ورقة بيانات شاشة LED مصفوفة النقاط LTP-747KF - ارتفاع الرقم 0.7 بوصة (17.22 مم) - لون أصفر برتقالي من AlInGaP - جهد أمامي 2.6 فولت - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

LTP-747KF هي وحدة عرض LED مصفوفة النقاط 5 × 7 مدمجة وعالية الأداء. وظيفتها الأساسية هي توفير خرج أحرف وأرقام واضح وقابل للقراءة في مجموعة متنوعة من الأجهزة والمعدات الإلكترونية. يتمحور فلسفة التصميم الأساسية حول تقديم أداء بصري ممتاز مع استهلاك منخفض للطاقة وموثوقية عالية، مما يجعلها مناسبة للتكامل في الإلكترونيات الاستهلاكية، ولوحات التحكم الصناعية، وأجهزة القياس، والتطبيقات الأخرى التي تتطلب عرض حالة أو بيانات.

يتمثل التموضع الرئيسي للجهاز في توازنه بين الحجم والسطوع والكفاءة. يوفر ارتفاع الحرف 0.7 بوصة (17.22 مم) حلًا وسطًا جيدًا بين قابلية القراءة ومتطلبات مساحة اللوحة. باستخدام تقنية أشباه الموصلات المتقدمة AlInGaP (فوسفيد الألومنيوم إنديوم الغاليوم) لرقائق LED الصفراء البرتقالية، يحقق العرض شدة إضاءة عالية ونقاء لوني ممتاز مباشرة من مادة الرقاقة، مما يساهم في أدائه العام وعمره الافتراضي.

2. الغوص العميق في المعلمات التقنية

2.1 الخصائص البصرية

يتم تعريف الأداء البصري من خلال عدة معلمات رئيسية يتم قياسها في ظل ظروف الاختبار القياسية (T_A=25°C). تتراوحشدة الإضاءة المتوسطة (I_V)من حد أدنى 630 ميكروكنديلا إلى قيمة نموذجية 1650 ميكروكنديلا عند تشغيلها بتيار ذروة (I_P) قدره 32 مللي أمبير ودورة عمل 1/16. يضمن هذا السطوع العالي وضوحًا جيدًا حتى في البيئات ذات الإضاءة المعتدلة.

يتم تحديد خصائص اللون بواسطة الطول الموجي. يبلغالطول الموجي لذروة الانبعاث (λ_p)) نموذجيًا 611 نانومتر، بينما يبلغالطول الموجي المسيطر (λ_d)) نموذجيًا 605 نانومتر، مما يحدد اللون الأصفر البرتقالي المدرك. يبلغعرض النصف الطيفي (Δλ)نموذجيًا 17 نانومتر، مما يشير إلى نطاق طيفي ضيق نسبيًا يساهم في تشبع اللون. يتم قياس شدة الإضاءة باستخدام مزيج من المستشعر والمرشح يقارب منحنى استجابة العين الضوئي CIE، مما يضمن ارتباط القيم بالإدراك البصري البشري.

2.2 الخصائص الكهربائية

تحدد المعلمات الكهربائية حدود وظروف تشغيل الجهاز. يتراوحالجهد الأمامي لكل نقطة (V_F)) نموذجيًا من 2.05 فولت إلى 2.6 فولت عند تيار أمامي (I_F) قدره 20 مللي أمبير. هذه المعلمة حاسمة لتصميم دائرة تحديد التيار.

يبلغ الحد الأقصى لقيمةالتيار العكسي لكل نقطة (I_R)) 100 ميكرو أمبير عند تطبيق جهد عكسي (V_R) قدره 5 فولت، مما يشير إلى خاصية التسرب في وصلة LED. يتم تحديدنسبة مطابقة شدة الإضاءةلمصابيح LED داخل منطقة إضاءة مماثلة بحد أقصى 2:1، وهو أمر مهم لضمان مظهر موحد عبر جميع أجزاء الحرف المعروض.

2.3 القيم القصوى المطلقة

تحدد هذه التقييمات حدود الإجهاد التي قد يتسبب تجاوزها في حدوث تلف دائم. وهي ليست للتشغيل المستمر.

