Fiche technique de l'afficheur LED LTS-6775JD - Hauteur de chiffre 0,56 pouce - Hyper rouge - Tension directe 2,6V - Puissance dissipée 70mW - Document technique en français

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTS-6775JD est un module d'affichage sept segments à un chiffre haute performance, conçu pour les applications nécessitant une lecture numérique claire. Sa fonction principale est de représenter visuellement les chiffres de 0 à 9, ainsi qu'un point décimal, en utilisant des segments LED individuels. L'appareil est conçu pour la fiabilité et la clarté dans divers instruments électroniques et appareils grand public.

L'afficheur utilise la technologie avancée des semi-conducteurs à Phosphure d'Aluminium, d'Indium et de Gallium (AlInGaP) pour ses éléments émetteurs de lumière. Ce système de matériau est spécifiquement choisi pour produire une émission de lumière rouge et hyper rouge à haut rendement. Les puces sont fabriquées sur un substrat d'Arséniure de Gallium (GaAs) non transparent, ce qui contribue à améliorer le contraste en minimisant la diffusion et la réflexion internes de la lumière. La présentation visuelle comporte une face avant grise avec des marquages de segments blancs, offrant un excellent arrière-plan pour la lumière rouge émise, améliorant ainsi la lisibilité globale et l'attrait esthétique.

1.1 Avantages principaux et marché cible

Le LTS-6775JD offre plusieurs avantages distincts qui le rendent adapté à une gamme d'applications. Ses principales caractéristiques incluent une hauteur de chiffre de 0,56 pouce (14,22 mm), offrant un bon équilibre entre taille et visibilité. Les segments sont conçus pour être continus et uniformes, assurant une apparence cohérente et professionnelle lorsqu'ils sont allumés. L'appareil nécessite une faible puissance pour fonctionner, contribuant à une conception de système économe en énergie. Il délivre une luminosité et un contraste élevés, ce qui est crucial pour la lisibilité sous diverses conditions d'éclairage ambiant. De plus, il offre un large angle de vision, permettant de voir clairement les informations affichées depuis différentes positions par rapport à la surface de l'afficheur.

Cette combinaison de caractéristiques rend le LTS-6775JD idéal pour une intégration dans une variété de produits électroniques. Son marché cible comprend, sans s'y limiter, les équipements de test et de mesure (par exemple, multimètres, fréquencemètres), les panneaux de contrôle industriel, les affichages de tableau de bord automobile, les appareils électroménagers (par exemple, fours à micro-ondes, horloges numériques) et les dispositifs médicaux où une indication numérique claire et fiable est requise. La fiabilité à l'état solide des LED garantit une longue durée de vie opérationnelle avec un entretien minimal.

2. Paramètres techniques : Interprétation objective approfondie

Les performances du LTS-6775JD sont définies par un ensemble de paramètres électriques et optiques précis. Comprendre ces spécifications est essentiel pour une conception de circuit appropriée et pour garantir des performances d'affichage optimales.

2.1 Caractéristiques photométriques et optiques

La performance optique est centrale pour la fonction de l'afficheur. Le paramètre clé est l'Intensité Lumineuse Moyenne (Iv), spécifiée avec un minimum de 320 µcd, une valeur typique de 700 µcd, et aucun maximum indiqué lorsqu'elle est pilotée par un courant direct (IF) de 1 mA. Cette mesure est prise à l'aide d'un capteur et d'un filtre qui approximent la courbe de réponse de l'œil humain photopique (CIE), garantissant que la valeur correspond à la luminosité perçue. La haute intensité typique assure une bonne visibilité.

Les caractéristiques de couleur sont définies par la longueur d'onde. La Longueur d'Onde d'Émission de Crête (λp) est typiquement de 650 nanomètres (nm), plaçant la sortie dans la région hyper rouge du spectre. La Longueur d'Onde Dominante (λd) est spécifiée à 639 nm. La différence entre la longueur d'onde de crête et la longueur d'onde dominante est normale pour les LED et est liée à la forme du spectre d'émission. La Demi-Largeur de Raie Spectrale (Δλ) est de 20 nm, indiquant la pureté spectrale ou l'étalement des longueurs d'onde émises autour du pic. Un certain degré de variation de la sortie lumineuse entre les segments est attendu ; ceci est quantifié par le Ratio d'Appariement d'Intensité Lumineuse (IV-m), spécifié à 2:1 maximum. Cela signifie que le segment le plus brillant ne sera pas plus de deux fois plus lumineux que le segment le moins lumineux dans les mêmes conditions de pilotage, assurant l'uniformité.

