Fiche technique de l'afficheur LED LSHD-A101 - Hauteur de chiffre 0,3 pouce - Rouge AlInGaP - Tension directe 2,6V - Puissance dissipée 70mW - Document technique en français

1. Vue d'ensemble du produit

Le LSHD-A101 est un module d'afficheur LED à un chiffre, sept segments plus point décimal. Il présente une hauteur de chiffre de 0,3 pouce (7,62 mm), conçu pour des affichages numériques clairs dans diverses applications électroniques. Le dispositif utilise des puces LED rouges AS-AlInGaP (Phosphure d'Aluminium Indium Gallium) épitaxiées sur un substrat d'Arséniure de Gallium (GaAs). Cette technologie est reconnue pour son haut rendement et ses excellentes performances lumineuses. L'afficheur présente un aspect à fort contraste avec un fond gris clair et des segments blancs brillants, garantissant une bonne lisibilité sous différentes conditions d'éclairage. Sa construction à semi-conducteurs offre des avantages de fiabilité inhérents par rapport aux autres technologies d'affichage.

1.1 Caractéristiques principales

• Taille compacte :Hauteur de chiffre de 0,3 pouce adaptée aux applications à espace limité.
• Performances optiques supérieures :Offre une luminosité élevée, un contraste élevé et un large angle de vision pour une excellente apparence des caractères.
• Éclairage uniforme :Des segments continus et uniformes assurent une sortie lumineuse cohérente sur tout le chiffre.
• Faible consommation d'énergie :Conçu pour un fonctionnement efficace avec de faibles besoins en énergie.
• Fiabilité accrue :La conception à semi-conducteurs assure une longue durée de vie opérationnelle et une grande robustesse.
• Assurance qualité :Les dispositifs sont catégorisés (binnés) selon l'intensité lumineuse pour garantir la cohérence des performances.
• Conformité environnementale :Le boîtier est sans plomb, fabriqué conformément aux directives RoHS.

1.2 Configuration du dispositif

Le LSHD-A101 est configuré comme un afficheur à anode commune. Cela signifie que les anodes de tous les segments LED sont connectées en interne et ramenées à des broches communes, tandis que la cathode de chaque segment est individuellement accessible. Ce modèle spécifique inclut un point décimal (DP) à droite. La configuration à anode commune est souvent préférée dans les circuits d'attaque multiplexés pour simplifier l'absorption du courant.

2. Analyse approfondie des spécifications techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents au dispositif peuvent survenir. Le fonctionnement doit toujours être maintenu dans ces limites.

• Puissance dissipée par segment :70 mW maximum.
• Courant direct de crête par segment :90 mA (en conditions pulsées : cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0,1 ms).
• Courant direct continu par segment :25 mA à 25°C. Cette valeur se dégrade linéairement à 0,28 mA/°C lorsque la température ambiante augmente au-dessus de 25°C.
• Plage de température de fonctionnement et de stockage :-35°C à +105°C.
• Condition de soudure :Le dispositif peut résister à la soudure à la vague avec le bain de soudure à 1/16 de pouce (environ 1,6 mm) en dessous du plan d'assise pendant 3 secondes à 260°C. La température du corps de l'unité ne doit pas dépasser la température maximale nominale pendant l'assemblage.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Les performances typiques sont mesurées à une température ambiante (Ta) de 25°C.

• Intensité lumineuse (I_V) :La sortie lumineuse est catégorisée. Les valeurs typiques sont de 692 µcd à 1 mA de courant d'attaque et peuvent atteindre 9000 µcd à 10 mA. Le minimum spécifié est de 200 µcd à 1 mA.
• Caractéristiques de longueur d'onde :Le dispositif émet une lumière rouge. La longueur d'onde d'émission de crête (λ_p) est typiquement de 650 nm. La longueur d'onde dominante (λ_d) est typiquement de 639 nm. La demi-largeur de la raie spectrale (Δλ) est de 20 nm, indiquant la pureté de la couleur.
• Tension directe (V_F) :Par puce LED, la chute de tension est typiquement de 2,6V avec un maximum de 2,6V lorsqu'elle est attaquée à 20 mA. Le minimum est de 2,1V.
• Courant inverse (I_R) :Maximum 100 µA lorsqu'une tension inverse (V_R) de 5V est appliquée. Ce paramètre est uniquement à des fins de test ; un fonctionnement en polarisation inverse continue est interdit.
• Rapport d'appariement de l'intensité lumineuse :Pour les segments dans une zone lumineuse similaire, le rapport de l'intensité maximale à minimale ne dépassera pas 2:1 lorsqu'ils sont attaqués à 1 mA, garantissant une luminosité uniforme.
• Diaphonie :Spécifiée à ≤ 2,5 %, ce qui signifie un éclairage parasite minimal des segments non sélectionnés.

