Fiche technique de l'afficheur LED LTC-2721JD - Hauteur de chiffre 0,28 pouce - Rouge AlInGaP - Tension directe 2,6V - Puissance 70mW - Documentation technique FR

Le LTC-2721JD est un afficheur à sept segments et trois chiffres, compact et haute performance, conçu pour des affichages numériques clairs dans les équipements électroniques. Il présente une hauteur de chiffre de 0,28 pouce (7,0 mm), offrant un excellent équilibre entre taille et lisibilité. Le dispositif utilise la technologie avancée de puce LED AlInGaP (Phosphure d'Aluminium Indium Gallium), spécifiquement une variante Rouge Haute Efficacité fabriquée sur un substrat GaAs non transparent. Ce choix technologique est clé pour ses performances, offrant une luminosité et une efficacité supérieures par rapport aux anciens matériaux LED. L'afficheur a un cadran gris avec des segments blancs, ce qui améliore le contraste et l'apparence des caractères, rendant les chiffres faciles à lire sous diverses conditions d'éclairage. Ses marchés cibles principaux incluent l'électronique grand public, les panneaux de contrôle industriel, l'instrumentation, les équipements de test et les appareils de bureau où un affichage numérique fiable et à faible consommation est requis.

1.1 Caractéristiques et avantages clés

Taille optimale :

• La hauteur de chiffre de 0,28 pouce offre un affichage clair sans occuper un espace excessif sur le panneau.Performance optique supérieure :
• Des segments continus et uniformes assurent un éclairage constant. La combinaison d'une haute luminosité, d'un fort contraste et d'un large angle de vision garantit la lisibilité sous de multiples perspectives.Efficacité énergétique :
• Faible consommation, grâce à la technologie AlInGaP efficace.Fiabilité accrue :
• La construction à semi-conducteur assure une longue durée de vie opérationnelle et une résistance aux chocs et vibrations.Assurance qualité :
• Les dispositifs sont catégorisés pour l'intensité lumineuse, garantissant des niveaux de luminosité constants d'un lot de production à l'autre.Conformité environnementale :
• Le produit est proposé dans un boîtier sans plomb conforme aux directives RoHS (Restriction des Substances Dangereuses).1.2 Identification du dispositif

La référence LTC-2721JD désigne spécifiquement un afficheur à cathode commune multiplexée utilisant des LED rouges Haute Efficacité AlInGaP, avec un point décimal à droite. Cette configuration est standard pour piloter plusieurs chiffres avec un nombre réduit de broches d'E/S de microcontrôleur.

2. Paramètres techniques : Interprétation objective approfondie

Cette section fournit une analyse objective et détaillée des paramètres critiques définissant les performances et les limites opérationnelles de l'afficheur.

2.1 Valeurs maximales absolues

Ce sont des limites de contrainte qui ne doivent en aucun cas être dépassées, même momentanément. Un fonctionnement à ou au-delà de ces limites peut causer des dommages permanents.

Dissipation de puissance par segment :

• 70 mW. C'est la puissance maximale qu'un segment unique peut dissiper en toute sécurité sous forme de chaleur.Courant direct de crête par segment :
• 90 mA. Ceci est autorisé uniquement en conditions pulsées (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0,1 ms) pour le multiplexage.Courant direct continu par segment :
• 25 mA à 25°C. Ce courant est déclassé linéairement à raison 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 serait d'environ : 25 mA - ((85°C - 25°C) * 0,33 mA/°C) ≈ 5,2 mA.Plage de température :
• La plage de température de fonctionnement et de stockage est de -35°C à +85°C.Conditions de soudure :
• La soudure à la vague ou manuelle doit être effectuée à 1/16 de pouce (≈1,59 mm) en dessous du plan d'assise. La température de soudure maximale recommandée est de 260°C pendant 5 secondes ou 350°C ±30°C pour une soudure manuelle en moins de 5 secondes.2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Ce sont les paramètres de performance typiques mesurés à Ta=25°C et au courant direct spécifié (IF).