• استهلاك الطاقة المتوسط لكل نقطة:70 ملي واط
• التيار الأمامي الذروي لكل نقطة:60 مللي أمبير
• التيار الأمامي المتوسط لكل نقطة:25 مللي أمبير (يتم تخفيضه خطيًا من 25°C بمعدل 0.33 مللي أمبير/°C)
• الجهد العكسي لكل نقطة:5 فولت
• نطاق درجة حرارة التشغيل:-35°C إلى +105°C
• نطاق درجة حرارة التخزين:-35°C إلى +105°C

3. شرح نظام التصنيف (Binning)

تشير ورقة البيانات إلى أن الجهازمصنف حسب شدة الإضاءة. وهذا يعني وجود عملية تصنيف حيث يتم فرز الوحدات المصنعة (وضعها في مجموعات) بناءً على قياسات خرج الضوء. من المرجح أن يمثل نطاق الشدة المحدد (الحد الأدنى: 630 ميكروكنديلا، النموذجي: 1650 ميكروكنديلا) التوزيع عبر المجموعات المختلفة. يمكن للمصممين اختيار مجموعة محددة لضمان اتساق السطوع عبر شاشات متعددة في منتج ما أو لتلبية متطلبات سطوع محددة، على الرغم من أن هيكل رمز المجموعة الدقيق غير مفصل في هذه الوثيقة.

على الرغم من عدم ذكر ذلك صراحةً للطول الموجي أو الجهد الأمامي في ورقة البيانات هذه، إلا أن هذا النوع من التصنيف شائع في تصنيع LED لتجميع الأجزاء ذات الخصائص البصرية والكهربائية المتطابقة بشكل وثيق، وهو أمر بالغ الأهمية للتطبيقات التي تتطلب تجانسًا في اللون أو السطوع.

4. تحليل منحنيات الأداء

تشير ورقة البيانات إلىمنحنيات الخصائص الكهربائية/البصرية النموذجية. بينما لا يتم توفير الرسوم البيانية المحددة في النص، فإن هذه المنحنيات - التي يتم تضمينها عادةً في أوراق البيانات الكاملة - ضرورية للتصميم. وهي توضح عادةً:

• التيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي (منحنى I-V):يُظهر العلاقة غير الخطية، مما يساعد في تحديد نقطة التشغيل وجهد القيادة المطلوب لتيار معين.
• شدة الإضاءة مقابل التيار الأمامي:يُوضح كيف يزداد خرج الضوء مع زيادة التيار، حتى نقطة التشبع أو توليد حرارة مفرطة.
• شدة الإضاءة مقابل درجة الحرارة المحيطة:يُظهر انخفاض خرج الضوء مع ارتفاع درجة حرارة الوصلة، وهو أمر بالغ الأهمية لتصميم إدارة الحرارة.
• التوزيع الطيفي:رسم بياني للشدة النسبية مقابل الطول الموجي، يؤكد بصريًا الطول الموجي القياسي والمسيطر وعرض الطيف.

تسمح هذه المنحنيات للمهندسين بالتنبؤ بالأداء في ظل ظروف غير قياسية وتحسين تصميم دائرة القيادة والتصميم الحراري.

5. المعلومات الميكانيكية والتعبئة والتغليف

يأتي LTP-747KF في عبوة قياسية لشاشات LED. تشير ملاحظات الأبعاد الرئيسية إلى أن جميع الأبعاد بالمليمترات، مع تسامح عام ±0.25 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك. التسامح المحدد لانزياح طرف الطرف هو ±0.4 مم، وهو أمر مهم لتصميم بصمة PCB وعمليات التجميع الآلي.

تتميز العبوة بـوجه رمادي بنقاط بيضاء، مما يعزز التباين ويحسن قابلية قراءة الحرف عن طريق تقليل الضوء المحيط المنعكس من المناطق غير النشطة. سيظهر الرسم الميكانيكي (المشار إليه ولكن غير مفصل في النص) أبعاد المخطط التفصيلي الدقيقة، ومستوى الجلوس، وتباعد الأطراف، والارتفاع الكلي.

6. توصيل الأطراف والدائرة الداخلية

يحتوي الجهاز على تكوين 12 طرفًا. توصيل الأطراف كما يلي: الطرف 1: الأنود العمود 1، الطرف 2: الكاثود الصف 3، الطرف 3: الأنود العمود 2، الطرف 4: الكاثود الصف 5، الطرف 5: الكاثود الصف 6، الطرف 6: الكاثود الصف 7، الطرف 7: الأنود العمود 4، الطرف 8: الأنود العمود 5، الطرف 9: الكاثود الصف 4، الطرف 10: الأنود العمود 3، الطرف 11: الكاثود الصف 2، الطرف 12: الكاثود الصف 1.

