ورقة بيانات شاشة LED مصفوفة النقاط LTP-757KY - ارتفاع الرقم 0.7 بوصة (17.22 مم) - اللون الكهرماني الأصفر - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

وحدة عرض LTP-757KY هي شاشة LED مصفوفة النقاط (5x7) مدمجة وعالية الأداء. وظيفتها الأساسية هي توفير تمثيل واضح ومقروء للأحرف الأبجدية الرقمية والرموز في مختلف الأجهزة الإلكترونية. تكمن الميزة الأساسية لهذا الجهاز في استخدامه لتقنية أشباه الموصلات المتقدمة AlInGaP (فوسفيد الألومنيوم إنديوم الغاليوم) لرقائق LED، والمعروفة بكفاءتها الفائقة ونقاء لونها مقارنة بالتقنيات الأقدم. وينتج عن ذلك مظهر ممتاز للأحرف بسطوع وتباين عاليين، مما يجعله مناسبًا للتطبيقات التي يكون فيها وضوح القراءة أمرًا بالغ الأهمية، حتى في ظل ظروف الإضاءة المحيطة المتغيرة. الجهاز مُصنَّف حسب شدة الإضاءة، مما يضمن أداءً متسقًا عبر دفعات الإنتاج. متطلباته المنخفضة للطاقة وموثوقيته الصلبة تجعله خيارًا مثاليًا للإلكترونيات الاستهلاكية، وأجهزة القياس الصناعية، وأطراف نقاط البيع، وغيرها من الأنظمة المدمجة التي تتطلب حل عرض متين وفعال.

2. الغوص العميق في المواصفات الفنية

2.1 الخصائص البصرية

يتم تعريف الأداء البصري من خلال عدة معايير رئيسية يتم قياسها عند درجة حرارة محيطة (T_A) تبلغ 25 درجة مئوية. تبلغشدة الإضاءة المتوسطة (I_V)قيمة نموذجية تبلغ 3400 ميكروكانديلا تحت شرط اختبار I_P=32 مللي أمبير ودورة عمل 1/16. تشير هذه المعلمة إلى السطوع الملحوظ للعرض. يبلغطول موجة الانبعاث القصوى (λ_p)) نموذجيًا 595 نانومتر، والذي يقع ضمن الجزء الكهرماني الأصفر من الطيف المرئي. يبلغعرض النصف الطيفي (Δλ)15 نانومتر، مما يشير إلى انبعاث لوني ضيق ونقي نسبيًا. يبلغالطول الموجي السائد (λ_d)) 592 نانومتر. من المهم ملاحظة أن قياسات شدة الإضاءة تستخدم مزيجًا من مستشعر ومرشح يقارب منحنى استجابة العين الضوئي CIE، مما يضمن ارتباط القيم بالإدراك البصري البشري. يتم تحديدنسبة مطابقة شدة الإضاءة (I_V-m)) كحد أقصى 2:1، والذي يحدد التباين المسموح به في السطوع بين القطع أو النقاط الفردية لضمان مظهر موحد.

2.2 الخصائص الكهربائية

تحدد المعلمات الكهربائية حدود التشغيل وظروفه للجهاز. يتراوحالجهد الأمامي لكل نقطة (V_F)) نموذجيًا من 2.05 فولت إلى 2.6 فولت عند تيار أمامي (I_F) قدره 20 مللي أمبير. يبلغالتيار العكسي لكل نقطة (I_R)) حدًا أقصى قدره 100 ميكرو أمبير عند تطبيق جهد عكسي (V_R) قدره 5 فولت. هذه القيم حاسمة لتصميم دائرة القيادة المناسبة.

2.3 القيم القصوى المطلقة

تحدد هذه التقييمات الحدود التي بعدها قد يحدث تلف دائم للجهاز. وهي ليست للتشغيل المستمر. تشمل التقييمات الرئيسية:تبديد الطاقة المتوسط لكل نقطة(25 ميلي واط),التيار الأمامي الذروي لكل نقطة(60 مللي أمبير), والتيار الأمامي المتوسط لكل نقطة(13 مللي أمبير عند 25°C، مع تخفيض خطي بمعدل 0.17 مللي أمبير/°C). الحد الأقصى لـالجهد العكسي لكل نقطةهو 5 فولت. يمكن للجهاز العمل والتخزين ضمننطاق درجة الحرارةمن -35°C إلى +85°C. يحدد تقييمدرجة حرارة اللحامأن الجهاز يمكنه تحمل 260°C لمدة 3 ثوانٍ عند نقطة تبعد 1/16 بوصة أسفل مستوى الجلوس، وهو أمر بالغ الأهمية لعمليات لحام إعادة التدفق.