Intensité lumineuse moyenne (I

• ) :_VVarie de 200 à 600 μcd (microcandelas) à IF=1mA. L'afficheur est trié par intensité, ce qui signifie que les pièces sont classées en groupes basés sur la sortie mesurée pour assurer l'uniformité.Tension directe par segment (V
• ) :_FTypiquement 2,6V, avec un maximum de 2,6V à IF=20mA. Les concepteurs doivent s'assurer que le circuit de pilotage peut fournir une tension suffisante.Longueur d'onde d'émission de crête (λ
• ) :_p656 nm. C'est la longueur d'onde à laquelle la puissance optique de sortie est la plus grande.Longueur d'onde dominante (λ
• ) :_d640 nm. C'est la longueur d'onde unique perçue par l'œil humain, définissant la couleur (rouge).Demi-largeur de raie spectrale (Δλ) :
• 22 nm. Ceci indique la pureté spectrale de la lumière rouge émise.Courant inverse par segment (I
• ) :_RMaximum 100 μA à V=5V._RNote critique :Ce paramètre est uniquement à des fins de test. Le dispositif n'est pas conçu pour un fonctionnement en polarisation inverse continue, et une telle condition doit être empêchée par le circuit de pilotage.Rapport d'appariement d'intensité lumineuse :
• Maximum 2:1 pour les segments dans une zone lumineuse similaire. Ceci assure une luminosité uniforme sur tous les segments d'un chiffre.Diaphonie :
• Spécifiée comme ≤2,5%. Ceci fait référence à l'illumination non désirée d'un segment lorsqu'un segment adjacent est piloté, qui doit être minimale.3. Informations mécaniques et de boîtier

3.1 Dimensions du boîtier et tolérances

L'afficheur est conforme à un format standard de boîtier double en ligne (DIP). Les notes dimensionnelles clés incluent :

Toutes les dimensions sont en millimètres (mm).

• La tolérance générale est de ±0,20 mm sauf indication contraire.
• La tolérance de décalage de l'extrémité des broches est de ±0,4 mm.
• Les limites de contrôle qualité sont définies pour les corps étrangers (≤10 mils), la contamination par l'encre (≤20 mils), la flexion (≤1% de la longueur du réflecteur) et les bulles dans le segment (≤10 mils).
• Le diamètre de trou de PCB recommandé pour les broches est de 1,30 mm.
• 3.2 Brochage et circuit interne

Le LTC-2721JD est un afficheur à cathode commune multiplexée. Il possède trois broches de cathode commune (une pour chaque chiffre : broches 2, 5, 8) et des broches d'anode individuelles pour chaque segment (A-G, DP) et les segments des deux-points (L1, L2, L3). La broche 13 est une cathode commune pour les trois LED des deux-points. Cette architecture permet à un microcontrôleur d'illuminer un chiffre spécifique en mettant à la masse sa cathode commune tout en appliquant une tension directe aux anodes des segments désirés. En parcourant rapidement les chiffres (multiplexage), les trois chiffres semblent être allumés en continu. Les connexions des broches sont les suivantes : 1(D), 2(CC1), 3(DP), 4(E), 5(CC2), 6(C/L3), 7(G), 8(CC3), 9(NC), 10-11(NP), 12(B/L2), 13(CC L1/L2/L3), 14(NP), 15(A/L1), 16(F).

4. Courbes et caractéristiques de performanceLa fiche technique fait référence à des courbes de performance typiques (bien qu'elles ne soient pas affichées dans le texte fourni). Basées sur le comportement standard des LED et les paramètres donnés, ces courbes illustreraient typiquement :Courant direct vs Tension directe (Courbe I-V) :

Montre la relation exponentielle, avec la V

typique de 2,6V à 20mA.

• Intensité lumineuse vs Courant direct :Démontre comment la sortie lumineuse augmente avec le courant, jusqu'aux valeurs maximales._FIntensité lumineuse vs Température ambiante :
• Montre le déclassement de la sortie lumineuse lorsque la température augmente, un facteur critique pour la conception.Distribution spectrale :
• Un graphique traçant l'intensité relative en fonction de la longueur d'onde, centré autour de 656 nm (crête) et 640 nm (dominante).5. Tests de fiabilité
• Le dispositif subit une série complète de tests de fiabilité basés sur les normes militaires (MIL-STD), japonaises (JIS) et internes pour assurer sa robustesse et sa longévité.Durée de vie en fonctionnement (RTOL) :

1000 heures au courant maximal nominal à température ambiante.

Stress environnemental :

• Inclut le Stockage Haute Température/Humidité (500 h à 65°C/90-95% HR), le Stockage Haute Température (1000 h à 105°C) et le Stockage Basse Température (1000 h à -35°C).Cyclage thermique & Choc thermique :
• Le Cyclage de température (30 cycles entre -35°C et 105°C) et le Choc thermique (30 cycles entre -35°C et 105°C) testent la résilience aux changements rapides de température.Soudabilité :
• Les tests de Résistance à la soudure (10 sec à 260°C) et de Soudabilité (5 sec à 245°C) valident la capacité du boîtier à résister aux processus d'assemblage.6. Recommandations de soudure et d'assemblage
• 6.1 Soudure automatiséePour la soudure à la vague, la condition recommandée est d'immerger les broches à une profondeur de 1/16 de pouce (1,59 mm) en dessous du plan d'assise pendant un maximum de 5 secondes à 260°C. La température du corps de l'afficheur ne doit pas dépasser la température de stockage maximale pendant ce processus.