2.2 Paramètres électriques

Les caractéristiques électriques définissent l'interface entre l'afficheur et le circuit de pilotage. La Tension Directe par Segment (VF) est typiquement de 2,1 Volts et a un maximum de 2,6 Volts lorsqu'un courant direct (IF) de 10 mA est appliqué. Cette tension est relativement basse, ce qui simplifie la conception de l'alimentation. Le Courant Inverse par Segment (IR) est spécifié avec un maximum de 100 µA lorsqu'une tension inverse (VR) de 5 V est appliquée, indiquant le niveau de fuite lorsque la LED est polarisée incorrectement.

2.3 Valeurs maximales absolues et considérations thermiques

Ces valeurs définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents à l'appareil peuvent survenir. Ce ne sont pas des conditions de fonctionnement normal. La Puissance Dissipée Maximale par Segment est de 70 mW. Le Courant Direct de Crête par Segment est de 90 mA, mais cela n'est permis qu'en conditions pulsées (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0,1 ms) pour gérer la chaleur. Le Courant Direct Continu par Segment est déclassé de 25 mA à 25°C jusqu'à 0 mA à 100°C, avec un facteur de déclassement linéaire de 0,33 mA/°C. Ce déclassement est crucial pour la fiabilité, car il empêche la température de jonction de dépasser les limites de sécurité. La Tension Inverse Maximale par Segment est de 5 V. L'appareil est conçu pour une Plage de Température de Fonctionnement de -35°C à +85°C et la même plage pour le stockage. La température de soudure ne doit pas dépasser 260°C pendant plus de 3 secondes, mesurée à 1,6 mm sous le plan d'assise, pour éviter les dommages pendant l'assemblage.

3. Explication du système de classement (binning)

La fiche technique fournie indique que les appareils sont "Catégorisés pour l'Intensité Lumineuse". Cela implique un processus de classement ou de tri basé sur la mesure de la sortie lumineuse. Dans la fabrication typique des LED, les appareils d'un lot de production sont testés et regroupés dans différents "bacs" selon des paramètres clés comme l'intensité lumineuse, la tension directe, et parfois la longueur d'onde dominante. Bien que les codes ou plages de bacs spécifiques ne soient pas détaillés dans ce document, cette pratique garantit que les clients peuvent sélectionner des pièces avec des performances cohérentes pour une application donnée. Pour le LTS-6775JD, le critère de classement principal semble être l'intensité lumineuse, garantissant un niveau minimum de luminosité comme spécifié dans le tableau des caractéristiques électriques/optiques.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que les graphiques spécifiques ne soient pas reproduits dans le texte, la fiche technique fait référence aux "Courbes Typiques des Caractéristiques Électriques / Optiques". Ces courbes sont essentielles pour un travail de conception détaillé. Typiquement, une telle fiche technique inclurait :

• Intensité Lumineuse Relative en fonction du Courant Direct (Courbe I-V) :Ce graphique montre comment la sortie lumineuse augmente avec le courant de pilotage. Elle est généralement non linéaire, l'efficacité diminuant souvent à des courants très élevés en raison des effets thermiques.
• Tension Directe en fonction du Courant Direct :Ceci montre la caractéristique I-V de la diode, cruciale pour concevoir les circuits de limitation de courant.
• Intensité Lumineuse Relative en fonction de la Température Ambiante :Cette courbe démontre comment la sortie lumineuse diminue lorsque la température ambiante (et par conséquent la jonction) augmente. Comprendre ce déclassement est vital pour les applications fonctionnant dans des environnements chauds.
• Distribution Spectrale :Un tracé montrant l'intensité relative de la lumière émise à travers différentes longueurs d'onde, centré autour du pic de 650 nm, avec une largeur définie par la spécification de demi-largeur de 20 nm.

Les concepteurs doivent consulter ces courbes pour optimiser le courant de pilotage pour la luminosité souhaitée tout en maintenant l'efficacité et la longévité, et pour tenir compte des changements de performance sur la plage de température de fonctionnement prévue.

