Fiche technique de l'afficheur à LED ELD-512SURWB/S530-A3 - Hauteur de chiffre 14,22 mm - Tension directe 2,4 V - Courant direct 25 mA - Couleur rouge brillant

1. Vue d'ensemble du produit

L'ELD-512SURWB/S530-A3 est un afficheur alphanumérique sept segments de haute fiabilité conçu pour un montage traversant. Il présente une taille industrielle standard avec une hauteur de chiffre de 14,22 mm (0,56 pouce), ce qui le rend adapté aux applications nécessitant une lecture numérique claire. L'afficheur utilise des segments blancs sur une surface de fond noir, offrant un excellent contraste et une bonne lisibilité même dans des conditions d'éclairage ambiant vif. Sa construction et ses matériaux sont conformes aux normes environnementales sans plomb et RoHS.

1.1 Avantages principaux et marché cible

Les principaux avantages de cet afficheur incluent sa faible consommation d'énergie, son empreinte standardisée pour une intégration facile dans les conceptions existantes, et le classement de son intensité lumineuse pour une performance cohérente d'un lot de production à l'autre. Il est conçu pour la fiabilité dans des environnements exigeants. Les applications cibles se situent principalement dans l'électronique grand public et industrielle, y compris les appareils électroménagers (par exemple, fours, micro-ondes), divers tableaux de bord pour systèmes de mesure et de contrôle, et les afficheurs numériques polyvalents où des chiffres clairs et lisibles sont requis.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

Cette section fournit une analyse objective et détaillée des caractéristiques électriques, optiques et thermiques du dispositif, telles que définies dans les tables des valeurs maximales absolues et des caractéristiques électro-optiques.

2.1 Valeurs maximales absolues

Le dispositif est conçu pour un courant direct continu maximal (I_F) de 25 mA. Pour un fonctionnement en impulsions avec un rapport cyclique de 1/10 à 1 kHz, le courant direct de crête (I_FP) peut atteindre 60 mA. La tension inverse maximale (V_R) est limitée à 5 V ; dépasser cette valeur peut endommager les jonctions LED. La dissipation de puissance totale (P_d) ne doit pas dépasser 60 mW. La plage de température de fonctionnement est spécifiée de -40°C à +85°C, avec une plage de température de stockage plus large de -40°C à +100°C. Le dispositif peut supporter une température de soudure de 260°C pendant une durée maximale de 5 secondes, ce qui est compatible avec les procédés standards de refusion sans plomb et de soudure manuelle.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Dans des conditions de test standard (Ta=25°C, I_F=10mA), l'intensité lumineuse typique (I_v) pour un segment unique est de 17,6 mcd, avec une valeur minimale spécifiée de 7,8 mcd. La tension directe (V_F) à 20mA est typiquement de 2,0V, avec un maximum de 2,4V. La couleur émise est un rouge brillant, obtenue en utilisant un matériau de puce AlGaInP (Phosphure d'Aluminium Gallium Indium). La longueur d'onde de crête (λ_p) est typiquement de 632 nm, et la longueur d'onde dominante (λ_d) est typiquement de 624 nm, avec une largeur de bande spectrale (Δλ) d'environ 20 nm, définissant la pureté et la teinte de la couleur rouge. Le courant inverse (I_R) est très faible, avec un maximum de 100 µA sous une polarisation inverse de 5V.

2.3 Caractéristiques thermiques

Les performances du dispositif dépendent de la température. Le courant direct doit être déclassé lorsque la température ambiante augmente au-dessus de 25°C pour éviter de dépasser la température de jonction maximale et assurer une fiabilité à long terme. La courbe de déclassement du courant direct fournie définit visuellement le courant continu maximal autorisé à toute température de fonctionnement donnée dans la plage spécifiée.

3. Explication du système de classement

La fiche technique indique que les dispositifs sont classés (binned) selon leur intensité lumineuse. Cela signifie qu'en fabrication, les LED sont testées et triées en groupes en fonction de leur flux lumineux mesuré à un courant standard (par exemple, 10mA). Cela garantit une uniformité de luminosité pour les utilisateurs finaux, ce qui est particulièrement important lorsque plusieurs afficheurs sont utilisés dans un même produit. La tolérance pour l'intensité lumineuse est spécifiée à ±10%. De même, la tension directe a une tolérance de ±0,1V autour de la valeur typique, ce qui facilite la conception de circuits de pilotage stables.

4. Analyse des courbes de performance

4.1 Distribution spectrale

La courbe de distribution spectrale montre l'intensité relative de la lumière émise à différentes longueurs d'onde. Pour cette LED rouge à base d'AlGaInP, la courbe sera centrée autour de la plage 624-632 nm avec la largeur de bande spécifiée de 20 nm. Cette courbe est importante pour les applications où la pureté de la couleur ou l'appariement à une longueur d'onde spécifique est critique.

