Fiche technique de l'afficheur LED LTS-5001AJR - Hauteur de chiffre 0,56 pouce - Couleur rouge super - Tension directe 2,6V - Document technique en français

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTS-5001AJR est un afficheur numérique sept segments haute performance et basse consommation, conçu pour les applications nécessitant une visualisation numérique claire, lumineuse et fiable. Sa fonction principale est de représenter visuellement les chiffres (0-9) et certaines lettres à l'aide de segments LED contrôlés individuellement. Le dispositif est fabriqué en utilisant la technologie semi-conductrice avancée AlInGaP (Phosphure d'Aluminium Indium Gallium), réputée pour produire une lumière rouge à haut rendement. L'afficheur présente un fond gris clair et des segments blancs, offrant un excellent contraste pour une lisibilité accrue. Il est catégorisé en fonction de son intensité lumineuse, garantissant une uniformité de luminosité entre les lots de production. Ce composant est idéal pour être intégré dans une large gamme d'équipements électroniques où l'encombrement, l'efficacité énergétique et la visibilité sont des facteurs critiques.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Caractéristiques optiques

Les performances optiques sont centrales pour la fonctionnalité de l'afficheur. Les paramètres clés, mesurés à une température ambiante standard de 25°C, définissent sa sortie visuelle.

• Intensité lumineuse moyenne (I_V):Ce paramètre spécifie la luminosité de chaque segment. Avec un courant direct typique (I_F) de 1mA, l'intensité varie d'un minimum de 320 μcd (microcandelas) à un maximum de 700 μcd. Cette caractéristique de haute luminosité à faible courant est un avantage significatif pour les appareils alimentés par batterie.
• Longueur d'onde d'émission de crête (λ_p):La lumière émise a une longueur d'onde de crête de 639 nanomètres, ce qui la place fermement dans la partie "rouge super" du spectre visible. Cette teinte spécifique de rouge est souvent choisie pour sa grande visibilité et ses propriétés accrocheuses.
• Demi-largeur de la raie spectrale (Δλ):À 20 nm, cette valeur indique la pureté spectrale de la lumière émise. Une demi-largeur plus étroite indiquerait une lumière plus monochromatique, mais cette valeur est typique pour les afficheurs LED standard et contribue à la couleur rouge caractéristique.
• Longueur d'onde dominante (λ_d):Mesurée à 631 nm, c'est la longueur d'onde perçue par l'œil humain et le principal descripteur de la couleur "rouge super".
• Rapport d'appariement de l'intensité lumineuse (I_V-m):Ce rapport, spécifié à un maximum de 2:1, garantit l'uniformité sur l'afficheur. Cela signifie que la luminosité du segment le moins lumineux ne sera pas inférieure à la moitié de la luminosité du segment le plus lumineux dans les mêmes conditions d'alimentation, évitant ainsi une apparence inégale des chiffres.

2.2 Caractéristiques électriques

Les spécifications électriques régissent la façon dont le dispositif est alimenté et ses limites de fonctionnement.

• Tension directe par segment (V_F):La chute de tension aux bornes d'un segment allumé varie typiquement de 2,0V à 2,6V lorsqu'il est alimenté par un courant de 1mA. Cette valeur est cruciale pour concevoir le circuit de limitation de courant.
• Courant inverse par segment (I_R):Lorsqu'une tension inverse de 5V est appliquée, le courant de fuite est d'un maximum de 100 μA. C'est un paramètre important pour la protection du circuit.

2.3 Valeurs maximales absolues

Ce sont les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents au dispositif peuvent survenir. Le fonctionnement doit toujours être maintenu dans ces limites.

