Fiche technique LSHD-7801 - Afficheur LED un chiffre 0,3 pouce - Hauteur de chiffre 7,62 mm - Vert

1. Vue d'ensemble du produit

Le LSHD-7801 est un module d'afficheur LED alphanumérique à 7 segments pour un seul chiffre. Sa fonction principale est de fournir une sortie numérique et alphanumérique limitée, claire et visible, dans les dispositifs électroniques. Son application principale concerne les équipements nécessitant une lecture numérique compacte, fiable et économe en énergie, tels que les panneaux d'instrumentation, l'électronique grand public, les commandes industrielles et les équipements de test.

Les principaux avantages du dispositif découlent de sa conception à semi-conducteurs. Il offre une excellente uniformité des segments, garantissant une luminosité constante sur tous les segments allumés pour un aspect net. Il fonctionne avec une faible consommation d'énergie, contribuant à l'efficacité énergétique du système global. De plus, il fournit une haute luminosité et un fort contraste, rendant l'affichage facilement lisible même dans diverses conditions d'éclairage ambiant. Un large angle de vision assure la visibilité depuis différentes perspectives, ce qui est crucial pour les dispositifs montés sur panneau.

2. Spécifications techniques et interprétation objective

2.1 Caractéristiques photométriques et optiques

L'afficheur utilise des puces LED VERTES, spécifiquement GaP épitaxié sur substrat GaP et/ou AlInGaP sur un substrat GaAs non transparent. Cette combinaison cible une émission verte. L'intensité lumineuse moyenne typique (Iv) est de 1600 ucd (microcandelas) à un courant direct (IF) de 10mA par segment, avec une valeur minimale spécifiée de 500 ucd. Ce paramètre définit la luminosité perçue. La longueur d'onde dominante (λd) est typiquement de 569 nm, et la longueur d'onde d'émission de crête (λp) est typiquement de 565 nm, plaçant la sortie fermement dans la région verte du spectre visible. La demi-largeur de raie spectrale (Δλ) est de 30 nm, indiquant la pureté spectrale de la lumière verte émise.

2.2 Paramètres et caractéristiques électriques

Les caractéristiques maximales absolues définissent les limites opérationnelles. La dissipation de puissance moyenne par point (segment ou point décimal) ne doit pas dépasser 75 mW. Le courant direct de crête par segment est de 60 mA, mais cela n'est permis qu'en conditions pulsées (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0,1ms). Le courant direct continu moyen par point est déclassé de 25 mA à 25°C par 0,28 mA/°C à mesure que la température ambiante augmente. La tension directe typique (VF) par segment est de 2,6V à IF=20mA, avec un maximum de 2,6V. Le courant inverse (IR) est spécifié à un 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 et le dispositif ne doit pas fonctionner en continu sous polarisation inverse.

2.3 Caractéristiques thermiques

Le dispositif est conçu pour une plage de température de fonctionnement de -35°C à +105°C et une plage de stockage de -35°C à +105°C. La courbe de déclassement du courant direct (0,28 mA/°C à partir de 25°C) est un paramètre clé de gestion thermique. Lorsque la température ambiante augmente, le courant continu maximal autorisé doit être réduit pour éviter la surchauffe et une défaillance prématurée. Cela nécessite une conception thermique minutieuse dans l'application, en particulier dans les espaces clos ou les environnements à haute température.

3. Explication du système de tri

La fiche technique indique explicitement que le produit est \"Trié selon l'Intensité Lumineuse\". Cela signifie que les unités sont triées et regroupées (mises en bacs) en fonction de leur intensité lumineuse mesurée à un courant de test standard. Ce processus assure une cohérence de luminosité lorsque plusieurs afficheurs sont utilisés côte à côte dans une application, évitant des variations notables d'intensité entre les chiffres. Le rapport d'appariement d'intensité lumineuse pour des zones éclairées similaires est spécifié à un maximum de 2:1, ce qui signifie que le segment le plus lumineux ne doit pas être plus de deux fois plus lumineux que le segment le moins lumineux dans le bac acceptable.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que l'extrait de contenu fourni fasse référence aux \"Courbes typiques des caractéristiques électriques/optiques\", les graphiques spécifiques ne sont pas détaillés dans le texte. Typiquement, de telles courbes pour un afficheur LED incluraient :

• Courbe Courant Direct (IF) vs Tension Directe (VF) :Montre la relation non linéaire, cruciale pour concevoir des pilotes à courant constant.
• Courbe Intensité Lumineuse (Iv) vs Courant Direct (IF) :Démontre comment la sortie lumineuse augmente avec le courant, jusqu'aux caractéristiques maximales.
• Courbe Intensité Lumineuse (Iv) vs Température Ambiante (Ta) :Illustre la diminution de la sortie lumineuse avec l'augmentation de la température, éclairant la conception thermique.
• Courbe de Distribution Spectrale :Un tracé de l'intensité relative en fonction de la longueur d'onde, montrant les longueurs d'onde de crête et dominante ainsi que la largeur spectrale.

