Fiche technique de l'afficheur LED LTS-10804JD-02J - Hauteur de chiffre 1,0 pouce - Rouge Hyper (650nm) - Courant direct 25mA - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTS-10804JD-02J est un afficheur alphanumérique à un chiffre et sept segments, conçu pour les applications nécessitant des affichages numériques clairs et très visibles. Sa fonction principale est de convertir des signaux électriques en caractères numériques visibles (0-9) et certaines lettres. Le dispositif utilise la technologie avancée des semi-conducteurs en Phosphure d'Aluminium, d'Indium et de Gallium (AlInGaP) déposée sur un substrat d'Arséniure de Gallium (GaAs) pour produire son émission caractéristique Rouge Hyper. Cette technologie offre des avantages en termes d'efficacité et d'intensité lumineuse par rapport aux anciens matériaux LED. L'afficheur présente une face avant grise avec des diffuseurs de segments blancs, offrant un contraste élevé pour une lisibilité optimale sous diverses conditions d'éclairage. Il est catégorisé comme un dispositif à bas courant, le rendant adapté aux applications alimentées par batterie ou sensibles à la consommation d'énergie, où la minimisation de la consommation est critique.

1.1 Caractéristiques et avantages principaux

L'afficheur intègre plusieurs caractéristiques clés qui définissent ses performances et son champ d'application :

• Hauteur de chiffre de 1,0 pouce (25,4 mm) :Cette grande taille de caractère assure une excellente visibilité à distance, le rendant idéal pour les panneaux de mesure, l'instrumentation et les afficheurs de contrôle industriel.
• Segments continus et uniformes :Les segments sont conçus pour émettre de la lumière de manière uniforme sur toute leur surface, éliminant les points chauds et créant un aspect professionnel et homogène.
• Faible consommation d'énergie :Fonctionnant à un courant direct typique de 20mA par segment, il consomme très peu d'énergie, prolongeant ainsi l'autonomie des batteries dans les appareils portables.
• Luminosité et contraste élevés :La combinaison des LED AlInGaP lumineuses et du design gris/segments blancs offre une luminance et des rapports de contraste supérieurs, garantissant la lisibilité aussi bien dans des environnements sombres que très éclairés.
• Angle de vision large :La conception optique permet une reconnaissance claire des caractères depuis un large éventail d'angles, améliorant ainsi l'utilisabilité.
• Catégorisé par intensité lumineuse :Les unités sont triées ou testées pour garantir des niveaux de sortie lumineuse cohérents, ce qui est crucial pour les applications utilisant plusieurs afficheurs où l'uniformité est requise.
• Boîtier sans plomb (conforme RoHS) :La construction est conforme à la directive sur la restriction des substances dangereuses, la rendant adaptée aux produits vendus sur les marchés soumis à des réglementations environnementales strictes.

1.2 Identification et configuration du dispositif

La référence LTS-10804JD-02J fournit des informations spécifiques sur le dispositif. Elle dénote une configuration à Anode Commune, ce qui signifie que les anodes de tous les segments LED sont connectées en interne et ramenées à des broches communes. Cette configuration simplifie le multiplexage dans les afficheurs multi-chiffres. Le \"Point Décimal Droit\" indique l'inclusion d'un segment de point décimal (DP) à droite. L'utilisation des puces Rouge Hyper AlInGaP donne une longueur d'onde dominante d'environ 639nm, située dans la partie rouge profond du spectre visible.

2. Paramètres techniques : Interprétation objective approfondie

Cette section fournit une analyse objective détaillée des caractéristiques électriques et optiques du dispositif telles que définies dans la fiche technique.

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents au dispositif peuvent survenir. Elles ne sont pas destinées au fonctionnement normal.