• Dissipation de puissance par segment:70 mW maximum.
• Courant direct de crête par segment:90 mA pour un fonctionnement en impulsions (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0,1ms).
• Courant direct continu par segment:25 mA à 25°C. Cette valeur se dégrade linéairement à 0,33 mA/°C au-dessus de 25°C de température ambiante, ce qui signifie que le courant continu admissible diminue à mesure que l'environnement se réchauffe.
• Tension inverse par segment:5 V maximum.
• Plage de température de fonctionnement et de stockage:-35°C à +85°C.
• Température de soudure:Le dispositif peut supporter une température de soudure de 260°C pendant 3 secondes à une distance de 1/16 de pouce (environ 1,6mm) en dessous du plan d'assise.

3. Explication du système de classement (binning)

La fiche technique indique que le dispositif est "Catégorisé pour l'intensité lumineuse". Cela fait référence à un processus de tri post-production, communément appelé binning. Après fabrication, les afficheurs individuels sont testés et triés en différents groupes (bins) en fonction de leur intensité lumineuse mesurée. Cela garantit que les clients reçoivent des produits avec des niveaux de luminosité cohérents. La plage d'intensité spécifiée de 320-700 μcd représente probablement l'étendue entre les différents bins disponibles pour cette référence. Les concepteurs peuvent spécifier un bin plus serré pour les applications nécessitant une apparence très uniforme.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que le PDF fasse référence à des courbes caractéristiques typiques, le texte fourni n'inclut pas les graphiques spécifiques. Sur la base du comportement standard des LED, ces courbes illustreraient typiquement les relations suivantes, qui sont critiques pour la conception détaillée du circuit:

• Courant direct (I_F) vs. Tension directe (V_F):Cette courbe exponentielle montre comment la tension augmente avec le courant. Elle est utilisée pour déterminer la tension d'alimentation nécessaire pour un niveau de luminosité souhaité.
• Intensité lumineuse (I_V) vs. Courant direct (I_F):Cette relation généralement linéaire (dans les limites de fonctionnement) montre comment la luminosité évolue avec le courant. Elle confirme la haute efficacité à faible courant (1mA) comme mentionné dans les caractéristiques.
• Intensité lumineuse vs. Température ambiante:Cette courbe montrerait comment la luminosité diminue lorsque la température de jonction de la LED augmente. Comprendre cette dégradation est essentiel pour les conceptions fonctionnant dans des environnements à température élevée.
• Distribution spectrale:Un graphique montrant la sortie lumineuse relative en fonction des longueurs d'onde, avec un pic à 639 nm et la demi-largeur spécifiée de 20 nm.

5. Informations mécaniques et d'emballage

5.1 Dimensions physiques

Le dispositif est décrit comme un afficheur avec une hauteur de chiffre de 0,56 pouce (14,22 mm). Un dessin mécanique détaillé serait typiquement inclus, montrant la longueur, la largeur et la hauteur globales du boîtier, les dimensions des segments, et l'espacement entre les chiffres s'il s'agissait d'une unité multi-chiffres. Le dessin note que toutes les dimensions sont en millimètres avec des tolérances standard de ±0,25 mm sauf indication contraire. Ces informations sont cruciales pour la conception de l'empreinte PCB (Carte de Circuit Imprimé) et pour assurer un bon ajustement dans le boîtier du produit final.

5.2 Configuration des broches et polarité

Le LTS-5001AJR est un afficheur à anode commune. Cela signifie que les anodes (bornes positives) de tous les segments LED sont connectées en interne et ramenées à des broches communes (Broche 3 et Broche 8). Les cathodes (bornes négatives) pour chaque segment (A, B, C, D, E, F, G et Point Décimal) sont ramenées à des broches individuelles. Pour allumer un segment, sa broche de cathode correspondante doit être connectée à une tension inférieure (typiquement la masse) tandis que la ou les broches d'anode commune sont alimentées par une tension positive via une résistance de limitation de courant. Le brochage est le suivant: Broche 1 (Cathode E), Broche 2 (Cathode D), Broche 3 (Anode Commune), Broche 4 (Cathode C), Broche 5 (Cathode DP), Broche 6 (Cathode B), Broche 7 (Cathode A), Broche 8 (Anode Commune), Broche 9 (Cathode F), Broche 10 (Cathode G).

