Fiche technique de l'afficheur LED LTC-5685TBZ - Hauteur de chiffre 0,56 pouce - Couleur bleue - Tension directe 3,6V - Document technique en français

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTC-5685TBZ est un module d'affichage alphanumérique à sept segments et trois chiffres utilisant la technologie de diode électroluminescente (LED) bleue. Il est conçu pour les applications nécessitant des affichages numériques clairs et lumineux. L'appareil présente un fond noir avec des diffuseurs de segments blancs, offrant un contraste élevé pour une excellente lisibilité des caractères. La construction principale implique des couches épitaxiales d'InGaN (Nitrures d'Indium et de Gallium) déposées sur un substrat de saphir, une méthode standard pour produire des LED bleues. Cette conception à l'état solide offre des avantages inhérents en matière de fiabilité par rapport aux autres technologies d'affichage.

1.1 Caractéristiques principales et identification du dispositif

L'afficheur offre plusieurs avantages distincts pour son intégration dans les systèmes électroniques. Sa hauteur de chiffre de 0,56 pouce (14,22 mm) représente un équilibre entre visibilité et compacité, adaptée aux panneaux de mesure, à l'instrumentation et à l'électronique grand public. Le dispositif fonctionne avec de faibles besoins en énergie, contribuant à des conceptions écoénergétiques. Une luminosité élevée combinée au fond noir assure un rapport de contraste élevé, rendant les chiffres facilement lisibles même dans des conditions de fort éclairage. L'angle de vision est large, permettant de voir l'affichage clairement depuis diverses positions. Les composants sont triés par intensité lumineuse, ce qui signifie que les LED sont classées et regroupées pour garantir des niveaux de luminosité cohérents d'un lot de production à l'autre, ce qui est crucial pour qu'un afficheur multi-chiffres apparaisse uniforme. De plus, le boîtier est conforme aux normes de fabrication sans plomb selon les directives RoHS.

La référence spécifique, LTC-5685TBZ, identifie ce dispositif comme étant de configuration à anode commune avec un point décimal à droite. Le suffixe "TBZ" désigne généralement la couleur (Bleue) et un ensemble spécifique de caractéristiques ou de boîtier.

2. Informations mécaniques et sur le boîtier

Les dimensions physiques de l'afficheur sont cruciales pour la conception du circuit imprimé (PCB) et du boîtier. Bien que le dessin dimensionnel exact soit référencé dans le document original, les principales tolérances et notes d'assemblage sont fournies. Toutes les dimensions principales sont spécifiées en millimètres avec une tolérance standard de ±0,25 mm sauf indication contraire. Pour le montage sur PCB, un diamètre de trou de 1,00 mm est recommandé pour les broches. Les extrémités des broches ont une tolérance de décalage de position de ±0,40 mm, que les concepteurs doivent prendre en compte dans la conception des pastilles. Les paramètres de contrôle qualité sont également définis, limitant les corps étrangers, les bulles dans la zone des segments et la contamination de l'encre de surface à 10 mils (environ 0,254 mm) chacun.

3. Configuration électrique et brochage

3.1 Schéma de circuit interne

Le schéma interne révèle la structure électrique de l'afficheur. Chaque segment (A à G et le point décimal pour chaque chiffre) est formé par une ou plusieurs puces LED bleues. Un composant critique dans le circuit est une diode Zener connectée en parallèle avec les puces LED. Cette diode sert d'élément de protection, aidant à limiter les pics de tension transitoires et offrant un certain degré de protection contre les décharges électrostatiques (ESD), ce qui correspond au seuil ESD élevé spécifié. Les puces LED sont spécifiées avec une longueur d'onde dominante (λd) de 470 nm, plaçant l'émission dans la région bleue du spectre visible.

3.2 Affectation des connexions des broches

Le dispositif comporte 11 broches en configuration à simple rangée. Le brochage est le suivant :
Broche 1 : Cathode pour le Chiffre 1, Segment A et Point Décimal
Broche 2 : Cathode pour le Chiffre 2, Segment B
Broche 3 : Cathode pour le Chiffre 3, Segment C
Broche 4 : Cathode pour le Chiffre 4, Segment D
Broche 5 : Cathode pour le Chiffre 1, Segment E
Broche 6 : Cathode pour le Chiffre 2, Segment F
Broche 7 : Cathode pour le Segment G (commun aux chiffres, mais contrôlé via la sélection d'anode)
Broche 8 : Anode Commune pour le Chiffre 4
Broche 9 : Anode Commune pour le Chiffre 3
Broche 10 : Anode Commune pour le Chiffre 2
Broche 11 : Anode Commune pour le Chiffre 1
Cette configuration à anode commune signifie que pour allumer un segment, sa broche de cathode correspondante doit être mise à un niveau bas (masse) tandis que l'anode du chiffre souhaité est mise à un niveau haut. Le multiplexage est utilisé pour contrôler les trois chiffres indépendamment en activant séquentiellement l'anode de chaque chiffre tout en présentant les données de segment pour ce chiffre sur les lignes de cathode.

