Fiche technique de l'afficheur LED LTF-3605KR-01 - Hauteur de chiffre 0,3 pouce - Super rouge AlInGaP - Tension directe 2,6V - Document technique en français

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTF-3605KR-01 est un module d'afficheur LED sept segments à six chiffres conçu pour les applications d'affichage numérique. Il présente une hauteur de chiffre de 0,3 pouce (7,68 mm), offrant un affichage clair et lisible adapté à diverses interfaces d'équipements électroniques. Le dispositif utilise la technologie semi-conductrice AlInGaP (Phosphure d'Aluminium Indium Gallium) sur un substrat GaAs pour produire une émission super rouge. L'afficheur possède un fond noir pour un contraste élevé et des segments blancs pour une diffusion et une apparence lumineuses optimales. Ses principaux avantages incluent une faible consommation d'énergie, une excellente uniformité des caractères, une luminosité élevée et un large angle de vision, ce qui le rend idéal pour l'électronique grand public, l'instrumentation et les panneaux de contrôle industriel où une indication numérique fiable est requise.

1.1 Caractéristiques principales

• Hauteur de chiffre de 0,3 pouce (7,68 mm)
• Segments continus uniformes pour une apparence cohérente
• Faible exigence en puissance
• Excellente apparence des caractères
• Haute luminosité et contraste élevé
• Large angle de vision
• Fiabilité de l'état solide
• Catégorisé par intensité lumineuse (Binning)
• Boîtier sans plomb (Conforme RoHS)

1.2 Description du dispositif

Il s'agit d'un afficheur à cathode commune multiplexée. Chacun des six chiffres partage sa connexion de cathode, tandis que les anodes de chaque segment (A-G et DP) sont connectées entre les chiffres, nécessitant un schéma de pilotage multiplexé. Il inclut un point décimal (DP) à droite par chiffre.

2. Paramètres techniques : Interprétation objective approfondie

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents au dispositif peuvent survenir. Elles sont spécifiées à une température ambiante (Ta) de 25°C.

• Dissipation de puissance par segment :70 mW. C'est la puissance maximale pouvant être dissipée en toute sécurité par un seul segment LED.
• Courant direct de crête par segment :90 mA. Ceci n'est autorisé qu'en conditions pulsées (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0,1 ms) pour éviter la surchauffe.
• Courant direct continu par segment :25 mA à 25°C. Ce courant diminue linéairement à 0,28 mA/°C lorsque la température ambiante augmente au-dessus de 25°C. Le circuit de pilotage doit garantir que le courant ne dépasse pas cette valeur déclassée à la température de fonctionnement maximale.
• Plage de température de fonctionnement et de stockage :-35°C à +105°C. Le dispositif est conçu pour des plages de température industrielles.
• Condition de soudure :Le soudage par refusion doit être effectué avec une température à 1/16 de pouce sous le plan d'assise ne dépassant pas 260°C pendant 3 secondes.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Ce sont les paramètres de performance typiques mesurés à Ta=25°C dans des conditions de test spécifiées.

• Intensité lumineuse moyenne (Iv) :Varie de 320 µcd (min) à 900 µcd (typ) à IF=1mA. À IF=10mA, l'intensité typique est de 11 700 µcd. Cette haute efficacité est caractéristique de la technologie AlInGaP.
• Longueur d'onde d'émission de crête (λp) :639 nm (typique). Ceci définit le point de couleur primaire de l'émission super rouge.
• Demi-largeur de raie spectrale (Δλ) :20 nm. Ceci indique la pureté spectrale de la lumière émise.
• Longueur d'onde dominante (λd) :631 nm. C'est la perception en longueur d'onde unique de la couleur par l'œil humain.
• Tension directe par puce (VF) :2,6V (max) à IF=20mA. Le circuit de pilotage doit être conçu pour accommoder cette chute de tension maximale.
• Courant inverse (IR) :100 µA (max) à VR=5V. Ce paramètre est uniquement à des fins de test ; le fonctionnement en polarisation inverse continue est interdit.
• Rapport d'appariement d'intensité lumineuse :2:1 (max). Ceci spécifie la variation maximale admissible de luminosité entre les segments dans les mêmes conditions de pilotage, assurant une uniformité visuelle.
• Diaphonie :≤ 2,5%. Ceci définit la quantité maximale d'émission lumineuse non désirée d'un segment non piloté lorsqu'un segment adjacent est allumé.