6. Recommandations de soudure et d'assemblage

Les valeurs maximales absolues fournissent le paramètre de soudure clé: le dispositif peut supporter une température de crête de 260°C pendant 3 secondes, mesurée à 1,6mm en dessous du corps du boîtier. Ceci est compatible avec les profils de soudure par refusion sans plomb standard. Les concepteurs doivent s'assurer que le profil thermique de leur four de refusion ne dépasse pas cette limite. Les précautions standard contre les décharges électrostatiques (ESD) doivent être observées pendant la manipulation. Pour le stockage, la plage spécifiée de -35°C à +85°C dans un environnement sec doit être maintenue.

7. Recommandations d'application

7.1 Scénarios d'application typiques

Cet afficheur convient à une multitude d'applications, y compris, mais sans s'y limiter: les équipements de test et de mesure (multimètres, oscilloscopes), les panneaux de contrôle industriel, les dispositifs médicaux, l'électronique grand public (amplificateurs audio, réveils radio), les afficheurs pour l'automobile (après-vente) et les tableaux de bord d'instrumentation. Sa faible consommation d'énergie le rend idéal pour les appareils portables alimentés par batterie.

7.2 Considérations de conception

• Limitation de courant:Utilisez toujours une résistance en série pour chaque connexion d'anode commune afin de limiter le courant traversant les segments. La valeur de la résistance est calculée à l'aide de la formule: R = (V_alimentation- V_F) / I_F. Pour une alimentation de 5V, un V_Fde 2,2V, et un I_Fsouhaité de 5mA, la résistance serait (5 - 2,2) / 0,005 = 560 Ω.
• Multiplexage:Pour piloter plusieurs chiffres, une technique de multiplexage est couramment utilisée. Cela implique d'alimenter rapidement en cycle l'anode commune de chaque chiffre tout en présentant les données de segment correspondantes pour ce chiffre. Cela réduit considérablement le nombre de broches d'E/S de microcontrôleur requises.
• Angle de vision:La caractéristique "angle de vision large" signifie que l'afficheur reste lisible lorsqu'il est vu sous des angles très décalés par rapport à l'axe, ce qui est important pour les dispositifs montés sur panneau.
• Gestion thermique:Bien que le dispositif soit basse consommation, le respect de la spécification de dégradation du courant au-dessus de 25°C est crucial pour la fiabilité à long terme, en particulier dans les environnements clos ou à haute température.

8. Comparaison et différenciation technique

Les principaux facteurs de différenciation du LTS-5001AJR sont son utilisation de la technologie AlInGaP et ses performances optimisées à faible courant. Comparé aux anciens afficheurs LED GaAsP ou GaP, l'AlInGaP offre un rendement lumineux significativement plus élevé, ce qui se traduit par une sortie plus lumineuse au même courant ou une luminosité équivalente à un courant beaucoup plus faible. La conception spécifique pour d'excellentes caractéristiques à faible courant (jusqu'à 1mA par segment) le distingue des afficheurs qui nécessitent des courants d'alimentation plus élevés pour atteindre une luminosité utilisable, en faisant un choix supérieur pour les conceptions sensibles à la consommation. Les segments continus uniformes et le rapport de contraste élevé contribuent à une apparence plus professionnelle et lisible par rapport aux afficheurs avec des joints de segments visibles ou un faible contraste.

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

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

A: Non. Une broche de microcontrôleur ne peut généralement pas fournir ou absorber suffisamment de courant (25mA max continu) en toute sécurité pour tous les segments allumés simultanément et ne fournit pas de régulation de tension. Vous devez utiliser le microcontrôleur pour commander des transistors (pour les anodes communes) et/ou des circuits intégrés pilotes (comme un registre à décalage 74HC595 ou un pilote LED dédié) qui gèrent le courant plus élevé.