3. شرح نظام التصنيف (Binning)

تشير ورقة البيانات إلى أن الجهازمُصنَّف حسب شدة الإضاءة. وهذا يعني وجود نظام تصنيف (binning) يعتمد على قياس الناتج الضوئي. على الرغم من عدم ذكر رموز التصنيف المحددة في هذه الوثيقة، فإن مثل هذا النظام يقوم عادةً بتجميع الأجهزة في نطاقات شدة مختلفة (مثل: عالي السطوع، قياسي السطوع). وهذا يسمح للمصممين باختيار القطع التي تلبي متطلبات سطوع محددة لتطبيقهم، مما يضمن اتساق أداء العرض في المنتج النهائي. يجب على المصممين الرجوع إلى وثائق التصنيف التفصيلية من الشركة المصنعة للحصول على معايير الاختيار الدقيقة.

4. تحليل منحنيات الأداء

تشير ورقة البيانات إلىمنحنيات الخصائص الكهربائية/البصرية النموذجية. على الرغم من عدم تفصيل المنحنيات المحددة في النص المقدم، فإن هذه الرسوم البيانية التي تُدرج عادةً في أوراق البيانات الكاملة تعتبر أساسية للتصميم. من المحتمل أنها تُظهر العلاقة بين التيار الأمامي (I_F) والجهد الأمامي (V_F) لتصميم الدوائر الحرارية ودارة القيادة، والعلاقة بين شدة الإضاءة والتيار الأمامي لتحقيق التوازن الأمثل بين السطوع واستهلاك الطاقة، وتغير شدة الإضاءة مع درجة الحرارة المحيطة. فهم هذه المنحنيات يسمح للمهندسين بالتنبؤ بالأداء في ظل ظروف غير قياسية وتصميم أنظمة قوية.

5. المعلومات الميكانيكية وبيانات العبوة

تتميز وحدة LTP-757KY بعبوة محددة ذات وجه رمادي ونقاط بيضاء لتعزيز التباين. يبلغارتفاع الرقم0.7 بوصة (17.22 مم). سيوضحرسم أبعاد العبوة(غير مفصل بالكامل هنا) المخطط الفيزيائي الدقيق، وتباعد الأطراف، والحجم الكلي بالمليمترات، مع تسامحات قياسية تبلغ ±0.25 مم. هذه المعلومات حيوية لتصميم بصمة اللوحة المطبوعة (PCB) وضمان الملاءمة المناسبة داخل غلاف المنتج النهائي.

5.1 توصيل الأطراف والقطبية

يحتوي الجهاز على تكوين 12 طرفًا. توزيع الأطراف كما يلي: الطرف 1 (كاثود العمود 1)، الطرف 2 (أنود الصف 3)، الطرف 3 (كاثود العمود 2)، الطرف 4 (أنود الصف 5)، الطرف 5 (أنود الصف 6)، الطرف 6 (أنود الصف 7)، الطرف 7 (كاثود العمود 4)، الطرف 8 (كاثود العمود 5)، الطرف 9 (أنود الصف 4)، الطرف 10 (كاثود العمود 3)، الطرف 11 (أنود الصف 2)، الطرف 12 (أنود الصف 1). يُظهرمخطط الدائرة الداخليةترتيبًا مصفوفيًا حيث يمكن معالجة كل نقطة LED (عند تقاطع أنود الصف وكاثود العمود) بشكل فردي من خلال التعددية (multiplexing). إن التعريف الصحيح لأطراف الأنود والكاثود أمر بالغ الأهمية لمنع الانحياز العكسي وضمان تشغيل الدائرة بشكل صحيح.

6. إرشادات اللحام والتجميع

مواصفة التجميع الرئيسية المقدمة هيملف درجة حرارة اللحام. يمكن للجهاز تحمل درجة حرارة ذروية تبلغ 260 درجة مئوية لمدة أقصاها 3 ثوانٍ، مقاسة على بعد 1/16 بوصة (حوالي 1.6 مم) أسفل مستوى الجلوس. هذا تقييم قياسي لعمليات لحام إعادة التدفق الخالية من الرصاص. يجب على المصممين التأكد من أن ملف فرن إعادة التدفق الخاص بهم يتوافق مع هذا الحد لمنع التلف الحراري لرقائق LED أو العبوة. يجب مراعاة احتياطات التعامل العامة، مثل تجنب الإجهاد الميكانيكي على الأطراف وحماية وجه العرض من الخدوش أو التلوث. يجب أن يكون التخزين ضمن نطاق درجة الحرارة المحدد من -35°C إلى +85°C في بيئة جافة.