• Dissipation de puissance par segment :70 mW. Dépasser cette limite peut provoquer une surchauffe et une dégradation accélérée de la puce LED.
• Courant direct de crête par segment :90 mA, mais uniquement en conditions pulsées (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0,1ms). Cette valeur est pertinente pour les applications de flash bref et haute intensité.
• Courant direct continu par segment :25 mA à 25°C. Ce courant diminue linéairement de 0,33 mA/°C lorsque la température ambiante (Ta) augmente au-dessus de 25°C. Par exemple, à 85°C, le courant continu maximal autorisé serait d'environ : 25 mA - [0,33 mA/°C * (85°C - 25°C)] = 5,2 mA.
• Tension inverse par segment :5 V. L'application d'une tension de polarisation inverse supérieure à cette valeur peut provoquer un claquage de la jonction.
• Plage de température de fonctionnement et de stockage :-35°C à +105°C. Le dispositif peut supporter ces températures extrêmes sans dommage permanent, bien que les performances aux extrêmes de température seront en dehors des paramètres typiques spécifiés.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques (Ta=25°C)

Ces paramètres définissent les performances du dispositif dans des conditions de fonctionnement normales.

• Intensité lumineuse moyenne (Iv) :2000-3300 ucd (microcandelas) à IF=1mA. C'est une mesure de la luminosité perçue par l'œil humain. La large plage indique une dispersion typique ; pour un appariement précis, consultez les informations de tri.
• Longueur d'onde d'émission de crête (λp) :650 nm. C'est la longueur d'onde à laquelle la puissance spectrale de sortie est la plus élevée.
• Longueur d'onde dominante (λd) :639 nm. C'est la longueur d'onde unique perçue par l'œil humain qui correspond le mieux à la couleur de la lumière émise, un rouge profond et saturé.
• Demi-largeur de raie spectrale (Δλ) :20 nm. Cela indique la pureté spectrale ; une largeur plus étroite signifie une sortie plus monochromatique (couleur pure).
• Tension directe par puce (VF) :2,10V à 2,60V à IF=20mA. C'est la chute de tension aux bornes de la LED en fonctionnement. Les conceptions de circuit doivent tenir compte de cette plage pour garantir une commande de courant cohérente.
• Courant inverse par segment (IR) :Maximum 100 µA à VR=5V. Il s'agit d'une spécification de courant de fuite à des fins de test uniquement ; le dispositif n'est pas destiné à un fonctionnement en polarisation inverse continue.
• Rapport d'appariement d'intensité lumineuse :2:1 maximum pour les segments dans une zone lumineuse similaire. Cela signifie que le segment le moins lumineux ne sera pas moins de la moitié moins brillant que le segment le plus lumineux dans les mêmes conditions, garantissant l'uniformité des caractères.
• Diaphonie :La spécification est inférieure à 2,50%. Cela fait référence à l'émission lumineuse indésirable d'un segment censé être éteint, causée par une fuite électrique ou optique des segments adjacents alimentés.

3. Informations mécaniques et de conditionnement

3.1 Dimensions et tolérances du boîtier

Le contour physique de l'afficheur est crucial pour la conception du PCB et l'intégration mécanique. Les notes dimensionnelles clés de la fiche technique incluent :

• Toutes les dimensions principales ont une tolérance de ±0,25mm sauf indication contraire.
• La tolérance de décalage de l'extrémité des broches est de ±0,4 mm, ce qui doit être pris en compte pour le placement des trous sur le PCB.
• Le diamètre de trou PCB recommandé pour les broches est de 1,40 mm pour assurer un ajustement correct pour la soudure.
• Les critères de contrôle qualité sont définis pour les défauts visuels : matière étrangère sur un segment (≤10 mils), bulles dans le matériau du segment (≤10 mils), flexion du réflecteur (≤1% de la longueur) et contamination par l'encre de surface (≤20 mils).

3.2 Connexion des broches et circuit interne

Le dispositif a une configuration à 14 broches. Le schéma de circuit interne montre une structure à Anode Commune. Le brochage est le suivant :

• Broches 4 et 11 : ANODE COMMUNE (CA). Elles sont connectées en interne.
• Cathodes des segments : Broche 1 (E), Broche 2 (D), Broche 5 (C), Broche 6 (DP), Broche 8 (B), Broche 9 (A), Broche 12 (F), Broche 14 (G).
• Pas de connexion (NC) : Broches 3, 7, 10, 13. Ces broches sont physiquement présentes mais n'ont pas de connexion électrique interne.

Ce brochage est standard pour de nombreux afficheurs à un chiffre et anode commune, facilitant la portabilité de la conception. Les deux broches d'anode commune (4 et 11) permettent un routage PCB plus flexible et peuvent aider à équilibrer la distribution du courant.

4. Recommandations de soudage et d'assemblage

4.1 Profil et conditions de soudage

Un soudage correct est essentiel pour éviter les dommages thermiques. La fiche technique spécifie deux méthodes :

• Soudure automatique (à la vague) :Le dispositif peut être soumis à une température de soudure à 1/16 de pouce (≈1,6mm) en dessous du plan d'assise pendant un maximum de 5 secondes à 260°C. La température du corps du dispositif lui-même ne doit pas dépasser sa température maximale nominale pendant ce processus.
• Soudure manuelle :Pour le soudage manuel, la pointe du fer doit être appliquée à 1/16 de pouce en dessous du plan d'assise pendant un maximum de 5 secondes à 350°C ±30°C. Le temps plus court à une température plus élevée nécessite une habileté opérateur soigneuse pour éviter la surchauffe.

Le risque principal est une chaleur excessive remontant par le cadre de broches et endommageant le boîtier en époxy ou les fils de liaison internes connectant la puce LED aux broches.

5. Fiabilité et tests environnementaux

Le dispositif subit une série de tests standardisés pour garantir des performances et une durabilité à long terme. Les conditions de test font référence aux normes militaires établies (MIL-STD), industrielles japonaises (JIS) et internes.

• Durée de vie en fonctionnement (RTOL) :1000 heures de fonctionnement continu au courant nominal maximal à température ambiante. Les performances sont vérifiées à intervalles (0, 168, 500, 800, 1000 heures) pour surveiller la dégradation.
• Tests de contrainte environnementale :Ceux-ci incluent le Stockage à Haute Température/Humidité (65°C, 90-95% HR, 500h), le Stockage à Haute Température (105°C, 1000h), le Stockage à Basse Température (-35°C, 1000h), le Cyclage Thermique (30 cycles entre -35°C et 105°C) et le Choc Thermique (30 cycles entre -35°C et 105°C).
• Tests de soudabilité :La Résistance à la Soudure (260°C pendant 10s) et la Soudabilité (245°C pendant 5s) vérifient que les broches peuvent résister aux processus d'assemblage et former des joints de soudure corrects.

Ces tests simulent des années de fonctionnement sur le terrain et des conditions de stockage difficiles, offrant une confiance dans la robustesse du composant.

6. Suggestions d'application et considérations de conception

6.1 Scénarios d'application typiques

En raison de sa grande taille de chiffre, de son contraste élevé et de sa faible consommation d'énergie, le LTS-10804JD-02J est bien adapté pour :

• Équipements de test et de mesure :Multimètres numériques, compteurs de fréquence, alimentations.
• Contrôles industriels :Affichages de variables de processus (température, pression, débit), affichages de minuteurs, compteurs.
• Électronique grand public :Horloges de style rétro, affichages d'équipement audio (par exemple, niveau de sortie d'amplificateur), panneaux de contrôle d'appareils électroménagers.
• Automobile (après-vente) :Jauges et affichages où une grande visibilité est requise.

6.2 Considérations de conception critiques

La fiche technique inclut des avertissements cruciaux pour l'ingénieur de conception :

• Courant de commande et température :Dépasser le courant direct continu recommandé ou la température de fonctionnement entraînera une dégradation accélérée de la sortie lumineuse (dépréciation des lumens) et peut provoquer une défaillance prématurée. La courbe de déclassement courant vs. température doit être strictement suivie.
• Protection du circuit :Le circuit de commande doit intégrer une protection contre les tensions inverses et les transitoires de tension pouvant survenir lors des séquences de mise sous tension ou d'arrêt. Une simple résistance en série est insuffisante pour la protection contre les transitoires ; des diodes ou des circuits plus complexes peuvent être nécessaires.
• Commande en courant constant :Pour une luminosité constante et pour atténuer les effets de la variation de la tension directe (VF) d'une unité à l'autre et avec la température, un pilote à courant constant est fortement recommandé plutôt qu'une simple résistance limitant le courant. Cela garantit que chaque segment reçoit le courant prévu indépendamment des variations de VF.
• Plage de tension directe :L'alimentation ou le circuit de commande doit être conçu pour s'adapter à toute la plage de VF (2,10V à 2,60V à 20mA) pour garantir que le courant de commande cible puisse être délivré dans toutes les conditions. Si vous utilisez une source de tension avec une résistance en série, la tension d'alimentation doit être suffisamment élevée pour surmonter la VF maximale plus la chute dans la résistance.

7. Analyse des courbes de performance et comparaison technique

7.1 Interprétation des courbes typiques

Bien que les graphiques spécifiques ne soient pas détaillés dans le texte fourni, les fiches techniques typiques pour de tels dispositifs incluent :

• Intensité lumineuse relative en fonction du courant direct (I_Ven fonction de I_F) :Cette courbe est typiquement linéaire à faible courant mais peut présenter une saturation ou un comportement sous-linéaire à des courants plus élevés, soulignant la nécessité de fonctionner dans la plage spécifiée pour l'efficacité.
• Tension directe en fonction du courant direct (V_Fen fonction de I_F) :Cela montre la relation exponentielle caractéristique d'une diode. La courbe se décale avec la température ; V_Fdiminue lorsque la température augmente pour un courant donné.
• Intensité lumineuse relative en fonction de la température ambiante (I_Ven fonction de T_a) :La sortie lumineuse diminue généralement lorsque la température ambiante augmente. Cette courbe est critique pour les applications fonctionnant dans des environnements à haute température.
• Distribution spectrale :Un graphique montrant l'intensité lumineuse en fonction des longueurs d'onde, centré autour de 650nm avec une demi-largeur typique de 20nm, confirmant la couleur Rouge Hyper.

7.2 Différenciation par rapport aux autres technologies

Comparé aux autres technologies d'afficheur 7 segments courantes :

• vs. LED rouges standard GaAsP/GaP :L'AlInGaP offre une efficacité lumineuse significativement plus élevée (plus de lumière par mA de courant) et de meilleures performances à haute température, ce qui se traduit par des afficheurs plus lumineux avec une consommation d'énergie plus faible ou une durée de vie plus longue.
• vs. LCDs :Les LED sont émettrices (produisent leur propre lumière), les rendant clairement visibles dans l'obscurité sans rétroéclairage. Elles ont également un angle de vision beaucoup plus large et un temps de réponse plus rapide. Cependant, elles consomment généralement plus d'énergie que les LCD réfléchissants.
• vs. VFDs (Affichages Fluorescents sous Vide) :Les LED sont à l'état solide, plus robustes, nécessitent des tensions de fonctionnement plus basses et ont une durée de vie opérationnelle plus longue. Les VFD peuvent offrir une esthétique différente (souvent bleu-vert) et des angles de vision très larges.

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

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

R : Oui, mais un calcul minutieux est nécessaire. Pour un courant de segment de 20mA et une V_Ftypique de 2,4V, la valeur de la résistance série serait R = (5V - 2,4V) / 0,02A = 130 Ohms. Vous devez utiliser la V_Fmaximale (2,6V) pour vous assurer qu'il y a suffisamment de tension pour atteindre 20mA dans les pires conditions : R_min = (5V - 2,6V) / 0,02A = 120 Ohms. Une résistance de 120 ohms fournirait au moins 20mA. Cependant, la luminosité variera avec la V_F.

Q : Pourquoi y a-t-il deux broches d'anode commune (4 et 11) ?

R : Elles sont connectées en interne. Avoir deux broches assure une stabilité mécanique, permet un routage PCB des deux côtés pour réduire la résistance des pistes et aide à la dissipation thermique de la connexion d'anode commune, qui transporte la somme des courants de tous les segments allumés.

Q : Quel est le but des connexions \"Pas de Broche\" ?

R : Ce sont des emplacements réservés pour maintenir un empreinte standard DIP (Dual In-line Package) à 14 broches. Cela permet à l'afficheur d'être physiquement compatible avec des socles et des conceptions de PCB conçus pour d'autres dispositifs à 14 broches ou des afficheurs avec des configurations internes différentes (par exemple, cathode commune).

Q : Comment contrôler le point décimal ?

R : Le point décimal (DP) est simplement un autre segment LED, contrôlé par sa propre cathode (Broche 6). Pour l'allumer, vous connecteriez les anodes communes (Broches 4/11) à une tension positive et tireriez le courant de la Broche 6 vers la masse via une résistance limitant le courant ou un pilote approprié, comme pour tout autre segment (A-G).