Les concepteurs doivent consulter ces courbes pour optimiser le courant de pilotage pour la luminosité souhaitée tout en maintenant la fiabilité sur toute la plage de température de fonctionnement.

5. Informations mécaniques et de boîtier

Le LSHD-7801 est un boîtier traversant avec une hauteur de chiffre de 0,3 pouce (7,62 mm). Le boîtier a un visage gris et des segments verts. Le dessin dimensionnel (non entièrement détaillé dans le texte) fournirait les mesures critiques pour la conception de l'empreinte PCB, y compris les dimensions globales, l'espacement des broches et la hauteur du plan d'assise. Les tolérances sont typiquement de ±0,25 mm. La connexion des broches est définie pour une configuration à 10 broches. C'est un afficheur de type anode commune. Le brochage est : 1 & 6 (Anode Commune), 2 (Cathode F), 3 (Cathode G), 4 (Cathode E), 5 (Cathode D), 7 (Cathode DP - Point Décimal), 8 (Cathode C), 9 (Cathode B), 10 (Cathode A). Le schéma de circuit interne montre la connexion d'anode commune à toutes les LED de segment.

6. Recommandations de soudure et d'assemblage

La fiche technique spécifie les conditions de soudure : 1/16 de pouce (environ 1,6 mm) sous le plan d'assise pendant 3 secondes à 260°C. C'est un paramètre critique pour les procédés de soudure à la vague pour éviter les dommages thermiques aux puces LED ou au boîtier plastique. Pour le stockage, des conditions standard sont recommandées : température entre 5°C et 30°C avec une humidité inférieure à 60% HR. Pour les variantes CMS (notées dans les précautions), si le sachet scellé en usine est ouvert, le dispositif doit être utilisé dans les 168 heures (Niveau MSL 3) dans les mêmes conditions de température/humidité pour éviter l'oxydation des broches. Si déballé pendant plus de 168 heures, un séchage à 60°C pendant 24 heures avant soudure est recommandé. La recommandation générale est de consommer les afficheurs dans les 12 mois suivant la date d'expédition.

7. Emballage et informations de commande

La référence est LSHD-7801. La description spécifie un afficheur Vert, Anode Commune avec un point décimal à droite. La fiche technique est identifiée par le numéro de spécification DS30-2002-152, Révision A, effective au 13/01/2023. Les quantités d'emballage spécifiques (par exemple, bande et bobine, tube) ne sont pas détaillées dans l'extrait fourni mais feraient partie de la spécification d'achat complète.

8. Recommandations d'application

8.1 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. Exemples : multimètres numériques, radio-réveils, minuteries d'appareils électroménagers, affichages de capteurs industriels et compteurs de panneau.

8.2 Considérations de conception et précautions

Conception du circuit de pilotage :Le pilotage à courant constant est fortement recommandé par rapport au pilotage à tension constante pour assurer une intensité lumineuse et une longévité constantes, car la tension directe des LED a des tolérances et varie avec la température. Le circuit doit être conçu pour accommoder toute la plage de VF (2,1V à 2,6V typique). La protection contre les tensions inverses et les pics transitoires lors des cycles d'alimentation est essentielle pour éviter les dommages dus à la migration métallique et à l'augmentation du courant de fuite.

Sélection du courant :Le courant de fonctionnement doit être choisi en tenant compte de la température ambiante maximale, en utilisant la spécification de déclassement du courant. Dépasser les caractéristiques provoque une dégradation sévère de la lumière ou une défaillance.

Assemblage optique :Si un panneau avant ou un couvercle est utilisé, il ne doit pas appuyer directement contre le film à motif de l'afficheur, car cela pourrait le déplacer. Pour les assemblages multi-chiffres, il est recommandé d'utiliser des afficheurs du même bac d'intensité lumineuse pour éviter une luminosité inégale (inégalité de teinte).

Environnement :Évitez d'exposer l'afficheur à des changements rapides de température dans des environnements humides pour empêcher la condensation.

9. Comparaison et différenciation technique

Bien qu'une comparaison directe avec d'autres modèles ne soit pas fournie, les principaux points de différenciation du LSHD-7801 dans sa catégorie (un chiffre 0,3 pouce) incluent l'utilisation de technologies spécifiques de puces LED vertes (GaP et AlInGaP) pour sa couleur, son tri explicite pour l'uniformité d'intensité lumineuse, sa large plage de température de fonctionnement (-35°C à +105°C) et sa conformité aux exigences sans plomb/RoHS. La haute luminosité typique (1600 ucd à 10mA) et la faible consommation sont également des avantages compétitifs.