7. معلومات التعبئة والطلب

يتم تحديد رقم القطعة بوضوح على أنهLTP-757KY. بينما لم يتم سرد تفاصيل التعبئة المحددة (مثل: الشريط والبكرة، كميات الأنابيب) في هذا المقتطف، فإن رقم القطعة نفسه هو المعرف الأساسي للطلب. من المرجح أن تشير اللاحقة "KY" إلى اللون الكهرماني الأصفر. يجب على المهندسين تأكيد شكل التعبئة الدقيق مع المورد أو الموزع عند تقديم الطلبات.

8. توصيات التطبيق

8.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

هذه الشاشة مناسبة تمامًا للتطبيقات التي تتطلب إخراجًا رقميًا أو أحرفًا محدودة مدمجة ومنخفضة الطاقة وذات قابلية قراءة عالية. تشمل الاستخدامات الشائعة: العدادات الرقمية للوحات، الموازين، معدات المراقبة الطبية، شاشات الأجهزة المنزلية (الأفران، منظمات الحرارة)، لوحات التحكم الصناعية، وشاشات المعلومات الأساسية في مختلف الأجهزة الإلكترونية.

8.2 اعتبارات التصميم

• دارة القيادة:مطلوب دائرة قيادة متعددة (multiplexing) بسبب تكوين المصفوفة 5x7. يتضمن ذلك تفعيل أنودات الصفوف بالتتابع مع توفير إشارات كاثود الأعمدة المناسبة لإضاءة النقاط المطلوبة. تُستخدم دوائر IC لقيادة العرض المتكاملة بشكل شائع لهذا الغرض.
• تحديد التيار:مقاومات تحديد التيار الخارجية إلزامية لكل خط أنود أو عمود (اعتمادًا على مخطط القيادة) لضمان ألا يتجاوز التيار الأمامي لكل نقطة القيم القصوى المطلقة، خاصة التيار المتوسط.
• تبديد الطاقة:يجب مراعاة تبديد الطاقة المتوسط لكل نقطة (25 ميلي واط كحد أقصى) عند التصميم لأقصى سطوع، خاصة إذا كانت عدة نقاط مضاءة في وقت واحد لفترات طويلة.
• زاوية المشاهدة:زاوية المشاهدة الواسعة مفيدة، ولكن يجب تقييم موضع التركيب داخل المنتج النهائي لضمان وضوح القراءة الأمثل للمستخدم النهائي.

9. المقارنة الفنية

المميز الأساسي لـ LTP-757KY هو استخدامهلتقنية LED من نوع AlInGaP. مقارنة بالتقنيات الأقدم مثل مصابيح LED القياسية GaAsP (فوسفيد زرنيخيد الغاليوم)، تقدم AlInGaP كفاءة إضاءة أعلى بكثير، مما يؤدي إلى سطوع أكبر لنفس تيار الإدخال. كما توفر تشبع لوني أفضل واستقرارًا على درجة الحرارة والوقت. عند المقارنة بأنواع العبوات الأخرى (مثل: مصابيح LED منفصلة مرتبة في مصفوفة)، تقدم وحدة مصفوفة النقاط المتكاملة هذه تجميعًا مبسطًا، ومحاذاة ميكانيكية مضمونة للنقاط، ومظهرًا بصريًا موحدًا بسبب الوجه الرمادي والنقاط البيضاء.

10. الأسئلة الشائعة (FAQs)

س: ما هو الغرض من دورة العمل 1/16 المذكورة في شرط اختبار شدة الإضاءة؟

ج: دورة العمل 1/16 هي طريقة اختبار قياسية للشاشات المتعددة (multiplexed). وهذا يعني أن كل قطعة يتم تشغيلها بنبض لمدة 1/16 من إجمالي وقت الدورة. قيمة شدة الإضاءة المحددة هي متوسط يتم قياسه تحت هذا الشرط، والذي يحاكي التشغيل المتعدد النموذجي. يكون تيار الذروة أثناء وقت التشغيل أعلى من التيار المتوسط.