3. Explication du système de binning

La fiche technique indique que le produit est "Catégorisé par intensité lumineuse." Cela implique un processus de binning où les afficheurs sont triés en fonction de la lumière mesurée à un courant de test standard (probablement 1mA ou 10mA selon le tableau des caractéristiques). Utiliser des afficheurs du même bin d'intensité dans une seule application est crucial pour éviter des différences de luminosité notables entre les unités, ce qui est explicitement recommandé dans les précautions d'application. Bien que le PDF ne détaille pas les plages de codes de bin spécifiques, les concepteurs doivent consulter le fabricant pour les informations de binning lorsque la cohérence entre plusieurs afficheurs est requise.

4. Analyse des courbes de performance

Le PDF fait référence aux "Courbes typiques des caractéristiques électriques / optiques" à la page 7/10. Bien que les graphiques spécifiques ne soient pas fournis dans le texte, les courbes standard pour de telles LED incluraient typiquement :

• Courbe IV (Courant vs Tension) :Montre la relation exponentielle, aidant à déterminer la tension de pilotage nécessaire pour un courant cible.
• Intensité lumineuse vs Courant direct :Démontre comment la lumière émise augmente avec le courant, essentiel pour le calibrage de la luminosité et la compréhension de l'efficacité.
• Intensité lumineuse vs Température ambiante :Montre la réduction de la lumière émise lorsque la température augmente, crucial pour la gestion thermique dans l'application.
• Tension directe vs Température ambiante :Indique comment la VF change avec la température, ce qui peut affecter la conception du pilote à courant constant.
• Distribution spectrale :Un tracé de l'intensité relative en fonction de la longueur d'onde, centré autour du pic de 639 nm, confirmant la couleur super rouge.

5. Informations mécaniques et de boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

Le contour mécanique de l'afficheur est défini dans la fiche technique. Les notes clés incluent :

• Toutes les dimensions sont en millimètres.
• La tolérance générale est de ±0,25 mm sauf indication contraire.
• La tolérance de décalage de la pointe des broches est de ±0,4 mm.
• Le diamètre de trou de PCB recommandé pour les broches est de 0,9 mm.
• Les critères de qualité sont spécifiés pour les corps étrangers (≤10mil), la contamination d'encre (≤20mils), les bulles dans les segments (≤10mil) et la flexion du réflecteur (≤1% de la longueur).

5.2 Connexion des broches et identification de la polarité

Le dispositif possède 14 broches en une seule rangée. Le brochage est le suivant :

• Broche 1 : Cathode commune pour le Chiffre 2
• Broche 2 : Cathode commune pour le Chiffre 3
• Broche 3 : Anode pour le Segment D
• Broche 4 : Anode pour le Point Décimal (DP)
• Broche 5 : Cathode commune pour le Chiffre 4
• Broche 6 : Anode pour le Segment C
• Broche 7 : Cathode commune pour le Chiffre 5
• Broche 8 : Cathode commune pour le Chiffre 6
• Broche 9 : Anode pour le Segment E
• Broche 10 : Anode pour le Segment F
• Broche 11 : Anode pour le Segment G
• Broche 12 : Anode pour le Segment A
• Broche 13 : Anode pour le Segment B
• Broche 14 : Cathode commune pour le Chiffre 1

La broche 1 est marquée comme "Non Connectée" dans le tableau, ce qui semble être une incohérence dans la documentation car elle est également listée comme Cathode pour le Chiffre 2. Le schéma de circuit interne doit être consulté pour clarification. Le dispositif utilise unecathode commune configuration.

6. Directives de soudure et d'assemblage

Les valeurs maximales absolues spécifient le profil de soudure : la température à un point situé à 1/16 de pouce (environ 1,6 mm) sous le plan d'assise de l'afficheur ne doit pas dépasser 260°C pendant plus de 3 secondes lors de l'assemblage. C'est une condition standard de soudage par refusion. Les concepteurs doivent s'assurer que la conception du PCB et le profil du four à refusion respectent ceci pour éviter les dommages thermiques aux puces LED ou au boîtier plastique.