6.2 Soudure manuelle

Lors de l'utilisation d'un fer à souder, la panne doit entrer en contact avec la broche (encore une fois, à 1/16 de pouce en dessous du plan d'assise) pendant pas plus de 5 secondes à une température de 350°C ±30°C. L'utilisation d'un dissipateur thermique sur la broche entre le joint et le corps du boîtier est une bonne pratique.

7. Précautions d'application critiques et considérations de conception

Important :

Le respect de ces précautions est essentiel pour un fonctionnement fiable et pour prévenir une défaillance prématurée.

Utilisation prévue :

Conçu pour les équipements électroniques ordinaires. Une consultation est requise pour les applications critiques pour la sécurité (aéronautique, médical, etc.).Conformité aux valeurs nominales :

• Le circuit de pilotagedoit
• s'assurer que les valeurs maximales absolues (courant, tension, puissance, température) ne sont jamais dépassées. Le fabricant n'est pas responsable des dommages résultant d'une non-conformité.Gestion du courant et de la température :Dépasser le courant direct recommandé ou la température de fonctionnement entraînera une dégradation sévère et irréversible de la sortie lumineuse et peut conduire à une défaillance catastrophique.Protection du circuit :
• Le circuit de pilotage doit intégrer une protection contre les tensions inverses et les transitoires de tension qui peuvent survenir lors de la mise sous tension ou de l'arrêt. Une résistance en série ou un pilote à courant constant est obligatoire pour limiter le courant.Méthode de pilotage :
• Le pilotage à courant constant est fortement recommandépar rapport au pilotage à tension constante. Ceci assure une intensité lumineuse constante quelles que soient les variations mineures de la tension directe (V
• ) entre les segments ou les unités et fournit une protection inhérente contre les pointes de courant. Pour un fonctionnement multiplexé, le courant de crête doit être calculé en fonction du cycle de service pour s'assurer que le courant moyen par segment reste dans les limites. 8. Scénarios d'application pratique et notes de conception8.1 Applications typiques_FMultimètres numériques (DMM) & Équipements de test :

Fournissant des affichages numériques clairs pour la tension, le courant et la résistance.

Minuteries & Compteurs industriels :

• Affichant le temps écoulé, les comptes de production ou les points de consigne.Électronique grand public :
• Horloges, affichages d'équipements audio, affichages d'appareils électroménagers.Panneaux d'instrumentation :
• Pour afficher des données de capteurs comme la température, la pression ou la vitesse dans un format compact.8.2 Étude de cas de mise en œuvre
• Scénario :Conception d'un affichage de voltmètre à 3 chiffres utilisant un microcontrôleur.

Pilote de multiplexage :

Le microcontrôleur utilisera 7-8 broches d'E/S pour les anodes de segment (A-G, DP) et 3 broches d'E/S (configurées en drain ouvert/sortie basse) pour les cathodes de chiffre (CC1, CC2, CC3).Limitation de courant :

1. Placer une résistance de limitation de courant en série avec chaque ligne d'anode de segment. La valeur de la résistance (R) est calculée en utilisant : R = (Valimentation
2. - V) / I_{. Pour une alimentation de 5V, V}=2,6V, et un I_Fdésiré de 10 mA : R = (5 - 2,6) / 0,01 = 240 Ω. Utiliser la valeur standard la plus proche (par exemple, 220 Ω ou 270 Ω)._FSynchronisation du multiplexage :_FProgrammer le microcontrôleur pour activer une cathode de chiffre à la fois, illuminer les segments requis pour ce chiffre, attendre une courte période (par exemple, 2-5 ms), puis passer au chiffre suivant. Une fréquence de rafraîchissement de 50-200 Hz empêche le scintillement visible._FVérification du courant de crête :
3. Si un cycle de service de 10% (3 chiffres) est utilisé, le courant de crête pendant le temps actif peut être plus élevé. Pour uncourant moyen
4. de 10 mA, lecourant de crêtependant le cycle de service de 1/3 serait de 30 mA. Ceci doit être vérifié par rapport à la Valeur Maximale Absolue pour le Courant Direct de Crête (90 mA) et le déclassement du Courant Continu à la température de fonctionnement. I_F9. Comparaison et différenciation techniqueLes avantages principaux du LTC-2721JD découlent de sa technologie AlInGaP :vs. LED rouges traditionnelles GaAsP/GaP :

L'AlInGaP offre une efficacité lumineuse significativement plus élevée, résultant en une plus grande luminosité pour le même courant de pilotage ou une consommation d'énergie plus faible pour la même luminosité. Il offre également une meilleure stabilité thermique et une pureté de couleur supérieure.

vs. Afficheurs plus grands :

