Fiche technique de l'afficheur LED LTC-5689KY - Hauteur de chiffre 0,56 pouce - Jaune ambré - Tension directe 2,6V - Puissance dissipée 70mW - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTC-5689KY est un module d'afficheur LED sept segments triple chiffre haute performance, conçu pour les applications nécessitant des affichages numériques clairs et lumineux. Sa fonction principale est de fournir une sortie numérique visuelle dans les dispositifs électroniques tels que les instruments de mesure, les panneaux de contrôle industriel, les équipements de test et les appareils grand public.

L'avantage principal de cet afficheur réside dans l'utilisation de la technologie LED AlInGaP (Phosphure d'Aluminium Indium Gallium) pour les segments. Ce système de matériau est réputé pour produire une émission lumineuse à haut rendement dans le spectre ambré/jaune, offrant une luminosité supérieure et une excellente visibilité. Le dispositif présente un fond noir avec des segments blancs, ce qui crée un contraste élevé améliorant la lisibilité, notamment dans diverses conditions d'éclairage ambiant. Les segments continus et uniformes assurent une apparence de caractère nette et professionnelle.

Le marché cible comprend les concepteurs et ingénieurs travaillant sur des dispositifs où l'efficacité énergétique, la fiabilité et une communication visuelle claire sont primordiales. Son intensité lumineuse catégorisée et son boîtier sans plomb conforme RoHS le rendent adapté aux conceptions électroniques modernes et soucieuses de l'environnement.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Caractéristiques photométriques et optiques

Les performances optiques sont centrales pour la fonctionnalité de l'afficheur. À un courant de test standard de 1 mA, l'intensité lumineuse moyenne par segment a une valeur typique de 2222 µcd (microcandelas), avec une valeur minimale spécifiée de 800 µcd. Ce niveau de luminosité élevé garantit que les chiffres sont facilement visibles. La lumière émise est caractérisée par une longueur d'onde de crête (λp) et une longueur d'onde dominante (λd) de 595 nm, la plaçant fermement dans la région jaune ambré du spectre visible. La demi-largeur de la raie spectrale (Δλ) est de 15 nm, indiquant une couleur relativement pure avec une dispersion minimale vers les longueurs d'onde adjacentes. L'homogénéité d'intensité lumineuse entre les segments est spécifiée avec un rapport de 2:1 ou mieux, garantissant une luminosité uniforme sur l'afficheur pour un aspect cohérent.

2.2 Paramètres et caractéristiques électriques

Comprendre les limites électriques est crucial pour un fonctionnement fiable. Les caractéristiques maximales absolues définissent les limites opérationnelles :

• Puissance dissipée par segment :70 mW maximum.
• Courant direct continu par segment (I_F) :25 mA maximum.
• Courant direct de crête par segment :60 mA maximum, applicable en conditions pulsées (1 kHz, cycle de service 10%).
• Déclassement du courant direct :Nécessaire au-dessus de 25°C à un taux de 0,33 mA/°C. Ceci est critique pour la gestion thermique.
• Tension directe par segment (V_F) :Typiquement 2,6V à I_F= 20 mA, avec un maximum de 2,6V. Le minimum est de 2,05V.
• Tension inverse (V_R) :5 V maximum. Dépasser cette valeur peut endommager la jonction LED.
• Courant inverse (I_R) :100 µA maximum à V_R= 5V.

2.3 Spécifications thermiques et environnementales

Le dispositif est conçu pour une plage de température de fonctionnement de -35°C à +105°C, et une plage de température de stockage identique. Cette large plage le rend adapté aux environnements sévères. La température de soudure est cruciale pour l'assemblage : le composant peut supporter 260°C pendant 3 secondes à un point situé à 1/16 de pouce sous le plan d'assise. Respecter ce profil est essentiel pour éviter les dommages pendant le processus de soudure par refusion.

3. Système de catégorisation et de classement

La fiche technique indique explicitement que le dispositif est \"Catégorisé pour l'Intensité Lumineuse\". Cela signifie que les LED sont testées et triées (classées) en fonction de leur flux lumineux mesuré dans des conditions de test standard. Ce processus garantit que les concepteurs reçoivent des composants avec des niveaux de luminosité cohérents, ce qui est vital pour les applications où plusieurs afficheurs sont utilisés côte à côte ou lorsqu'une luminosité minimale spécifique est requise. Bien que les codes de classement spécifiques ne soient pas détaillés dans cet extrait, les valeurs typique (2222 µcd) et minimale (800 µcd) définissent la fenêtre de performance.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fait référence aux \"Courbes caractéristiques électriques/optiques typiques\" qui sont essentielles pour un travail de conception détaillé. Bien que les graphiques spécifiques ne soient pas fournis dans le texte, ces courbes incluent typiquement :

• Courant direct (I_F) en fonction de la Tension directe (V_F) :Montre la relation non linéaire, aidant à concevoir le circuit de limitation de courant.
• Intensité lumineuse (I_V) en fonction du Courant direct (I_F) :Illustre comment le flux lumineux augmente avec le courant, aidant au calibrage de la luminosité et aux calculs d'efficacité.
• Intensité lumineuse en fonction de la Température ambiante :Démontre le déclassement du flux lumineux lorsque la température augmente, important pour les applications à haute température.
• Distribution spectrale :Un graphique montrant l'intensité relative en fonction des longueurs d'onde, confirmant le pic à 595 nm et la demi-largeur de 15 nm.