4. Valeurs maximales absolues et limites de fonctionnement

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 :La dissipation de puissance maximale par puce LED est de 70 mW. Dépasser cette valeur peut entraîner une surchauffe et une dégradation rapide.
Courant direct :Le courant direct continu par segment est nominalement de 20 mA à 25°C. Cette valeur nominale se dégrade linéairement au-dessus de 25°C à un taux de 0,21 mA/°C. Par exemple, à 85°C, le courant continu maximal serait plus faible. Un courant direct de crête de 100 mA est autorisé en conditions pulsées (cycle de service de 15%, largeur d'impulsion de 0,1 ms), ce qui est utile pour le multiplexage ou pour atteindre une luminosité momentanée plus élevée.
Plage de température :Le dispositif peut fonctionner et être stocké dans une plage de température de -35°C à +85°C.
Décharge électrostatique (ESD) :Le seuil ESD selon le modèle du corps humain (HBM) est de 8000 V, indiquant une bonne protection inhérente, mais des procédures de manipulation ESD appropriées restent nécessaires.
Soudure :Le dispositif peut résister à la soudure à la vague ou par refusion à condition que la température au niveau du corps de l'unité ne dépasse pas la valeur maximale nominale pendant l'assemblage. Une directive spécifique est une soudure de 3 secondes à 260°C, mesurée à 1/16 de pouce (≈1,59 mm) en dessous du plan d'assise.

5. Caractéristiques électriques et optiques

Ces paramètres sont mesurés à une température ambiante (Ta) de 25°C et définissent les performances typiques dans des conditions de fonctionnement normales.

5.1 Caractéristiques en courant continu

Intensité lumineuse (I_V) :L'intensité lumineuse moyenne par segment varie de 5400 µcd (minimum) à 9000 µcd (typique) lorsqu'elle est pilotée par un courant direct (I_F) de 10 mA. Il s'agit d'une mesure de la luminosité perçue par l'œil humain, mesurée avec un filtre correspondant à la courbe de réponse photopique CIE.
Tension directe (V_F) :La chute de tension aux bornes d'un segment lorsqu'il conduit 20 mA est typiquement de 3,6 V, avec un minimum de 3,3 V. Ce paramètre est crucial pour concevoir l'alimentation en tension du circuit de pilotage et les résistances de limitation de courant.
Courant inverse (I_R) :Lorsqu'une tension inverse (V_R) de 5V est appliquée, le courant de fuite est au maximum de 100 µA. La fiche technique note explicitement que cette condition de tension inverse est uniquement à des fins de test et que le dispositif ne doit pas fonctionner en continu sous polarisation inverse.

5.2 Caractéristiques spectrales

Longueur d'onde de crête (λ_p) :La longueur d'onde à laquelle l'intensité d'émission est la plus élevée est de 468 nm (à I_F=20mA).
Longueur d'onde dominante (λ_d) :Il s'agit de la longueur d'onde unique qui produirait la même perception de couleur que le large spectre de la LED. Elle varie de 470 nm à 475 nm.
Demi-largeur spectrale (Δλ) :Il s'agit de la largeur du spectre d'émission à la moitié de son intensité maximale, typiquement de 15 nm. Une demi-largeur plus étroite indique une couleur spectralement plus pure.

5.3 Appariement et tri

Rapport d'appariement d'intensité lumineuse :Pour les segments d'une "zone lumineuse similaire", le rapport entre le segment le plus lumineux et le plus faible ne doit pas dépasser 2:1 lorsqu'il est mesuré à un faible courant de 1 mA. Cette spécification, combinée au processus de tri en usine, garantit une uniformité visuelle sur tous les segments de l'afficheur.

6. Lignes directrices et précautions d'application

Cette section contient des informations critiques pour l'intégration fiable de l'afficheur dans un produit fini.