• La taille de 0,28 pouce offre un compromis idéal entre les afficheurs très petits (0,2 pouce) qui peuvent être difficiles à lire et les afficheurs plus grands (0,5 pouce ou plus) qui consomment plus de puissance et d'espace sur la carte.Cathode commune vs Anode commune :
• La configuration à cathode commune est souvent préférée dans les systèmes pilotés par microcontrôleurs, car ils peuvent généralement absorber du courant (mettre les broches à un niveau bas) plus efficacement qu'ils ne peuvent en fournir (mettre les broches à un niveau haut).10. Questions fréquemment posées (basées sur les paramètres techniques)
• 10.1 Puis-je piloter cet afficheur avec un microcontrôleur 3,3V ?Réponse :

Possible, mais avec prudence. La tension directe typique (V

) est de 2,6V. Avec une alimentation de 3,3V, il n'y a que 0,7V de marge pour la résistance de limitation de courant. Cette faible chute de tension rend le courant très sensible aux variations de V

et de la tension d'alimentation. Un circuit pilote à courant constant est fortement recommandé pour un fonctionnement à 3,3V afin d'assurer une luminosité stable. Une connexion directe aux broches GPIO 3,3V sans pilote risque un surcourant si la Vest à l'extrémité basse de sa plage._F10.2 Pourquoi le courant continu maximal est-il déclassé avec la température ?_FRéponse :_FCeci est dû au coefficient de température négatif de la tension directe de la LED et aux limites physiques du boîtier. Lorsque la température augmente, l'efficacité interne diminue, et plus de puissance électrique est convertie en chaleur au lieu de lumière. Si le courant n'est pas réduit, la température de jonction peut augmenter de manière incontrôlable (emballement thermique), conduisant à une dégradation rapide et à une défaillance. La courbe de déclassement (0,33 mA/°C) est fournie pour prévenir cela.

10.3 Que signifie "catégorisé pour l'intensité lumineuse" ?

Réponse :Cela signifie que les afficheurs sont testés et triés en différentes classes de luminosité après production. Par exemple, un lot peut avoir une I

de 200-300 μcd, un autre de 300-400 μcd, etc. Cela permet aux concepteurs achetant de grandes quantités de garantir une luminosité uniforme sur toutes les unités de leur produit. Le code de classe spécifique est souvent marqué sur le boîtier (référencé comme "Z : CODE BIN" dans le marquage du module).

11. Principe de fonctionnement et tendances technologiques11.1 Principe de fonctionnement de base_VUn afficheur LED à sept segments est un réseau de diodes électroluminescentes arrangées en forme de huit. Chaque segment (A à G) est une LED individuelle. En appliquant une tension de polarisation directe (dépassant la V

de la diode) et en limitant le courant avec une résistance ou une source de courant constant, les électrons et les trous se recombinent dans la région active du semi-conducteur AlInGaP, libérant de l'énergie sous forme de photons (lumière) à une longueur d'onde caractéristique du matériau — dans ce cas, le rouge (~640 nm). Le multiplexage tire parti de la persistance rétinienne de l'œil humain en n'illuminant qu'un chiffre à la fois mais en les parcourant si rapidement qu'ils semblent tous allumés simultanément.

11.2 Contexte technologique objectif

L'AlInGaP représente un système de matériaux mature et hautement optimisé pour les LED rouges, oranges et jaunes. Il offre une excellente efficacité et fiabilité. La tendance dans la technologie d'affichage va vers une intégration plus élevée (par exemple, afficheurs à matrice de points, OLED, micro-LED) et une intégration directe avec les circuits intégrés de pilotage. Cependant, les afficheurs à sept segments discrets comme le LTC-2721JD restent très pertinents en raison de leur simplicité, faible coût, haute luminosité, robustesse et facilité d'utilisation dans les applications où seules des données numériques doivent être affichées. Leur conception est bien comprise, et ils s'interfacent facilement avec des microcontrôleurs peu coûteux, assurant leur utilisation continue dans les domaines industriel, grand public et d'instrumentation pour un avenir prévisible._F) and limiting the current with a resistor or constant-current source, electrons and holes recombine within the AlInGaP semiconductor's active region, releasing energy in the form of photons (light) at a wavelength characteristic of the material—in this case, red (~640 nm). Multiplexing takes advantage of the human eye's persistence of vision by illuminating only one digit at a time but cycling through them so quickly that they appear to be all on simultaneously.

.2 Objective Technology Context

AlInGaP represents a mature and highly optimized material system for red, orange, and yellow LEDs. It offers excellent efficiency and reliability. The trend in display technology is towards higher integration (e.g., dot matrix displays, OLEDs, micro-LEDs) and direct integration with driver ICs. However, discrete seven-segment displays like the LTC-2721JD remain highly relevant due to their simplicity, low cost, high brightness, robustness, and ease of use in applications where only numeric data needs to be shown. Their design is well-understood, and they interface easily with low-cost microcontrollers, ensuring their continued use in industrial, consumer, and instrumentation fields for the foreseeable future.