5. Informations mécaniques et de boîtier

Le LTS-6775JD est fourni dans un boîtier d'afficheur LED standard. Le dessin des Dimensions du Boîtier fournit les mesures physiques critiques pour la conception de l'empreinte PCB et l'intégration dans le boîtier. Toutes les dimensions sont fournies en millimètres avec une tolérance standard de ±0,25 mm sauf indication contraire. Les dimensions clés incluent la hauteur, la largeur et la profondeur totales du boîtier, l'espacement entre les broches, le diamètre et la position du chiffre sur la face, et la distance par rapport au plan d'assise. Une interprétation précise de ce dessin est nécessaire pour créer un layout PCB correct et s'assurer que l'afficheur s'adapte correctement dans l'assemblage final du produit.

5.1 Configuration des broches et identification de la polarité

L'appareil a une configuration à 10 broches (la broche 10 est notée "Non Connectée"). Il est configuré comme un afficheur àAnode Commune. Cela signifie que les anodes (bornes positives) de plusieurs segments LED sont connectées ensemble en interne. Dans cet appareil spécifique, le schéma de circuit interne et la table de connexion des broches montrent comment les anodes et cathodes pour les sept segments (A, B, C, D, E, F, G), le point décimal (DP) et les signes plus/moins sont arrangés. Les nœuds d'anode commune sont connectés aux broches 2, 4, 7 et 8 pour différents groupes de segments. Les cathodes des segments individuels sont connectées à leurs broches respectives. Pour allumer un segment, sa broche de cathode correspondante doit être mise à un niveau bas (connectée à la masse ou à un puits de courant) tandis que la broche d'anode commune appropriée est mise à un niveau haut (connectée à l'alimentation positive via une résistance de limitation de courant). La table de brochage est la référence définitive pour concevoir le circuit de pilotage.

6. Directives de soudure et d'assemblage

Une manipulation appropriée pendant l'assemblage est essentielle pour la fiabilité. La directive clé fournie concerne le processus de soudure : la température de soudure maximale autorisée est de 260°C, et cette température ne doit pas être appliquée pendant plus de 3 secondes. Cette mesure est prise à un point situé à 1,6 mm (1/16 de pouce) sous le plan d'assise de l'appareil sur le PCB. Cette spécification est conçue pour prévenir les dommages thermiques aux puces LED, aux fils de liaison internes et au matériau du boîtier plastique. Pour la soudure à la vague ou par refusion, le profil thermique complet (préchauffage, stabilisation, refusion, refroidissement) doit être contrôlé pour rester dans ces limites. La soudure manuelle avec un fer nécessite une technique soigneuse pour éviter une surchauffe localisée. La plage de température de stockage est de -35°C à +85°C ; les appareils doivent être conservés dans un environnement sec et protégé des décharges électrostatiques avant utilisation.

7. Recommandations d'application

7.1 Circuits d'application typiques

Le LTS-6775JD, étant un afficheur à anode commune, est généralement piloté par un microcontrôleur ou un circuit intégré de pilotage d'afficheur dédié (comme un décodeur/pilote BCD vers 7 segments). Les broches d'anode commune sont connectées au rail d'alimentation positif (Vcc), chacune via une résistance de limitation de courant si le multiplexage n'est pas utilisé. Si plusieurs chiffres sont multiplexés, les anodes communes sont commutées par des transistors. Les broches de cathode pour chaque segment sont connectées aux sorties du pilote, qui évacuent le courant vers la masse. La valeur de la résistance de limitation de courant est calculée à l'aide de la formule : R = (Vcc - VF) / IF, où VF est la tension directe du segment (utiliser la valeur max pour le pire cas, par ex. 2,6V) et IF est le courant direct souhaité (par ex. 10 mA pour une luminosité typique). Pour une alimentation de 5V : R = (5V - 2,6V) / 0,01A = 240 Ohms. Une résistance standard de 220 ou 270 Ohms serait appropriée.