Les concepteurs doivent consulter la fiche technique complète du fabricant pour ces graphiques afin d'effectuer des calculs précis pour leurs conditions de fonctionnement spécifiques.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions physiques et dessin

L'afficheur a une hauteur de chiffre de 0,56 pouce (14,2 mm). Les dimensions du boîtier sont fournies dans un dessin avec toutes les unités en millimètres. Les principales tolérances sont de ±0,25 mm sauf indication contraire, et la tolérance de décalage de la pointe des broches est de +0,4 mm. Ces informations sont cruciales pour concevoir l'empreinte de la carte de circuit imprimé (PCB), garantissant un ajustement et un alignement corrects pendant l'assemblage.

5.2 Brochage et identification de la polarité

Le dispositif utilise un boîtier double en ligne (DIP) à 14 broches. Il est configuré comme un afficheurà anode commune multiplexée. Cela signifie que les anodes des LED pour chaque chiffre sont connectées ensemble en interne (communes), tandis que les cathodes pour chaque segment (A-G, DP) sont partagées entre les chiffres. Le tableau de connexion des broches est fourni :

• Broches 1-7 : Cathodes pour les segments A, B, C, D, E, F, G respectivement.
• Broche 8 : Cathode commune pour les trois points décimaux (DP1, DP2, DP3).
• Broches 9, 10, 11 : Anodes communes pour le Chiffre 3, le Chiffre 2 et le Chiffre 1 respectivement.
• Broche 12 : Anode commune pour les deux points décimaux de droite (DP4, DP5).
• Broches 13, 14 : Cathodes pour DP5 et DP4 respectivement.

Le schéma de circuit interne confirme visuellement cet arrangement multiplexé, montrant trois ensembles de LED sept segments avec leurs anodes reliées aux lignes de chiffres et leurs cathodes reliées aux lignes de segments.

6. Recommandations de soudure et d'assemblage

En tant que composant traversant, la méthode d'assemblage principale est la soudure à la vague ou la soudure manuelle. Le paramètre critique fourni est le profil de température de soudure maximum : 260°C pendant 3 secondes, mesuré à 1,6 mm (1/16 de pouce) sous le plan d'assise. Pendant l'assemblage, la température du corps du composant lui-même ne doit pas dépasser la température de stockage maximale de 105°C. Une manipulation appropriée pour éviter les contraintes mécaniques sur les broches et le boîtier en époxy est recommandée. Les composants doivent être stockés dans leurs sacs barrière à l'humidité d'origine dans un environnement contrôlé jusqu'à leur utilisation.

7. Conditionnement et informations de commande

La référence est LTC-5689KY. Le suffixe \"KY\" désigne probablement la couleur (Jaune Ambré) et éventuellement d'autres attributs spécifiques. Le dispositif est décrit comme un afficheur \"AlInGaP Jaune Ambré Anode Commune Multiplexée Point Décimal Droite\". Le conditionnement standard pour ces composants DIP est typiquement en tubes antistatiques ou en plateaux. Les concepteurs doivent confirmer la quantité exacte par conditionnement (par exemple, 50 pièces par tube) auprès du distributeur ou du fabricant.

8. Suggestions d'application et considérations de conception

8.1 Scénarios d'application typiques

• Équipements de test et de mesure :Multimètres numériques, compteurs de fréquence, alimentations.
• Contrôles industriels :Compteurs de panneau pour l'affichage de température, pression, vitesse ou comptage.
• Appareils grand public :Fours à micro-ondes, équipements audio, horloges/minuteries de modèles anciens.
• Automobile (après-vente) :Jauges et afficheurs nécessitant une haute luminosité.

8.2 Notes de conception critiques

1. Circuit de commande :Étant un afficheur à anode commune multiplexée, il nécessite un circuit intégré pilote ou un microcontrôleur capable de puiser du courant (pour piloter les cathodes de segments) et de fournir du courant (pour piloter les anodes de chiffres). Des résistances de limitation de courant appropriées sont obligatoires pour chaque ligne de cathode de segment.
2. Multiplexage :Les chiffres sont allumés un à la fois en succession rapide. La fréquence de rafraîchissement doit être suffisamment élevée (typiquement >60 Hz) pour éviter un scintillement visible. Le cycle de service détermine la luminosité perçue ; le courant de crête peut être plus élevé que la valeur nominale en continu selon la fiche technique.
3. Gestion thermique :Respectez la courbe de déclassement du courant direct au-dessus de 25°C. Dans les applications à température ambiante élevée, réduisez le courant de fonctionnement pour rester dans les limites de puissance dissipée.
4. Angle de vision :Le large angle de vision est bénéfique, mais la disposition du PCB doit positionner l'afficheur pour optimiser la ligne de vue de l'utilisateur.

