courant réel ne dépasse pas la valeur nominale continue maximale.
Q : Que signifie "Cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0,1 ms" pour le courant de crête ?
R : Vous pouvez brièvement pulser le segment avec jusqu'à 60mA, mais l'impulsion ne doit pas dépasser 0,1 milliseconde, et le courant moyen dans le temps ne doit pas dépasser la valeur nominale continue. Par exemple, une impulsion de 0,1 ms toutes les 1 ms (cycle de service 10%) donne une moyenne de 6mA si le pic est de 60mA.
Q : Pourquoi le test de tension inverse est-il mentionné s'il n'est pas autorisé en fonctionnement ?
R : Le test de courant inverse (IR) à 5V est un test de qualité et de fuite effectué pendant la fabrication. Il vérifie l'intégrité de la jonction LED. Appliquer une polarisation inverse en continu dans une application peut dégrader l'appareil.

11. Cas pratique de conception et d'utilisation

Cas : Conception d'un affichage voltmètre à un chiffre.L'ADC d'un microcontrôleur lit une tension et doit l'afficher sur un chiffre (0-9). Les broches de port du microcontrôleur peuvent absorber 20mA. La conception utilise un afficheur à anode commune, donc les broches du microcontrôleur se connectent aux cathodes des segments (via de petites résistances en série pour une protection supplémentaire). Les broches d'anode commune sont connectées ensemble et commandées par un transistor PNP (ou un FET PMOS) actionné par une autre broche du microcontrôleur. Le firmware multiplexe le chiffre en activant le transistor et en absorbant le courant à travers les broches de cathode appropriées pour illuminer les segments souhaités pour le nombre. Le courant pour chaque segment est défini par la capacité d'absorption du microcontrôleur et la résistance, garantissant qu'il reste en dessous de 25mA. Le point décimal peut être utilisé pour l'indication de plage.

12. Introduction au principe

Un afficheur sept segments est un assemblage de sept barres LED (segments a à g) disposées en forme de huit. En illuminant des combinaisons spécifiques de ces segments, tous les chiffres décimaux (0-9) et certaines lettres peuvent être formés. Dans une configuration à anode commune, toutes les anodes des LED sont connectées ensemble à une alimentation positive commune. Chaque segment est allumé en appliquant une basse tension (masse ou logique basse) à sa broche de cathode respective, permettant au courant de circuler à travers cette LED spécifique. Cette configuration est souvent préférée lorsque la logique de commande (comme un microcontrôleur) est plus apte à absorber le courant (le tirer vers la masse) qu'à le fournir.

13. Tendances de développement

Bien que les afficheurs sept segments traversants traditionnels comme le LTS-6960HR restent essentiels pour de nombreuses applications, les tendances évoluent vers des boîtiers CMS pour l'assemblage automatisé, des modules multi-chiffres à plus haute densité avec des pilotes intégrés (interface I2C ou SPI), et des afficheurs avec une gamme de couleurs plus large ou des capacités RVB. Il y a également une tendance vers des matériaux à plus haute efficacité, comme l'AlInGaP amélioré, pour atteindre une plus grande luminosité à des courants plus faibles. Cependant, la simplicité fondamentale, la fiabilité et le rapport coût-efficacité des afficheurs sept segments discrets assurent leur utilisation continue dans une vaste gamme de produits grand public et industriels où une sortie numérique de base est requise.