6.1 Considérations de conception et d'utilisation

Utilisation prévue :L'afficheur est conçu pour l'électronique commerciale et industrielle standard. Il n'est pas certifié pour des applications critiques pour la sécurité (aviation, support médical de vie, etc.) sans consultation et évaluation préalables.
Méthode de pilotage :Le pilotage en courant constant est fortement recommandé par rapport au pilotage en tension constante. Cela garantit une luminosité constante et protège les LED de l'emballement thermique, car la tension directe des LED diminue avec l'augmentation de la température. Le circuit de pilotage doit être conçu pour s'adapter à toute la plage de V_F(3,3V à 3,6V) pour garantir que le courant de pilotage cible est toujours délivré.
Déclassement du courant :Le courant de fonctionnement doit être choisi en fonction de la température ambiante maximale attendue dans l'application, en tenant compte du déclassement spécifié dans les valeurs maximales absolues.
Protection contre la tension inverse :La conception du circuit doit empêcher activement l'application d'une polarisation inverse ou de grandes transitoires de tension pendant les séquences de mise sous/hors tension, car cela peut provoquer une migration métallique et entraîner une augmentation des fuites ou des courts-circuits.
Thermique et environnement :Évitez les changements rapides de température dans des environnements humides pour empêcher la condensation sur l'afficheur. N'appliquez pas de force mécanique sur le corps de l'afficheur pendant l'assemblage.
Cohérence optique :Lors de l'utilisation de plusieurs afficheurs dans un même assemblage, il est recommandé d'utiliser des unités provenant du même lot de production pour éviter des différences notables de teinte ou de luminosité.
Tests :Si le produit fini nécessite que l'afficheur subisse des tests de chute ou de vibration, les conditions spécifiques doivent être communiquées pour évaluation, car les contraintes mécaniques peuvent affecter les connexions internes.

6.2 Conditions de stockage et de manipulation

Pour un stockage à long terme, le produit doit rester dans son emballage d'origine. L'environnement de stockage recommandé se situe dans une plage de température de 5°C à 30°C et une humidité relative inférieure à 60%. Un stockage en dehors de ces conditions, en particulier en forte humidité, peut entraîner l'oxydation des broches du composant, ce qui peut nécessiter un retraitement avant utilisation et affecter la soudabilité. Par conséquent, il est conseillé de gérer les stocks pour éviter un stockage prolongé et de consommer les composants en temps utile.

7. Analyse des courbes de performance

Bien que les graphiques spécifiques soient référencés dans la fiche technique, les courbes typiques pour de telles LED incluraient :
Courant direct vs. Tension directe (Courbe I-V) :Cette courbe exponentielle montre la relation entre le courant traversant la LED et la tension à ses bornes. Elle souligne la nécessité d'une limitation de courant.
Intensité lumineuse vs. Courant direct :Cette courbe est généralement linéaire à faible courant mais peut saturer à des courants plus élevés en raison des effets thermiques. Elle aide les concepteurs à choisir un point de fonctionnement pour la luminosité souhaitée par rapport à l'efficacité.
Intensité lumineuse vs. Température ambiante :Cela montre la réduction de la puissance lumineuse à mesure que la température de jonction augmente, soulignant l'importance de la gestion thermique.
Distribution spectrale :Un tracé de l'intensité relative en fonction de la longueur d'onde, montrant le pic à ~468 nm et la demi-largeur de ~15 nm, confirmant les caractéristiques de couleur bleue.

8. Scénarios d'application typiques

Le LTC-5685TBZ est bien adapté à diverses applications nécessitant un affichage numérique clair et fiable. Celles-ci incluent :
• Panneaux de mesure numériques pour les lectures de tension, de courant ou de température.
• Équipements de point de vente et caisses enregistreuses.
• Panneaux de contrôle industriel et afficheurs de temporisation.
• Équipements de test et de mesure.
• Appareils grand public comme les fours à micro-ondes, les amplificateurs audio ou les réveils radio.
Sa couleur bleue offre une esthétique moderne et peut être plus reposante pour les yeux dans des conditions de faible éclairage par rapport aux afficheurs verts ou rouges très lumineux.

9. Considérations de conception et comparaison

Lors de la sélection de cet afficheur, les concepteurs doivent considérer sa configuration à anode commune, qui peut nécessiter des circuits intégrés de pilotage ou des configurations de port de microcontrôleur différents par rapport aux types à cathode commune. La tension directe typique de 3,6 V signifie qu'une tension d'alimentation d'au moins 5 V est généralement utilisée pour prendre en compte la chute aux bornes de la résistance de limitation de courant et du circuit de pilotage. Comparé aux technologies plus anciennes comme les afficheurs fluorescents sous vide (VFD) ou les afficheurs à incandescence plus simples, cet afficheur LED offre une consommation d'énergie plus faible, une durée de vie plus longue et une meilleure résistance aux chocs et aux vibrations. Comparé aux LCD, il offre une luminosité et des angles de vision supérieurs sans nécessiter de rétroéclairage, bien qu'il puisse consommer plus d'énergie si de nombreux segments sont allumés simultanément.