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

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

R : La longueur d'onde de crête est la longueur d'onde à laquelle le spectre d'émission a son intensité maximale. La longueur d'onde dominante est la longueur d'onde unique de la lumière monochromatique qui correspond à la couleur perçue de la sortie de la LED. Pour les LED vertes, elles sont souvent proches, comme on le voit ici (565 nm vs. 569 nm).

Q : Pourquoi le pilotage à courant constant est-il recommandé ?

R : La luminosité d'une LED est principalement fonction du courant, pas de la tension. La tension directe (VF) varie d'une unité à l'autre et diminue avec l'augmentation de la température. Une source de courant constant garantit que la sortie lumineuse souhaitée est maintenue quelles que soient ces variations de VF, fournissant des performances stables et protégeant la LED d'un surcourant si la VF baisse.

Q : Puis-je le piloter avec une alimentation 5V et une résistance ?

R : Oui, c'est une méthode courante. La valeur de la résistance série R est calculée comme R = (Valim - VF) / IF. En utilisant VF typique=2,6V et IF=10mA avec une alimentation 5V : R = (5 - 2,6) / 0,01 = 240 Ohms. Vous devez vous assurer que la puissance nominale de la résistance est suffisante (P = IF^2 * R). Cette méthode fournit un courant constant approximatif si Valim est stable et beaucoup plus grande que la variation de VF.

Q : Que signifie \"anode commune\" ?

R : Cela signifie que les anodes (côtés positifs) de toutes les LED de segment individuelles sont connectées ensemble en interne à une ou plusieurs broches (broches 1 & 6 dans ce cas). Pour allumer un segment, sa broche de cathode correspondante doit être connectée à une tension inférieure (masse) tandis que la broche d'anode commune est maintenue à une tension positive.

11. Cas pratique de conception et d'utilisation

Cas : Conception d'un affichage simple de voltmètre à 3 chiffres.

Trois afficheurs LSHD-7801 seraient utilisés. Un microcontrôleur avec suffisamment de broches d'E/S contrôlerait les segments. Une technique de multiplexage est typiquement employée pour minimiser le nombre de broches : les anodes communes de chaque chiffre sont pilotées séquentiellement par le microcontrôleur, tandis que les lignes de cathode pour tous les segments sont partagées. Cela crée l'illusion que tous les chiffres sont allumés simultanément si la commutation est assez rapide. La conception doit inclure des résistances de limitation de courant sur chaque ligne de cathode (ou utiliser un circuit intégré pilote à courant constant). Le logiciel doit calculer les motifs de segment corrects pour 0-9 et gérer la temporisation du multiplexage. Les considérations thermiques impliquent de s'assurer que la conception du PCB permet une certaine dissipation thermique, surtout si piloté à des courants plus élevés dans un boîtier chaud.

12. Introduction au principe

Le principe de fonctionnement est basé sur l'électroluminescence dans les matériaux semi-conducteurs. Lorsqu'une tension directe dépassant le seuil de conduction de la diode est appliquée aux bornes de la puce LED (GaP ou AlInGaP), les électrons et les trous se recombinent dans la région active, libérant de l'énergie sous forme de photons (lumière). L'énergie de la bande interdite du matériau semi-conducteur spécifique détermine la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise. Dans un afficheur à 7 segments, plusieurs puces LED individuelles sont disposées selon un motif et encapsulées derrière un masque avec les formes des segments. En appliquant sélectivement du courant à différentes combinaisons de ces puces, des chiffres et certaines lettres peuvent être formés.

13. Tendances de développement

Les tendances pour les afficheurs LED un chiffre comme le LSHD-7801 se concentrent sur plusieurs domaines :Efficacité accrue :Développer des matériaux et structures de puces qui délivrent une intensité lumineuse (luminosité) plus élevée à des courants de pilotage plus faibles, réduisant la consommation d'énergie et la génération de chaleur.Miniaturisation :Bien que 0,3 pouce soit une taille standard, des travaux sont en cours pour maintenir ou améliorer la lisibilité dans des facteurs de forme encore plus petits.Fiabilité et durée de vie améliorées :Améliorer les matériaux de boîtier et les conceptions de puces pour résister à des températures de fonctionnement plus élevées et à des conditions environnementales plus sévères, prolongeant la durée de vie opérationnelle.Intégration :Évoluer vers des afficheurs avec des circuits de pilotage intégrés ou des fonctionnalités intelligentes pour simplifier la conception du système pour les utilisateurs finaux.Options de couleur et performance :Élargir la gamme de couleurs disponibles et améliorer la cohérence et la saturation des couleurs grâce à des matériaux semi-conducteurs avancés comme les technologies plus récentes à conversion de phosphore ou à émission directe.