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

Cette courbe fondamentale illustre la relation entre la tension appliquée aux bornes de la LED et le courant qui en résulte. Elle est non linéaire. Le V_F typique de 2,0V à 20mA est un point de fonctionnement clé de cette courbe. Comprendre cette relation est essentiel pour concevoir un circuit de limitation de courant approprié, car les LED sont des dispositifs pilotés en courant.

4.3 Courbe de déclassement du courant direct

Ce graphique crucial représente le courant direct continu maximal autorisé en fonction de la température ambiante. Lorsque la température augmente, le courant maximal de sécurité diminue linéairement. Respecter cette courbe de déclassement est vital pour prévenir l'emballement thermique et garantir que le dispositif fonctionne dans sa zone de fonctionnement sûre (SOA), maximisant ainsi sa durée de vie opérationnelle.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

Le dispositif est un composant traversant avec un boîtier standard de hauteur de chiffre 14,22mm. Le dessin détaillé des dimensions du boîtier fournit toutes les mesures mécaniques critiques, y compris la hauteur totale, la largeur, les dimensions des segments de chiffre, ainsi que l'espacement et le diamètre des broches (pattes). Les tolérances pour les dimensions non spécifiées sont de ±0,25mm. Le schéma de circuit interne montre la configuration à anode commune des sept segments et du point décimal, ce qui est essentiel pour concevoir correctement le circuit de multiplexage ou de pilotage direct. Le brochage identifie quelle broche correspond à chaque segment (a-g) et à l'anode commune.

6. Recommandations de soudure et d'assemblage

La valeur maximale absolue pour la température de soudure est de 260°C pendant une durée n'excédant pas 5 secondes. Ce paramètre doit être strictement respecté pendant les procédés de soudure à la vague ou de soudure manuelle pour éviter d'endommager les puces LED internes et le boîtier en résine époxy. Les précautions standard contre les décharges électrostatiques (ESD) doivent être suivies pendant la manipulation et l'assemblage, car les puces LED sont sensibles à l'électricité statique. Cela inclut l'utilisation de bracelets de mise à la terre, de postes de travail antistatiques et de tapis de sol conducteurs. Les LED doivent toujours fonctionner en polarisation directe.

7. Informations sur l'emballage et la commande

Le processus d'emballage standard est : 20 pièces par tube, 63 tubes par boîte, et 4 boîtes par carton maître. L'étiquette sur l'emballage contient plusieurs champs clés pour la traçabilité et l'identification : CPN (Numéro de produit client), P/N (Numéro de produit), QTY (Quantité d'emballage), CAT (Classe/Catégorie d'intensité lumineuse) et LOT No. (Numéro de lot). Comprendre cet étiquetage est important pour le contrôle des stocks et pour s'assurer que la bonne version du composant est utilisée en production.

8. Recommandations d'application

8.1 Circuits d'application typiques

En tant qu'afficheur à anode commune, chaque cathode de segment est pilotée indépendamment, généralement via une résistance de limitation de courant et un transistor ou un circuit intégré pilote LED dédié capable d'absorber le courant requis. La broche d'anode commune est connectée à la tension d'alimentation positive. Le multiplexage de plusieurs chiffres est une technique courante pour réduire le nombre de broches de pilotage requises sur un microcontrôleur.

8.2 Considérations et avertissements de conception

Limitation de courant :Une résistance en série est obligatoire pour chaque segment afin de régler le courant direct à la valeur souhaitée (par exemple, 10-20 mA), calculée en fonction de la tension d'alimentation et de la tension directe de la LED.Protection contre la tension inverse :Le circuit doit être conçu pour empêcher l'application d'une tension inverse dépassant 5V, car cela peut causer des dommages irréversibles. Si le circuit de pilotage peut exposer la LED à une tension inverse lorsqu'elle est éteinte, une diode de protection en parallèle avec la LED (polarisée en inverse en fonctionnement normal) peut être nécessaire.Gestion thermique :Assurez-vous que le courant de fonctionnement est déclassé en fonction de la température ambiante. Dans les environnements à haute température, envisagez de réduire le courant de pilotage ou d'améliorer la ventilation.

9. Comparaison et différenciation technique

Comparé aux technologies plus anciennes ou aux afficheurs plus petits, l'ELD-512SURWB/S530-A3 offre un équilibre entre taille (0,56\"), luminosité et fiabilité. Ses principaux points de différenciation incluent l'utilisation du matériau semi-conducteur efficace AlGaInP pour une émission rouge brillante, une conception blanc sur noir pour un contraste élevé, et la conformité aux normes environnementales modernes (sans plomb, RoHS). La conception traversante offre une robustesse mécanique et une facilité de prototypage par rapport aux alternatives CMS, bien qu'elle nécessite plus d'espace sur la carte.