س: كيف أفسر نسبة مطابقة شدة الإضاءة البالغة 2:1؟

ج: تشير هذه النسبة إلى أن ألمع نقطة أو قطعة في الشاشة لن تكون أكثر سطوعًا بمرتين من أبهت نقطة أو قطعة تحت ظروف القيادة المتطابقة. تشير النسبة الأقل (مثل: 1.5:1) إلى تجانس أفضل. هذه المعلمة مهمة لضمان مظهر متسق وغير مرقش عبر جميع الأحرف.

س: هل يمكنني قيادة هذه الشاشة بتيار مستمر ثابت (DC) بدلاً من التعددية (multiplexing)؟

ج: من الناحية الفنية، يمكنك ذلك، لكنه غير فعال للغاية وغير عملي. تشغيل جميع النقاط الـ 35 في وقت واحد عند تيارها النموذجي سيتطلب تيارًا إجماليًا مرتفعًا جدًا ويسبب تبديدًا مفرطًا للطاقة وحرارة. التعددية (Multiplexing) هي الطريقة القياسية والمقصودة للتشغيل، مما يقلل بشكل كبير من عدد أطراف القيادة المطلوبة واستهلاك الطاقة الإجمالي.

11. حالة تصميم عملية

فكر في تصميم عرض فولتميتر رقمي بسيط. يقرأ المتحكم الدقيق (microcontroller) جهدًا تماثليًا، يحوله إلى قيمة رقمية، ويحتاج إلى عرض قراءة مكونة من 3 أرقام (مثل: 5.12 فولت). سيتم استخدام LTP-757KY لكل رقم. ستتضمن خطوات التصميم: 1) إنشاء بصمة لوحة مطبوعة (PCB) تتطابق مع الأبعاد الميكانيكية وتوزيع الأطراف. 2) اختيار دائرة IC لقيادة متعددة (multiplexing driver) متوافقة مع مصفوفة 5x7 وواجهة المتحكم الدقيق (مثل: SPI، I2C). 3) حساب قيم مقاومات تحديد التيار بناءً على جهد خرج دارة القيادة والجهد الأمامي النموذجي لـ LED لتحقيق التيار المتوسط المطلوب (مثل: 10-15 مللي أمبير لكل نقطة). 4) برمجة المتحكم الدقيق لفك تشفير القيمة الرقمية إلى أنماط القطع الصحيحة لخط 5x7 والتحكم في توقيت التعددية. 5) التأكد من أن مزود الطاقة يمكنه التعامل مع متطلبات تيار الذروة أثناء دورات التعددية.

12. مقدمة عن مبدأ التكنولوجيا

يعتمد LTP-757KY علىمادة أشباه الموصلات AlInGaP (فوسفيد الألومنيوم إنديوم الغاليوم)المزروعة على ركيزة GaAs (زرنيخيد الغاليوم) غير الشفافة. عند تطبيق جهد أمامي عبر وصلة p-n لرقاقة LED، تتحد الإلكترونات والثقوب، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات. يحدد التركيب المحدد لسبيكة AlInGaP طاقة فجوة النطاق، والتي تتوافق مباشرة مع الطول الموجي (اللون) للضوء المنبعث - في هذه الحالة، الكهرماني الأصفر (~592-595 نانومتر). تساعد الركيزة غير الشفافة في تحسين التباين عن طريق امتصاص الضوء الشارد. يتم ترتيب رقائق LED الفردية في شبكة 5x7 وتوصيلها داخليًا لتشكيل المصفوفة، مع توفير أطراف خارجية للوصول إلى الصفوف (الأنودات) والأعمدة (الكاثودات).

13. اتجاهات التكنولوجيا

بينما تظل AlInGaP تقنية عالية الأداء لمصابيح LED الحمراء والبرتقالية والكهرمانية والصفراء، فإن صناعة LED الأوسع تستمر في التطور. تشمل الاتجاهات السعي لتحقيق كفاءة إضاءة أعلى (لومن لكل واط) عبر جميع الألوان. بالنسبة لتطبيقات العرض، هناك اتجاه نحو مصفوفات ذات درجة دقة أدق وإمكانيات RGB كاملة الألوان. ومع ذلك، بالنسبة للشاشات أحادية اللون القائمة على الأحرف والتي تتطلب موثوقية عالية، ووضوح قراءة ممتاز، وفعالية من حيث التكلفة، تظل الأجهزة مثل LTP-757KY القائمة على تقنيات ناضجة مثل AlInGaP حلاً قويًا ومعتمدًا على نطاق واسع. كما أن دمج دوائر القيادة والتحكم مباشرة مع وحدة العرض هو أيضًا اتجاه شائع لتبسيط تصميم المنتج النهائي.