Fiche technique de l'afficheur LED LTS-315AJD - Hauteur de chiffre 0,3 pouce - Couleur rouge hyper - Tension directe 2,6V - Puissance dissipée 70mW - Document technique en français

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTS-315AJD est un afficheur 7 segments à un chiffre compact et performant, conçu pour les applications nécessitant des affichages numériques clairs. Sa fonction principale est de fournir un caractère numérique très lisible et lumineux dans un format réduit. L'avantage fondamental de ce dispositif réside dans l'utilisation de la technologie semi-conductrice avancée AlInGaP (Phosphure d'Aluminium Indium Gallium) pour les puces LED, offrant une efficacité et une pureté de couleur supérieures aux technologies plus anciennes comme les LED GaAsP standard. Cela le rend particulièrement adapté aux instruments portables, à l'électronique grand public, aux panneaux de contrôle industriels et aux équipements de test où la consommation électrique, la lisibilité et la fiabilité sont critiques. L'appareil est catégorisé selon l'intensité lumineuse, garantissant des niveaux de luminosité cohérents d'un lot de production à l'autre.

2. Analyse approfondie des spécifications techniques

2.1 Caractéristiques optiques

Les performances optiques sont définies par plusieurs paramètres clés mesurés à une température ambiante standard de 25°C. L'Intensité lumineuse moyenne (Iv)a une valeur typique de 600 µcd pour un courant direct (IF) de 1mA, avec une plage spécifiée à partir de 200 µcd (min). Ce paramètre indique la luminosité perçue des segments allumés. La lumière émise est caractérisée comme rouge hyper. LaLongueur d'onde d'émission de crête (λp)est typiquement de 650 nm, tandis que laLongueur d'onde dominante (λd)est spécifiée à 639 nm pour IF=20mA. La différence entre la longueur d'onde de crête et la longueur d'onde dominante est liée à la forme du spectre d'émission. LaDemi-largeur de raie spectrale (Δλ)est de 20 nm, indiquant une bande de lumière émise relativement étroite, ce qui contribue à la couleur rouge saturée. L'intensité lumineuse est mesurée à l'aide d'un capteur et d'un filtre qui se rapprochent de la courbe de réponse photopique de l'œil CIE, garantissant que les valeurs correspondent à la vision humaine.

2.2 Caractéristiques électriques

Les paramètres électriques définissent les conditions de fonctionnement et les limites. LaTension directe par segment (VF)varie de 2,1V à 2,6V pour un courant de test de 20mA. C'est la chute de tension aux bornes de la LED lorsqu'elle conduit. LeCourant inverse par segment (IR)est au maximum de 100 µA lorsqu'une tension inverse (VR) de 5V est appliquée, indiquant la fuite du dispositif à l'état bloqué. UnRapport d'appariement d'intensité lumineuse (Iv-m)de 2:1 est spécifié, ce qui signifie que la luminosité du segment le moins lumineux par rapport au segment le plus lumineux dans un même dispositif ne dépassera pas ce rapport à IF=1mA, assurant une apparence uniforme.

2.3 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents peuvent survenir. LeCourant direct continu par segmentest de 25 mA à 25°C, avec une dégradation linéaire de 0,33 mA/°C lorsque la température augmente. LeCourant direct de crête par segmentest de 90 mA, mais uniquement dans des conditions pulsées (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0,1ms). LaPuissance dissipée par segmentne doit pas dépasser 70 mW. LaTension inversemaximale est de 5V. Le dispositif peut fonctionner et être stocké dans unePlage de températurede -35°C à +85°C. La température de soudure ne doit pas dépasser 260°C pendant un maximum de 3 secondes à une distance de 1,6mm en dessous du plan d'assise pendant l'assemblage.

3. Explication du système de classement

La fiche technique indique que l'appareil est "Catégorisé selon l'intensité lumineuse." Cela implique un processus de tri ou de classement basé sur le flux lumineux mesuré. Bien que les codes de classement spécifiques ne soient pas détaillés dans ce document, la pratique courante consiste à tester chaque unité à un courant standard (par exemple, 1mA ou 20mA) et à les regrouper dans des classes avec des plages d'intensité lumineuse minimale et maximale définies. Cela garantit que les clients reçoivent des afficheurs avec des niveaux de luminosité cohérents pour un courant de commande donné, ce qui est crucial pour les afficheurs multi-chiffres ou les produits utilisant plusieurs unités côte à côte. Les concepteurs doivent consulter le fabricant pour connaître la structure de classement spécifique et les grades d'intensité disponibles.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fait référence à des "Courbes caractéristiques électriques/optiques typiques" qui sont essentielles pour une conception détaillée. Bien que les graphiques spécifiques ne soient pas fournis dans l'extrait de texte, les courbes typiques pour de tels dispositifs incluraient :Courant direct vs Tension directe (Courbe I-V) : Elle montre la relation non linéaire, aidant à déterminer la résistance série requise pour une tension d'alimentation donnée.Intensité lumineuse vs Courant direct (Courbe I-Iv) : Elle indique comment la luminosité augmente avec le courant, montrant souvent une relation quasi linéaire dans la plage de fonctionnement avant que l'efficacité ne chute à des courants très élevés.Intensité lumineuse vs Température ambiante : Cette courbe montre la dégradation du flux lumineux lorsque la température de jonction augmente, ce qui est critique pour les applications à haute température ou à fort courant.Distribution spectrale : Un tracé de l'intensité relative en fonction de la longueur d'onde, confirmant les valeurs de longueur d'onde de crête et dominante ainsi que la forme du spectre d'émission.