10. Questions fréquemment posées (FAQ)

Q : Quel est l'objectif du classement d'intensité lumineuse (CAT) ?

R : Il regroupe les LED ayant des niveaux de luminosité similaires. Cela garantit un aspect uniforme lorsque plusieurs afficheurs sont utilisés côte à côte dans un produit, évitant les disparités de luminosité.

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

R : Non. Vous devez utiliser une résistance de limitation de courant. Pour une alimentation de 5V, un V_F typique de 2,0V, et un I_F souhaité de 20mA, la valeur de la résistance serait R = (5V - 2,0V) / 0,020A = 150 Ω. Assurez-vous également que la broche du MCU peut absorber le courant de segment requis.

Q : Que signifie \"anode commune\" ?

R : Cela signifie que les anodes (côtés positifs) de tous les segments LED sont connectées ensemble à une broche commune. Pour allumer un segment, vous connectez l'anode commune à Vcc et vous mettez la broche de cathode correspondante à un niveau BAS (à la masse via une résistance).

Q : Un dissipateur thermique est-il nécessaire ?

R : Pour un fonctionnement continu au courant nominal maximal (25mA) près de la limite supérieure de température, une disposition soignée de la carte pour la dissipation thermique est conseillée. Pour la plupart des applications à des courants et températures modérés, aucun dissipateur thermique séparé n'est nécessaire.

11. Exemples pratiques de conception et d'utilisation

Exemple 1 : Affichage simple de voltmètre 4 chiffres.Quatre afficheurs ELD-512SURWB peuvent être multiplexés pour afficher une lecture de tension de 0,000 à 19,99V. Un microcontrôleur activerait séquentiellement l'anode commune de chaque chiffre via un transistor PNP et enverrait le motif 7 segments correct pour ce chiffre sur les lignes de cathode partagées, avec des résistances de limitation de courant appropriées sur chaque ligne de cathode. La fréquence de rafraîchissement doit être suffisamment élevée (>60Hz) pour éviter le scintillement.

Exemple 2 : Affichage de minuterie/compte à rebours industriel.Utilisé sur un tableau de commande, le contraste élevé de l'afficheur garantit sa lisibilité dans un environnement d'usine bien éclairé. Sa large plage de température de fonctionnement (-40°C à +85°C) le rend adapté aux espaces non climatisés. Le circuit de pilotage serait conçu pour fonctionner à un courant conservateur de 15mA par segment pour améliorer la fiabilité à long terme et minimiser la génération de chaleur.

12. Introduction au principe de fonctionnement

Un afficheur à LED sept segments est un assemblage de plusieurs diodes électroluminescentes (LED) disposées en forme de huit. Chaque segment (étiqueté de a à g) est une LED individuelle. Lorsqu'elle est polarisée en direct - c'est-à-dire lorsqu'une tension positive est appliquée à l'anode par rapport à la cathode - les électrons et les trous se recombinent dans la région active du semi-conducteur (la puce AlGaInP dans ce cas), libérant de l'énergie sous forme de photons (lumière). La composition spécifique du matériau (AlGaInP) détermine la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise, qui se situe dans le spectre du rouge brillant pour ce dispositif. En allumant sélectivement différentes combinaisons de ces sept segments, tous les chiffres décimaux (0-9) et certaines lettres peuvent être formés.

13. Tendances technologiques et contexte

Bien que les afficheurs traversants comme celui-ci restent populaires pour leur robustesse et leur facilité d'utilisation dans certaines applications, la tendance générale en électronique va vers la miniaturisation et la technologie de montage en surface (CMS). Les afficheurs CMS offrent une empreinte plus petite, un profil plus bas et sont mieux adaptés à l'assemblage automatisé par pick-and-place. Cependant, les composants traversants sont toujours appréciés pour le prototypage, les environnements éducatifs, les équipements industriels où la résistance aux vibrations est clé, et pour les applications où une soudure ou une réparation manuelle est anticipée. La technologie LED sous-jacente, AlGaInP pour le rouge/orange/jaune et InGaN pour le bleu/vert/blanc, continue de s'améliorer en efficacité (plus de lumière par watt) et en fiabilité. Les futurs afficheurs pourraient intégrer plus d'intelligence, comme des pilotes intégrés ou des interfaces de communication (par exemple, I2C), simplifiant la conception pour l'ingénieur final.