7. Recommandations d'application

7.1 Scénarios d'application typiques

Cet afficheur est destiné aux équipements électroniques ordinaires, y compris les équipements de bureau, les dispositifs de communication et les applications domestiques. Ses chiffres rouges nets le rendent adapté pour :

• Multimètres numériques et équipements de test
• Affichages de minuteries et compteurs industriels
• Panneaux de contrôle d'appareils grand public (ex : fours, micro-ondes)
• Affichages de fréquence/niveau d'équipements audio
• Lecteurs de terminaux de points de vente

7.2 Considérations de conception et précautions

La fiche technique inclut des précautions d'application étendues qui forment des règles de conception critiques :

• Conception du circuit de pilotage :Le pilotage à courant constant est fortement recommandé pour assurer une luminosité et une longévité constantes. Le circuit doit être conçu pour accommoder toute la plage de tension directe (VF, jusqu'à 2,6V) pour garantir que le courant de pilotage prévu est délivré dans toutes les conditions.
• Gestion du courant et thermique :Le courant de fonctionnement doit être choisi en considérant la température ambiante maximale, en appliquant le facteur de déclassement spécifié (0,28 mA/°C au-dessus de 25°C). Dépasser les valeurs nominales provoque une dégradation sévère de la lumière ou une défaillance.
• Circuits de protection :Le circuit de pilotage doit protéger les LED des tensions inverses et des pics de tension transitoires lors de la mise sous tension/arrêt. Une polarisation inverse continue peut provoquer une migration métallique, augmentant les fuites ou causant des courts-circuits.
• Considérations environnementales :Évitez les changements rapides de température ambiante en haute humidité pour empêcher la condensation sur l'afficheur. N'appliquez pas de force mécanique anormale pendant l'assemblage.
• Films optiques/Surcouches :Si vous utilisez un film ou une surcouche sensible à la pression, évitez de le laisser appuyer directement contre la surface de l'afficheur, car il pourrait se déplacer et causer des problèmes de vision.
• Cohérence multi-afficheurs :Pour les applications utilisant deux afficheurs ou plus, sélectionnez des unités du même bin d'intensité lumineuse pour éviter une luminosité (teinte) inégale sur l'ensemble.

8. Conditions de stockage

Pour une fiabilité à long terme, des conditions de stockage spécifiques sont imposées :

• Stockage standard (dans l'emballage d'origine) :Température : 5°C à 30°C. Humidité : Inférieure à 60% HR.
• Le stockage en dehors de ces conditions peut entraîner l'oxydation des broches, nécessitant un replaquage avant utilisation.
• Il est conseillé de consommer les stocks rapidement et d'éviter les stocks importants à long terme.
• Si un emballage non scellé a été stocké pendant plus de 6 mois, il est recommandé de cuire les afficheurs à 60°C pendant 48 heures et de terminer l'assemblage dans la semaine pour éliminer l'humidité et empêcher l'effet "pop-corn" pendant le soudage.

9. Comparaison et différenciation techniques

Le LTF-3605KR-01 se différencie par son utilisation de la technologie AlInGaP pour la couleur super rouge. Comparé aux technologies plus anciennes comme les LED rouges GaAsP standard, AlInGaP offre une efficacité lumineuse significativement plus élevée (luminosité par unité de courant), une meilleure stabilité thermique et une durée de vie plus longue. La hauteur de chiffre de 0,3 pouce offre un équilibre entre lisibilité et compacité. La conception multiplexée à cathode commune est standard pour les afficheurs multi-chiffres, réduisant le nombre de broches de pilote nécessaires de 48 (6 chiffres * 8 segments) à 14, simplifiant l'interface avec le microcontrôleur ou le CI pilote.

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

Q : Quelle est la différence entre la longueur d'onde de crête (639 nm) et la longueur d'onde dominante (631 nm) ?
R : La longueur d'onde de crête est le point de puissance maximale dans la sortie spectrale. La longueur d'onde dominante est la longueur d'onde unique perçue par l'œil humain en regardant la couleur, qui peut être légèrement différente en raison de la forme de la courbe de sensibilité de l'œil et du spectre de la LED.