7.2 Considérations et notes de conception

• Limitation de courant :Utilisez toujours des résistances de limitation de courant externes. Piloter les LED directement depuis une source de tension ou une broche de microcontrôleur sans résistance provoquera un courant excessif, entraînant une défaillance immédiate ou une réduction significative de la durée de vie.
• Multiplexage :Pour contrôler plusieurs chiffres avec moins de broches d'E/S, le multiplexage est utilisé. Cela implique de faire circuler rapidement l'alimentation vers l'anode commune de chaque chiffre tout en présentant les données de segment correspondantes sur les lignes de cathode partagées. La persistance rétinienne fait apparaître tous les chiffres allumés simultanément. Le courant de crête pendant le court temps ON peut être supérieur à la valeur nominale en DC, mais le courant moyen ne doit pas dépasser la valeur nominale de courant direct continu, en tenant compte du cycle de service.
• Angle de vision :Le large angle de vision est bénéfique, mais pour une lisibilité optimale, l'afficheur doit être orienté de sorte que la direction de vision principale soit approximativement perpendiculaire à sa face.
• Protection contre les décharges électrostatiques (ESD) :Bien que non explicitement indiqué, les LED sont sensibles aux décharges électrostatiques (ESD). Les précautions de manipulation standard contre l'ESD doivent être observées pendant l'assemblage.

8. Comparaison et différenciation techniques

Comparé aux technologies plus anciennes comme les afficheurs à incandescence ou à fluorescence sous vide (VFD), le LTS-6775JD offre des avantages significatifs : consommation d'énergie plus faible, fiabilité plus élevée (pas de filament à griller), temps de réponse plus rapide et meilleure résistance aux chocs/vibrations. Dans le segment des afficheurs LED, l'utilisation de la technologie AlInGaP pour l'hyper rouge offre un rendement plus élevé et potentiellement une meilleure stabilité des couleurs dans le temps et avec la température par rapport aux anciennes LED rouges GaAsP ou GaP. La hauteur de chiffre de 0,56 pouce le place dans une catégorie de taille courante, en concurrence avec d'autres afficheurs similaires principalement sur des spécifications comme la luminosité (intensité lumineuse), la tension directe (affectant la conception de l'alimentation), l'angle de vision et la qualité/fiabilité globale du boîtier.

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

Q : Quel est le but des cathodes "signe plus" et "signe moins" (broches 9 et 1) ?
R : Ce sont des segments LED dédiés pour afficher un symbole "+" ou "-", généralement utilisés pour indiquer la polarité (par exemple, pour une lecture de voltmètre) ou le signe d'une valeur numérique. Ils sont contrôlés indépendamment des segments principaux du chiffre.

Q : Puis-je piloter cet afficheur avec un système microcontrôleur 3,3V ?
R : Oui, mais vous devez recalculer la résistance de limitation de courant. En utilisant la VF typique de 2,1V et une IF cible de 10 mA : R = (3,3V - 2,1V) / 0,01A = 120 Ohms. La tension d'alimentation plus basse offre moins de marge, donc la cohérence de la luminosité pourrait être plus sensible aux variations de VF.

Q : Le courant continu maximum est de 25 mA à 25°C. Puis-je le faire fonctionner à 20 mA pour une luminosité plus élevée ?
R : Bien que possible, fonctionner près de la valeur maximale absolue réduit la marge de conception et peut affecter la fiabilité à long terme, surtout si la température ambiante est élevée. Il est généralement préférable de fonctionner à ou en dessous de la condition de test typique de 10 mA pour un équilibre entre luminosité, efficacité et durée de vie.

Q : Que signifie "Anode Commune" pour ma conception de circuit ?
R : Cela signifie que vous fournissez la tension à la/les broche(s) commune(s) et vous évacuez le courant depuis les broches de segment pour les allumer. Votre circuit de pilotage (microcontrôleur, CI pilote) doit être configuré pour évacuer le courant (fournir un niveau logique bas ou une connexion à la masse) pour activer un segment.

10. Principes de fonctionnement

Le principe fondamental derrière le LTS-6775JD est l'électroluminescence dans une jonction p-n semi-conductrice, utilisant spécifiquement des matériaux AlInGaP. Lorsqu'une tension directe dépassant la tension de seuil de la diode (environ 2,1V) est appliquée, les électrons de la région de type n et les trous de la région de type p sont injectés dans la région active où ils se recombinent. Dans un semi-conducteur à bande interdite directe comme l'AlInGaP, une partie significative de cet événement de recombinaison libère de l'énergie sous forme de photons (lumière). La composition spécifique des couches AlInGaP détermine l'énergie de la bande interdite, qui à son tour dicte la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise — dans ce cas, l'hyper rouge autour de 650 nm. Chacun des sept segments (A-G) et le point décimal est une LED séparée ou un groupe de puces LED, câblés en interne selon le schéma de circuit. En appliquant sélectivement de l'énergie à ces segments individuels, le motif pour un chiffre spécifique (0-9) ou un caractère est formé.