5. Informations mécaniques et de boîtier

Le LTS-315AJD présente une face grise avec des segments blancs, ce qui améliore le contraste et la lisibilité. Le boîtier est un boîtier double en ligne (DIP) standard à 14 broches. Lahauteur du chiffreest de 0,3 pouce (7,62 mm). Un dessin coté détaillé est référencé dans la fiche technique (PAGE 2 sur 5), avec toutes les dimensions fournies en millimètres et des tolérances standard de ±0,25 mm sauf indication contraire. Ce dessin est crucial pour la conception de l'empreinte PCB, assurant un ajustement et un alignement corrects de l'afficheur sur la carte de circuit imprimé.

6. Connexion des broches et circuit interne

Le dispositif a une configuration àcathode commune. Le brochage est le suivant : Broche 1 : Anode F, Broche 2 : Anode G, Broche 3 : Pas de broche, Broche 4 : Cathode Commune, Broche 5 : Pas de broche, Broche 6 : Anode E, Broche 7 : Anode D, Broche 8 : Anode C, Broche 9 : Anode RDP (Point Décimal Droit), Broche 10 : Pas de broche, Broche 11 : Pas de broche, Broche 12 : Cathode Commune, Broche 13 : Anode B, Broche 14 : Anode A. Les broches 4 et 12 sont connectées en interne à la cathode commune. Le schéma de circuit interne montre chaque LED de segment (A-G et DP) avec son anode connectée à la broche respective et toutes les cathodes reliées ensemble aux broches de cathode commune. Cette configuration simplifie le multiplexage lors de la commande de plusieurs chiffres.

7. Recommandations de soudure et d'assemblage

Le respect du profil de soudure spécifié est crucial pour éviter les dommages thermiques. Latempérature de souduremaximale autorisée est de 260°C, et le composant ne doit pas être soumis à cette température pendant plus de 3 secondes. Le point de mesure est situé à 1,6mm en dessous du plan d'assise (généralement la surface du PCB). Cela correspond aux profils de soudure par refusion sans plomb standard. Il est recommandé de suivre les directives IPC standard pour le nettoyage et la manipulation des dispositifs sensibles à l'humidité, bien que la fiche technique ne spécifie pas de niveau de sensibilité à l'humidité (MSL). Des précautions appropriées contre les décharges électrostatiques (ESD) doivent toujours être observées lors de la manipulation des composants LED.

8. Suggestions d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

Cet afficheur est idéal pour tout dispositif nécessitant un seul chiffre numérique très visible. Les applications courantes incluent : les indicateurs de panneau pour la tension, le courant ou la température ; les horloges et minuteries numériques ; les tableaux d'affichage de scores ; les affichages d'instruments sur les appareils grand public (par exemple, fours à micro-ondes, machines à café) ; les indicateurs d'état sur les équipements industriels ; et les dispositifs électroniques portables.

8.2 Considérations de conception

Limitation de courant :Une résistance série doit être utilisée avec chaque anode de segment (ou dans le chemin de la cathode commune) pour limiter le courant direct à une valeur sûre, typiquement entre 5mA et 20mA selon la luminosité requise et le budget de puissance. La valeur de la résistance est calculée en utilisant R = (Vcc - Vf) / If, où Vcc est la tension d'alimentation, Vf est la tension directe du segment (utiliser la valeur max pour la fiabilité), et If est le courant direct souhaité.Multiplexage :Pour les afficheurs multi-chiffres, un schéma de multiplexage est utilisé où les chiffres sont allumés un par un rapidement. La conception à cathode commune du LTS-315AJD est bien adaptée à cela. Le courant de crête autorisé permet des courants pulsés plus élevés pendant le multiplexage pour obtenir une luminosité perçue plus importante.Angle de vision :La fiche technique mentionne un large angle de vision, qui doit être pris en compte pour le placement mécanique de l'afficheur par rapport à l'utilisateur.