3. Informations mécaniques et de boîtier

3.1 Dimensions du boîtier

L'afficheur suit un format standard à 10 broches en boîtier DIP (Dual In-line Package). Les notes dimensionnelles clés incluent :

• Toutes les dimensions sont en millimètres avec une tolérance générale de ±0,25 mm sauf indication contraire.
• La tolérance de décalage de l'extrémité des broches est de ±0,4 mm.
• Imperfections autorisées : matière étrangère sur un segment ≤10 mils, contamination d'encre de surface ≤20 mils, bulles dans un segment ≤10 mils.
• La flexion du réflecteur doit être ≤ 1 % de sa longueur.
• Le diamètre de trou de CI recommandé pour les broches est de 1,0 mm pour assurer un ajustement correct.

3.2 Connexion des broches et schéma de circuit

Le circuit interne est une configuration standard à anode commune pour un afficheur 7 segments plus point décimal. Le brochage est le suivant :

• Broche 1 : Anode Commune
• Broche 2 : Cathode du Segment F
• Broche 3 : Cathode du Segment G
• Broche 4 : Cathode du Segment E
• Broche 5 : Cathode du Segment D
• Broche 6 : Anode Commune
• Broche 7 : Cathode du Point Décimal (DP)
• Broche 8 : Cathode du Segment C
• Broche 9 : Cathode du Segment B
• Broche 10 : Cathode du Segment A

La broche 6 est également une Anode Commune, typiquement connectée en interne à la broche 1. Il y a une broche Non Connectée (NC) dans la disposition. Ce brochage permet une interface simple avec des microcontrôleurs ou des circuits intégrés d'attaque.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que des courbes graphiques spécifiques soient référencées dans la fiche technique, les relations typiques peuvent être décrites sur la base des paramètres fournis :

• Courant vs Intensité lumineuse (Courbe I-V) :L'intensité lumineuse augmente de manière super-linéaire avec le courant direct. Par exemple, augmenter le courant de 1 mA à 10 mA entraîne une augmentation de plus de dix fois de la sortie lumineuse typique (de 692 µcd à 9000 µcd), mettant en évidence le haut rendement du matériau AlInGaP.
• Tension directe vs Courant :La V_Fa un coefficient de température positif et variera légèrement avec le courant. La plage spécifiée de 2,1V à 2,6V à 20 mA doit être prise en compte dans la conception du circuit d'attaque.
• Dépendance à la température :L'intensité lumineuse diminue généralement lorsque la température de jonction augmente. La dégradation du courant continu (0,28 mA/°C au-dessus de 25°C) est une mesure directe pour gérer la température de jonction et maintenir la fiabilité. Un fonctionnement à des températures ambiantes plus élevées nécessite de réduire le courant d'attaque en conséquence.

5. Lignes directrices et précautions d'application

5.1 Utilisation prévue et considérations de conception

Cet afficheur est conçu pour les équipements électroniques ordinaires dans les applications de bureau, de communication et domestiques. Pour les applications critiques pour la sécurité (aéronautique, médical, etc.), une consultation avec le fabricant est obligatoire avant utilisation. Les précautions clés de conception et d'utilisation incluent :

• Conception du circuit d'attaque :L'attaque en courant constant est fortement recommandée pour garantir une luminosité stable et une longue durée de vie. Le circuit doit être conçu pour délivrer le courant prévu sur toute la plage de V_F (2,1V-2,6V).
• Protection :Le circuit doit protéger contre les tensions inverses et les transitoires de tension pendant les cycles d'alimentation pour éviter les dommages.
• Gestion thermique :Dépasser le courant d'attaque recommandé ou la température de fonctionnement accélérera la dégradation de la sortie lumineuse et peut provoquer une défaillance prématurée. Le courant de fonctionnement sûr doit être sélectionné en fonction de la température ambiante maximale attendue.
• Éviter la condensation :Des changements rapides de température dans des environnements humides peuvent provoquer de la condensation sur l'afficheur, ce qui doit être évité.
• Manutention mécanique :Ne pas appliquer de force anormale sur le corps de l'afficheur pendant l'assemblage. Si vous utilisez un film d'application avant, évitez qu'il soit en contact direct et sous pression avec le panneau avant pour éviter un décalage.
• Cohérence dans les matrices multi-chiffres :Lorsque vous utilisez deux afficheurs ou plus dans un assemblage, il est recommandé d'utiliser des dispositifs du même bac d'intensité lumineuse pour éviter des différences de luminosité ou de teinte notables entre les chiffres.

5.2 Conditions de stockage et de manutention

Un stockage approprié est crucial pour maintenir la soudabilité et les performances.

• Stockage standard (dans l'emballage d'origine) :Température : 5°C à 30°C. Humidité : Inférieure à 60 % HR. Un stockage prolongé en dehors de ces conditions peut entraîner l'oxydation des broches.
• Après ouverture du sachet :Si le sachet barrière à l'humidité est ouvert, il est conseillé de consommer les produits rapidement. Si le produit ouvert est stocké pendant plus de 6 mois, un dégazage à 60°C pendant 48 heures est recommandé avant utilisation, l'assemblage devant être terminé dans la semaine suivant le dégazage.
• Conseil général :Évitez de maintenir de grands stocks pendant de longues périodes. Utilisez un système d'inventaire premier entré, premier sorti (FIFO).