Q : Puis-je piloter cet afficheur avec une source de tension constante et une résistance ?
R : Bien que possible, ce n'est pas recommandé. Une simple résistance limite le courant mais ne compense pas la variation de VF entre les LED ou avec la température, conduisant à une luminosité incohérente. Un pilote à courant constant est la méthode préférée pour les conceptions professionnelles.

Q : Comment implémenter le multiplexage pour les six chiffres ?
R : Un microcontrôleur ou un CI pilote d'afficheur dédié active (met à la masse) séquentiellement une cathode commune (Chiffre 1-6) à la fois tout en appliquant le motif d'anode correct (A-G, DP) pour ce chiffre. Ce cycle se répète rapidement (typiquement >100 Hz) pour créer l'illusion que tous les chiffres sont allumés simultanément.

Q : Le courant continu max est de 25 mA par segment. Quel courant dois-je utiliser pour un fonctionnement normal ?
R : Pour un fonctionnement fiable à long terme, il est courant de déclasser davantage. Fonctionner à 15-20 mA par segment fournit une excellente luminosité tout en réduisant significativement le stress thermique et en prolongeant la durée de vie opérationnelle. Vérifiez toujours que le courant choisi répond à votre exigence de luminosité à la température ambiante maximale de l'application.

11. Cas pratique de conception

Scenario:Scénario :
Conception d'un panneau-mètre numérique fonctionnant dans un environnement jusqu'à 50°C.
1. Étapes :Calcul du courant :Déterminer le courant continu maximal déclassé. De 25°C à 50°C, c'est une augmentation de 25°C. Déclassement = 25°C * 0,28 mA/°C = 7 mA. Par conséquent, le courant maximal sûr à 50°C = 25 mA - 7 mA =.
2. 18 mASélection du pilote :
3. Choisir un CI pilote LED à courant constant capable de multiplexer 6 chiffres avec au moins 8 sorties de segment. Régler la limite de courant du pilote à 18 mA (ou une valeur inférieure comme 15 mA pour la marge).Conception thermique :
4. S'assurer que la conception du PCB fournit une surface de cuivre adéquate autour des broches de l'afficheur pour servir de dissipateur thermique, dissipant la chaleur des jonctions LED.Logiciel :

Implémenter un firmware de multiplexage avec une fréquence de rafraîchissement suffisamment élevée pour éviter le scintillement (ex : 200 Hz). Inclure des routines de test d'afficheur et d'ajustement de la luminosité.

12. Principe de fonctionnement

Le dispositif est basé sur l'électroluminescence des semi-conducteurs. Lorsqu'une tension de polarisation directe dépassant la tension de seuil de la diode (environ 2V pour AlInGaP) est appliquée à travers un segment LED (anode positive, cathode négative), les électrons et les trous se recombinent dans la région active de la puce semi-conductrice. Cette recombinaison libère de l'énergie sous forme de photons (lumière). La composition matérielle spécifique (AlInGaP) détermine l'énergie de la bande interdite, qui définit la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise, dans ce cas, dans le spectre rouge (~639 nm). Les sept segments sont des puces LED individuelles arrangées en forme de huit, contrôlées indépendamment pour former les caractères numériques 0-9.

13. Tendances technologiques
- Bien que les afficheurs LED sept segments discrets restent pertinents pour des applications spécifiques, la tendance plus large dans la technologie d'affichage évolue vers des solutions intégrées. Celles-ci incluent :Afficheurs avec pilote intégré :
- Modules avec des puces contrôleur intégrées (comme les pilotes TM1637 ou MAX7219) qui simplifient l'interface microcontrôleur.Boîtiers CMS (Composants Montés en Surface) :
- Remplaçant les types traversants pour l'assemblage automatisé et des facteurs de forme plus petits.Technologies alternatives :
Pour les applications nécessitant des graphiques ou des alphanumériques plus complexes, les afficheurs à matrice de points OLED ou LCD sont de plus en plus courants en raison de leur flexibilité. Cependant, pour les affichages numériques simples, à haute luminosité et à faible coût dans des environnements sévères (large plage de température), les afficheurs LED sept segments traditionnels comme le LTF-3605KR-01 continuent d'offrir une fiabilité et une simplicité inégalées.