9. Comparaison et différenciation technique

Le principal facteur différenciant du LTS-315AJD est son utilisation de la technologieAlInGaP sur un substrat GaAs non transparent. Comparée aux LED rouges traditionnelles en GaAsP (Arséniure de Gallium Phosphoré), la technologie AlInGaP offre une efficacité lumineuse nettement supérieure, ce qui signifie un flux lumineux plus important pour une même puissance électrique d'entrée. Cela se traduit par les caractéristiques "haute luminosité" et "faible consommation" mentionnées. La couleur rouge hyper (longueur d'onde dominante ~639nm) est également plus saturée et visuellement distincte que les LED rouges standard. La conception à face grise/segments blancs améliore le contraste, contribuant à une "excellente apparence des caractères." La catégorisation selon l'intensité lumineuse fournit un niveau supplémentaire de contrôle qualité qui n'est pas toujours présent dans les afficheurs basiques.

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

Q : Quelle valeur de résistance dois-je utiliser pour commander un segment avec une alimentation de 5V ?

R : En utilisant la Vf max de 2,6V et un If cible de 15mA : R = (5V - 2,6V) / 0,015A = 160 ohms. Une résistance standard de 150 ou 180 ohms conviendrait. Vérifiez toujours la luminosité au courant choisi.

Q : Puis-je connecter les deux broches de cathode commune ensemble sur le PCB ?

R : Oui, les broches 4 et 12 sont connectées en interne. Il est recommandé de les connecter toutes les deux sur le PCB pour réduire la résistance et améliorer la distribution du courant, surtout lorsque tous les segments sont allumés simultanément.

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

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 semblerait avoir la même couleur que la sortie de la LED pour l'œil humain. La longueur d'onde dominante est plus pertinente pour la spécification de la couleur.

Q : Comment la température affecte-t-elle les performances ?

R : Lorsque la température augmente, la tension directe (Vf) diminue généralement légèrement, tandis que l'intensité lumineuse diminue plus significativement. Le courant continu nominal se dégrade également au-dessus de 25°C. Conception pour la température de fonctionnement maximale attendue.

11. Exemple pratique de conception et d'utilisation

Considérez la conception d'un simple voltmètre à un chiffre affichant 0-9. Les broches d'E/S d'un microcontrôleur peuvent être utilisées pour commander les anodes des segments (A-G) via des résistances de limitation de courant (par exemple, 180 ohms pour un système 5V). La ou les broches de cathode commune seraient connectées à une broche de microcontrôleur configurée comme une sortie à drain ouvert ou via un transistor NPN pour absorber le courant combiné des segments. Le microcontrôleur décoderait la tension mesurée en un motif 7 segments et le sortirait. Le point décimal (RDP) peut être utilisé en option. La faible consommation le rend adapté aux prototypes alimentés par batterie. Le contraste et la luminosité élevés assurent une lisibilité dans diverses conditions d'éclairage.

12. Introduction au principe technologique

Le LTS-315AJD est basé sur le matériau semi-conducteurAlInGaP (Phosphure d'Aluminium Indium Gallium). Lorsqu'une tension directe est appliquée à travers la jonction p-n de ce matériau, les électrons et les trous se recombinent, libérant de l'énergie sous forme de photons (lumière). La composition spécifique de l'alliage AlInGaP détermine l'énergie de la bande interdite, qui définit directement la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise - dans ce cas, dans la région du rouge hyper. L'utilisation d'unsubstrat GaAs non transparentaide à absorber la lumière parasite, améliorant le contraste en empêchant la réflexion interne qui pourrait faire apparaître les segments éteints faiblement éclairés. La lumière est émise depuis la surface supérieure de la puce, à travers une lentille en époxy qui façonne l'angle de vision.

13. Tendances et évolutions de l'industrie

Bien que les afficheurs 7 segments discrets restent essentiels pour des applications spécifiques, la tendance générale dans la technologie d'affichage va vers l'intégration et la miniaturisation. Cela inclut la prolifération des afficheurs OLED et LCD à matrice de points qui offrent des capacités alphanumériques et graphiques. Cependant, pour les applications nécessitant une extrême simplicité, une robustesse, une haute luminosité en plein soleil, une large plage de température et un faible coût, les afficheurs LED 7 segments comme le LTS-315AJD continuent d'être le choix optimal. Les avancées dans les matériaux LED, comme le passage du GaAsP à l'AlInGaP documenté ici, améliorent constamment leur efficacité et leur fiabilité. Les développements futurs pourraient inclure des matériaux encore plus efficaces et l'intégration directe de l'électronique de commande dans le boîtier de l'afficheur.