Q: Quelle est la différence entre la longueur d'onde de crête et la longueur d'onde dominante?

A: La longueur d'onde de crête est la longueur d'onde unique où la LED émet le plus de puissance optique. La longueur d'onde dominante est la longueur d'onde unique de la lumière monochromatique qui semblerait avoir la même couleur que la sortie de la LED pour l'œil humain. Pour les LED, elles sont souvent proches mais pas identiques.

Q: La tension directe a une plage (2,0V-2,6V). Comment cela affecte-t-il ma conception?

A: Vous devez concevoir votre circuit de limitation de courant pour le V_Fmaximum (2,6V) pour garantir qu'une tension suffisante est disponible pour piloter le courant, même pour une unité à V_Félevé. Si vous concevez pour le V_Ftypique de 2,2V, une unité avec un V

de 2,6V sera moins lumineuse car la chute de tension aux bornes de la résistance fixe sera plus petite, ce qui entraînera un courant plus faible.

10. Étude de cas de conception et d'utilisationScénario: Conception d'un thermomètre numérique basse consommation._FLe LTS-5001AJR est un excellent choix. Le système est alimenté par un microcontrôleur 3,3V et une pile bouton 3V. Un capteur de température fournit les données. Le microcontrôleur utilise 4 broches d'E/S dans une configuration multiplexée pour piloter deux chiffres 7 segments (pour les dizaines et les unités de degrés). Les résistances de limitation de courant sont calculées pour un I_{de 2mA par segment afin de maximiser l'autonomie de la batterie tout en maintenant une bonne visibilité (V}alimentation_F=3,3V, V

=2,2V, R = (3,3-2,2)/0,002 = 550Ω). La faible exigence en courant de l'afficheur permet au thermomètre de fonctionner pendant plusieurs mois sur une seule pile. Le contraste élevé et l'angle de vision large assurent que la température est facilement lisible dans diverses conditions d'éclairage.

11. Introduction au principe technique

Un afficheur LED sept segments est un assemblage de diodes électroluminescentes disposées en forme de huit. Chacun des sept segments (étiquetés A à G) est une LED séparée. En allumant sélectivement des combinaisons spécifiques de ces segments, tous les chiffres décimaux (0-9) et certaines lettres peuvent être formés. La technologie sous-jacente, l'AlInGaP, est un composé semi-conducteur III-V. Lorsqu'une tension directe est appliquée aux bornes de la jonction p-n de la LED, les électrons et les trous se recombinent, libérant de l'énergie sous forme de photons (lumière). L'énergie de bande interdite spécifique du matériau AlInGaP détermine la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise, dans ce cas, le rouge. La désignation "rouge super" indique une teinte spécifique, plus profonde de rouge avec une haute efficacité lumineuse. La configuration à anode commune simplifie le circuit de pilotage lors de l'utilisation de pilotes à courant de puits (comme de nombreux microcontrôleurs et circuits logiques).

12. Tendances technologiquesL'évolution des afficheurs sept segments se poursuit parallèlement à la technologie LED générale. Bien que le facteur de forme de base demeure, les tendances incluent: 1)Efficacité accrue:Les améliorations continues en science des matériaux (comme des structures InGaN et AlInGaP plus avancées) produisent des afficheurs plus lumineux à des courants plus faibles, réduisant encore la consommation d'énergie. 2)Miniaturisation:Des afficheurs avec des hauteurs de chiffre plus petites et un pas plus fin sont développés pour les appareils compacts. 3)Intégration:L'électronique de pilotage est de plus en plus intégrée dans le module d'afficheur lui-même, simplifiant l'interface pour le système hôte en une simple communication numérique (I2C, SPI). 4)Options de couleur:Bien que le rouge reste populaire pour sa visibilité et son efficacité, des afficheurs sept segments RVB pleine couleur sont disponibles pour des applications plus dynamiques. 5)Technologies alternatives: