Fiche technique de l'afficheur LED LTS-5003AJD - Hauteur de chiffre 0,56 pouce - Rouge AlInGaP - Tension directe 2,6V - Document technique en français

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTS-5003AJD est un afficheur alphanumérique sept segments à un chiffre conçu pour les applications nécessitant des affichages numériques clairs et lumineux. Sa fonction principale est de fournir une sortie visuelle hautement lisible pour les données numériques. L'avantage fondamental de ce dispositif réside dans l'utilisation de la technologie avancée de puces LED (diodes électroluminescentes) en Phosphure d'Aluminium, d'Indium et de Gallium (AlInGaP). Ce système de matériaux est reconnu pour produire une lumière rouge à haut rendement, contribuant directement aux principaux atouts de l'afficheur : une intensité lumineuse élevée, un excellent contraste et une apparence des caractères supérieure. L'appareil est catégorisé selon son intensité lumineuse, garantissant des niveaux de luminosité constants d'un lot de production à l'autre. Son marché cible comprend les panneaux de contrôle industriels, les équipements de test et de mesure, les appareils électroménagers et tout système embarqué nécessitant un indicateur numérique fiable et à faible consommation.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Caractéristiques photométriques et optiques

Les performances optiques sont centrales pour la fonctionnalité de l'afficheur. Dans une condition de test standard avec un courant direct (IF) de 10mA, l'intensité lumineuse moyenne (Iv) varie d'un minimum de 320 µcd à un maximum typique de 700 µcd. Cette luminosité élevée résulte directement du rendement de la puce AlInGaP. Les caractéristiques de couleur sont définies par des longueurs d'onde spécifiques : la longueur d'onde d'émission de crête (λp) est typiquement de 656 nanomètres (nm), tandis que la longueur d'onde dominante (λd) est de 640 nm, ce qui la situe fermement dans la région rouge du spectre visible. La demi-largeur de la raie spectrale (Δλ) est de 22 nm, indiquant une émission de couleur relativement pure. Un paramètre critique pour l'uniformité multi-segments est le rapport d'appariement de l'intensité lumineuse, spécifié à un maximum de 2:1 entre les segments à IF=10mA, assurant un éclairage équilibré sur le chiffre.

2.2 Caractéristiques électriques

Les paramètres électriques définissent les limites de fonctionnement et les besoins en puissance. Les valeurs maximales absolues fixent des limites strictes : le courant direct continu par segment est de 25 mA, avec un facteur de déclassement de 0,33 mA/°C au-dessus de 25°C. Le courant direct de crête, pour un fonctionnement pulsé (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0,1ms), peut atteindre 90 mA. La tension inverse maximale par segment est de 5V. Dans des conditions de fonctionnement normales (IF=20mA), la tension directe (VF) par segment varie typiquement de 2,1V à 2,6V. Le courant inverse (IR) est au maximum de 100 µA à VR=5V. La dissipation de puissance par segment ne doit pas dépasser 70 mW.

2.3 Spécifications thermiques et environnementales

L'appareil est conçu pour une plage de température de fonctionnement de -35°C à +85°C, avec une plage de température de stockage identique. Cette large plage le rend adapté à diverses conditions environnementales. La spécification de température de soudure est cruciale pour l'assemblage : l'appareil peut supporter 260°C pendant 3 secondes à un point situé à 1/16 de pouce (environ 1,59 mm) en dessous du plan d'assise, ce qui est une référence standard pour les procédés de soudure à la vague ou par refusion.

3. Explication du système de classement (binning)

La fiche technique indique que l'appareil est \"catégorisé selon l'intensité lumineuse.\" Cela implique un système de classement basé sur la mesure de la lumière émise à un courant fixe (probablement 10mA). Bien que les codes de classement spécifiques ne soient pas détaillés dans ce document, un tel système garantit que les clients reçoivent des afficheurs avec des niveaux de luminosité constants et prévisibles. Les concepteurs peuvent sélectionner des classes appropriées aux exigences de contraste de leur application, les classes d'intensité plus élevée étant typiquement utilisées pour des conditions de lumière ambiante forte.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fait référence aux \"Courbes caractéristiques électriques/optiques typiques\", essentielles pour un travail de conception détaillé. Bien que les graphiques spécifiques ne soient pas fournis dans le texte, les courbes typiques pour un tel dispositif incluraient :Courant direct en fonction de la tension directe (Courbe I-V): Elle montre la relation non linéaire entre le courant et la tension, cruciale pour concevoir le circuit de limitation de courant.Intensité lumineuse en fonction du courant direct (Courbe I-L): Elle démontre comment la lumière émise augmente avec le courant, aidant à optimiser le compromis entre luminosité et consommation d'énergie.Intensité lumineuse en fonction de la température ambiante: Cette courbe montre comment la lumière émise diminue lorsque la température augmente, ce qui est vital pour les conceptions fonctionnant à haute température.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

L'appareil présente un boîtier standard d'afficheur sept segments à un chiffre avec 10 broches. La hauteur du chiffre est de 0,56 pouce (14,22 mm). Le dessin des dimensions du boîtier (référencé mais non détaillé dans le texte) fournirait les données mécaniques critiques. L'appareil a un fond gris avec des segments blancs, ce qui améliore le contraste en réduisant la réflexion de la lumière ambiante sur les zones non éclairées. La connexion des broches est clairement définie : les broches 3 et 8 sont les cathodes communes, tandis que les broches 1, 2, 4, 5, 6, 7, 9 et 10 sont respectivement les anodes des segments E, D, C, Point Décimal, B, A, F et G. Le schéma de circuit interne confirme une configuration à cathode commune, où toutes les cathodes des segments LED sont connectées ensemble en interne.

6. Directives de soudure et d'assemblage

Le respect de la valeur maximale absolue pour la température de soudure est primordial. La spécification de 260°C pendant 3 secondes, mesurée à 1/16 de pouce sous le plan d'assise, est conçue pour prévenir les dommages thermiques aux puces LED et au boîtier en époxy. Pour la soudure par refusion, un profil qui reste dans cette limite doit être utilisé. Les précautions standard pour la manipulation des dispositifs sensibles aux décharges électrostatiques (ESD) doivent être observées, bien que non explicitement mentionnées, car les LED y sont généralement sensibles. Le stockage doit se faire dans la plage spécifiée de -35°C à +85°C dans un environnement à faible humidité.

7. Emballage et informations de commande

Le code de commande principal est LTS-5003AJD. La description \"Rt. Hand Decimal\" dans le tableau des références suggère que cette version inclut un point décimal à droite. Les spécificités d'emballage (tube, plateau ou bobine) et les quantités ne sont pas détaillées dans cet extrait. Les références \"Spec No.: DS30-2001-364\" et \"BNS-OD-FC001/A4\" sont des numéros de contrôle de document internes.

8. Suggestions d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

Cet afficheur est idéal pour tout appareil nécessitant un seul chiffre numérique. Les applications courantes incluent : les multimètres numériques, les fréquencemètres, les affichages d'horloge (pour les secondes ou minutes), les contrôles de temporisation industriels, les panneaux de contrôle d'appareils électroménagers (par exemple, fours, micro-ondes) et les panneaux d'indicateurs d'état affichant un seul paramètre comme un numéro de canal ou un code d'erreur.

8.2 Considérations de conception

Limitation de courant: Chaque segment doit être piloté avec une résistance de limitation de courant. La valeur de la résistance est calculée à l'aide de la formule R = (Vcc - VF) / IF, où VF est la tension directe (utiliser 2,6V max pour la fiabilité), Vcc est la tension d'alimentation et IF est le courant direct souhaité (ne pas dépasser 25 mA en continu).Circuit de pilotage: En tant que dispositif à cathode commune, il est préférable de le piloter avec un microcontrôleur ou un circuit intégré décodeur capable d'absorber du courant (mettre la cathode commune à la masse) et de fournir du courant aux anodes des segments individuels. Le multiplexage de plusieurs chiffres est une technique courante, mais il s'agit ici d'un dispositif à un chiffre.Angle de vision: La fiche technique revendique un large angle de vision, ce qui est bénéfique pour les panneaux vus depuis des positions hors axe.

9. Comparaison technique

Comparée aux technologies plus anciennes comme les LED rouges standard GaAsP ou GaP, la technologie AlInGaP du LTS-5003AJD offre un rendement lumineux nettement supérieur, résultant en une plus grande luminosité pour le même courant de pilotage. Comparée aux alternatives contemporaines, ses principaux points de différenciation sont la hauteur de chiffre spécifique de 0,56 pouce, la couleur rouge à haut rendement et la configuration à cathode commune. Les afficheurs avec des chiffres plus grands, des couleurs différentes (par exemple, vert, jaune) ou des configurations à anode commune répondraient à des besoins de conception différents.

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

Q : À quoi servent les deux broches de cathode commune (3 et 8) ?

R : Elles sont connectées en interne. Avoir deux broches permet une meilleure distribution du courant et une stabilité mécanique, et offre une flexibilité dans la conception du circuit imprimé.

Q : Puis-je piloter cet afficheur directement depuis une broche d'un microcontrôleur 5V ?

R : Non. Vous devez utiliser une résistance de limitation de courant. Par exemple, avec une alimentation de 5V et un IF cible de 20mA, et en utilisant VF(max)=2,6V, la valeur de la résistance serait (5V - 2,6V) / 0,02A = 120 Ohms. Vérifiez toujours la capacité de fourniture de courant de la broche du microcontrôleur.

Q : Que signifie quantitativement \"faible besoin en puissance\" ?

R : À un point de fonctionnement typique de 10mA par segment et VF=2,6V, la puissance par segment est de 26 mW. L'illumination des 7 segments (plus le point décimal) consommerait 80mA au total, soit environ 208 mW, ce qui est relativement faible pour un afficheur lumineux.

Q : Comment l'intensité lumineuse est-elle mesurée ?

R : Comme indiqué, elle est mesurée avec un capteur et un filtre qui approximent la courbe de réponse de l'œil photopique CIE, assurant que la mesure correspond à la perception humaine de la luminosité.

11. Cas d'utilisation pratique

Imaginez la conception d'un simple tachymètre numérique pour un moteur. Un microcontrôleur mesure la fréquence des impulsions d'un capteur. Cette valeur de fréquence est convertie en tours par minute (RPM). Le chiffre le plus significatif des RPM (par exemple, le chiffre des \"milliers\") pourrait être affiché en utilisant le LTS-5003AJD. Le microcontrôleur calculerait quels segments (A à G) allumer pour former ce chiffre, puis mettrait la cathode commune à la masse et activerait les broches d'anode correspondantes via des résistances de limitation de courant. La haute luminosité assure la lisibilité dans un environnement d'atelier.

12. Principe de fonctionnement

L'appareil fonctionne sur le principe de l'électroluminescence dans une jonction p-n semi-conductrice. Lorsqu'une tension directe dépassant la tension de seuil de la diode est appliquée à un segment (anode positive, cathode négative), les électrons et les trous se recombinent dans la région active du matériau semi-conducteur AlInGaP. Cette recombinaison libère de l'énergie sous forme de photons, produisant une lumière rouge. 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. Les sept segments sont des LED indépendantes disposées en forme de huit ; en activant sélectivement différentes combinaisons de ces segments, tous les chiffres de 0 à 9 peuvent être formés.

13. Tendances technologiques

Bien que les afficheurs sept segments restent une solution robuste et économique pour les affichages numériques, la tendance générale dans la technologie des affichages va vers une intégration et une flexibilité accrues. Les modules multi-chiffres avec contrôleurs intégrés (I2C, SPI) deviennent plus courants, réduisant le nombre de broches du microcontrôleur et la charge logicielle. De plus, les afficheurs à matrice de points et les OLED offrent des capacités alphanumériques et graphiques dans des boîtiers de taille similaire. Cependant, pour les applications nécessitant uniquement un chiffre numérique simple, lumineux, fiable et économe en énergie, les LED sept segments discrètes comme le LTS-5003AJD, en particulier celles utilisant des matériaux à haut rendement comme l'AlInGaP, continuent d'être un choix pertinent et optimal en raison de leur simplicité, de leur durabilité et de leur excellent contraste dans diverses conditions d'éclairage.