9. Comparaison et différenciation technique

Comparé aux anciennes LED jaunes en GaP (Phosphure de Gallium) ou GaAsP (Phosphure d'Arséniure de Gallium) standard, la technologie AlInGaP du LTC-5689KY offre une efficacité lumineuse et une luminosité significativement plus élevées. Cela se traduit par une meilleure visibilité dans des conditions lumineuses ou à plus longue distance pour le même courant de commande. Le design fond noir/segments blancs offre un contraste plus élevé que les boîtiers entièrement diffusants. Comparé aux afficheurs sept segments CMS (Composant Monté en Surface) modernes, cette version traversante est plus facile à prototyper et peut être préférée pour les applications nécessitant une plus grande robustesse aux vibrations ou pour la réparation manuelle.

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

Q : Quel est l'objectif de la valeur nominale de courant direct de crête (60mA à 1kHz, 10% de cycle de service) ?

R : Cette valeur nominale vous permet d'impulsionner la LED avec un courant plus élevé pendant le multiplexage pour obtenir une luminosité perçue plus élevée. Comme chaque chiffre n'est allumé qu'une fraction du temps (par exemple, 1/3 de cycle de service pour 3 chiffres), la puissance moyenne et la génération de chaleur restent dans les limites, tandis que le flux lumineux instantané est plus brillant.

Q : Comment calculer la valeur de la résistance de limitation de courant ?

R : Utilisez la loi d'Ohm : R = (V_alimentation- V_F) / I_F. Pour une alimentation de 5V, une V_Ftypique de 2,6V, et un I_Fsouhaité de 20mA : R = (5 - 2,6) / 0,02 = 120 Ω. Utilisez toujours la V_Fmaximale de la fiche technique pour une conception prudente afin de garantir que le courant ne dépasse pas les limites.

Q : Puis-je piloter cet afficheur sans multiplexage ?

R : Oui, mais c'est inefficace. Vous devriez connecter l'anode commune de chaque chiffre à la V_alimentationet contrôler chaque cathode de segment indépendamment pour les trois chiffres simultanément. Cela nécessite beaucoup plus de broches de microcontrôleur ou de canaux de pilote (7 segments x 3 chiffres = 21 lignes contre 7+3=10 lignes pour le multiplexage).

11. Exemple pratique de conception et d'utilisation

Considérez la conception d'un simple voltmètre 3 chiffres. Un microcontrôleur avec un convertisseur analogique-numérique (CAN) lit une tension. Le firmware met à l'échelle cette valeur et détermine quels segments allumer pour chaque chiffre (centaines, dizaines, unités). Il utilise ensuite une routine de multiplexage : il définit le motif de segment sur les broches cathodes 1-7 et 8/13/14 pour les décimaux, puis active l'anode du Chiffre 1 (broche 11) pendant quelques millisecondes. Il change ensuite le motif de segment pour le chiffre suivant et active l'anode du Chiffre 2 (broche 10), et ainsi de suite, en cycle continu. Les résistances de limitation de courant sont placées en série avec chacune des 7 lignes de cathode de segment principales (broches 1-7). La luminosité peut être ajustée en variant le cycle de service ou la valeur des résistances de limitation de courant dans les limites spécifiées.

12. Introduction au principe technique

Un afficheur sept segments est un assemblage de diodes électroluminescentes (LED) disposées en forme de huit. En allumant sélectivement des segments spécifiques (étiquetés A à G), n'importe quel chiffre de 0 à 9 peut être formé. Le LTC-5689KY contient trois de ces assemblages de chiffres dans un seul boîtier. Le multiplexage est une technique où ces chiffres partagent le même ensemble de lignes de contrôle de segment. Un seul chiffre est alimenté à un instant donné, mais en les parcourant rapidement, l'œil humain perçoit tous les chiffres comme étant continuellement allumés. Cela réduit considérablement le nombre de broches de contrôle nécessaires et la consommation d'énergie. Le matériau semi-conducteur AlInGaP utilisé émet de la lumière lorsque les électrons se recombinent avec les trous à travers la bande interdite du matériau, qui est conçue pour correspondre à des photons d'une longueur d'onde d'environ 595 nm (jaune ambré).

13. Tendances et évolutions de l'industrie

La tendance dans la technologie d'affichage va fortement vers les composants montés en surface (CMS) pour l'assemblage automatisé, une densité plus élevée et des designs plus fins. Bien que les afficheurs traversants comme le LTC-5689KY restent essentiels pour la robustesse, la maintenabilité et certaines applications industrielles, les nouvelles conceptions optent souvent pour des modules sept segments CMS ou, de plus en plus, pour des afficheurs OLED ou LCD à matrice de points offrant des capacités alphanumériques et graphiques. Cependant, pour une sortie purement numérique où une luminosité extrême, une large plage de température et la simplicité sont clés, les afficheurs LED sept segments, en particulier ceux utilisant des matériaux efficaces comme l'AlInGaP, continuent d'avoir une position stable sur le marché. Les développements se concentrent sur l'augmentation de l'efficacité (lumens par watt), l'amélioration des rapports de contraste et l'offre d'angles de vision plus larges dans des facteurs de forme plus petits.