6. Système de binnage et informations de commande

Le LSHD-A101 est catégorisé (binné) spécifiquement pour l'intensité lumineuse. Cela signifie que les unités sont testées et triées en fonction de leur sortie lumineuse à un courant de test standard (probablement 1 mA ou 10 mA). Cela permet aux concepteurs de sélectionner des afficheurs avec une luminosité appariée pour les applications nécessitant une uniformité. Le numéro de pièceLSHD-A101identifie le modèle spécifique : un afficheur à un chiffre, rouge AlInGaP, à anode commune avec un point décimal à droite. Les concepteurs doivent spécifier toute exigence de binnage lors de la commande pour garantir la cohérence entre les lots de production.

7. Scénarios d'application typiques

Le LSHD-A101 est idéal pour les applications nécessitant un seul chiffre numérique hautement lisible. Les utilisations courantes incluent :

• Équipements de test et de mesure :Affichage d'une valeur de paramètre unique, comme un indicateur de mode ou un chiffre d'unité dans un affichage plus grand.
• Appareils grand public :Minuteurs, compteurs ou indicateurs d'état sur des micro-ondes, des machines à café ou des équipements audio.
• Contrôles industriels :Compteurs de tableau, indicateurs de processus ou affichages de réglage sur des machines.
• Automobile (après-vente) :Jauges simples ou modules d'affichage.
• Prototypage et kits éducatifs :Grâce à son boîtier DIP standard, il est facile à utiliser sur des platines d'essai et des CI prototypes.

8. Considérations de conception et FAQ

8.1 Calcul de la résistance de limitation de courant

Pour une attaque simple à tension constante (par exemple, alimentation 5V) avec une résistance de limitation de courant, la valeur de la résistance (R) peut être approximée en utilisant la loi d'Ohm : R = (V_alimentation- V_F) / I_F. En utilisant la V_Fmaximale de 2,6V à 20 mA et une alimentation de 5V : R = (5V - 2,6V) / 0,02A = 120 Ω. Une résistance standard de 120 Ω serait appropriée, mais le courant réel variera avec la V_Fspécifique de l'unité. Pour la précision, un pilote à courant constant est préférable.

8.2 Multiplexage de plusieurs chiffres

Bien que le LSHD-A101 soit un chiffre unique, le principe s'applique si vous utilisez plusieurs unités à un chiffre. Avec une conception à anode commune, le multiplexage consiste à activer séquentiellement (mettre à l'état haut) l'anode commune d'un chiffre à la fois tout en appliquant le motif de cathode approprié (segments à l'état bas) pour ce chiffre. La persistance rétinienne crée l'illusion que tous les chiffres sont allumés simultanément. Cela réduit considérablement le nombre de broches d'E/S de microcontrôleur requises et la consommation d'énergie.

8.3 Pourquoi la polarisation inverse est-elle interdite ?

L'application d'une tension inverse (cathode supérieure à l'anode) peut provoquer une électromigration du métal à l'intérieur de la puce semi-conductrice. Cela peut dégrader la LED, entraînant une augmentation du courant de fuite ou même une défaillance en court-circuit. Le circuit d'attaque doit garantir que cette condition ne se produit pas, en particulier pendant les séquences de mise sous/hors tension ou dans les circuits multiplexés où des pointes de tension sont possibles.

9. Contexte technologique et tendances

9.1 Technologie AlInGaP

Le Phosphure d'Aluminium Indium Gallium (AlInGaP) est un matériau semi-conducteur spécifiquement conçu pour les LED rouges, oranges et jaunes à haute luminosité. Cultivé sur un substrat de GaAs, il offre une efficacité lumineuse et une stabilité thermique supérieures par rapport aux technologies plus anciennes comme le GaAsP. Cela se traduit par la haute luminosité et l'excellente fiabilité notées dans les caractéristiques du LSHD-A101.

9.2 Contexte de la technologie d'affichage

Bien que les afficheurs LED à un chiffre comme le LSHD-A101 restent pertinents pour des applications spécifiques, souvent sensibles au coût ou motivées par la simplicité, la tendance générale dans l'affichage d'informations s'est orientée vers les panneaux LED à matrice de points intégrés, les OLED et les LCD. Ceux-ci offrent une flexibilité pour afficher des caractères alphanumériques et des graphiques. Cependant, l'afficheur LED 7 segments persiste en raison de sa simplicité inégalée, de sa lisibilité extrême (surtout en lumière ambiante élevée), de son faible coût pour un ou quelques chiffres, et de sa fiabilité à long terme éprouvée dans des environnements difficiles où d'autres technologies pourraient échouer.