هذا الترتيب المتعدد (5 أعمدة أنود، 7 صفوف كاثود) هو قياسي لمصفوفة 5x7. يسمح بالتحكم في 35 مصباح LED فردي (نقطة) باستخدام 12 طرفًا فقط، مما يقلل بشكل كبير من تعقيد الترابط مقارنةً بطريقة القيادة المباشرة. يظهر الرسم التخطيطي للدائرة الداخلية كل نقطة LED متصلة بين عمود أنود محدد وصف كاثود. لإضاءة نقطة معينة، يجب تشغيل خط الأنود المقابل لها (مع تحديد التيار) بينما يتم سحب خط الكاثود الخاص بها إلى مستوى منخفض.

7. إرشادات اللحام والتجميع

توفر ورقة البيانات شروط لحام محددة:1/16 بوصة (حوالي 1.6 مم) أسفل مستوى الجلوس لمدة 3 ثوانٍ عند 260°C. هذه معلمة حرجة لعمليات اللحام الموجي أو اللحام اليدوي لمنع التلف الحراري لرقائق LED أو العبوة البلاستيكية. يمكن أن يؤدي تجاوز درجة الحرارة أو الوقت هذا إلى التقشير، أو تشقق الإيبوكسي، أو تدهور أداء LED.

يتم التأكيد أيضًا على أن درجة الحرارة أثناء التجميع يجب ألا تتجاوز الحد الأقصى لدرجة الحرارة المحدد في قسم القيم القصوى المطلقة. كما أن التعامل السليم لتجنب التفريغ الكهروستاتيكي (ESD) هو احتياط قياسي أيضًا، على الرغم من عدم ذكره صراحةً هنا، نظرًا لأن مصابيح LED هي أجهزة أشباه موصلات.

8. اقتراحات التطبيق

8.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

LTP-747KF مناسب تمامًا للتطبيقات التي تتطلب قراءات رقمية أو أبجدية رقمية محدودة مدمجة ومنخفضة الطاقة. أمثلة على ذلك:

• معدات الاختبار والقياس:أجهزة الملتيميتر الرقمية، عدادات التردد، مصادر الطاقة لعرض القيم.
• الإلكترونيات الاستهلاكية:معدات الصوت (عروض مستوى المضخم)، الأجهزة المنزلية (الموقت، درجة الحرارة).
• التحكم الصناعي:عدادات اللوحة، وحدات تحكم العمليات، عروض المؤقت.
• الأنظمة المدمجة:مؤشرات الحالة للنماذج الأولية أو لوحات التطوير.

8.2 اعتبارات التصميم

• دائرة القيادة:مطلوب متحكم دقيق (مايكروكنترولر) به عدد كافٍ من أطراف الإدخال/الإخراج أو دائرة متكاملة مخصصة لقيادة LED تدعم التعدد. يجب أن يوفر السائق تيار الذروة الصحيح (مثل 20-32 مللي أمبير) عند دورة العمل المحددة (مثل 1/16) لتحقيق السطوع المقنن دون تجاوز حدود التيار المتوسط.
• تحديد التيار:مقاومات متسلسلة أو دوائر قيادة تيار ثابت ضرورية لكل عمود أنود أو لكل LED لضبط التيار الأمامي بدقة وحماية مصابيح LED.
• معدل التحديث:يتطلب نظام التعدد تردد مسح عاليًا بدرجة كافية (عادةً >100 هرتز) لتجنب الوميض المرئي.
• على الرغم من أن استهلاك الطاقة منخفض لكل نقطة، إلا أنه يجب مراعاة الحرارة الجماعية من نقاط متعددة مضاءة في بيئة ذات درجة حرارة محيطة عالية. قد تكون هناك حاجة إلى تهوية كافية أو تبديد حراري للتشغيل المستمر بسطوع عالٍ.9. المقارنة والتمييز التقني

مقارنةً بالتكنولوجيات الأقدم مثل مصابيح LED القياسية GaAsP أو GaP، فإن استخدام

مادة AlInGaPيوفر مزايا كبيرة:كفاءة إضاءة أعلى(مزيد من خرج الضوء لكل مللي أمبير من التيار)،استقرار حراري أفضل(انخفاض أقل في الشدة مع الحرارة)، وموثوقية طويلة الأمد فائقة. يوفر تصميم الوجه الرمادي/النقاط البيضاء نسبة تباين أعلى من العبوات الحمراء بالكامل أو الخضراء بالكامل، مما يحسن قابلية القراءة.ضمن فئة مصفوفة 5x7 بوصة 0.7، ستكون عوامل التمييز الرئيسية لهذا الجزء هي نظام تصنيف شدة الإضاءة المحدد، وانخفاض الجهد الأمامي النموذجي لـ AlInGaP، ونطاق درجة حرارة التشغيل الواسع (-35°C إلى +105°C)، والذي يتجاوز نطاق العديد من الشاشات الشائعة، مما يجعله قويًا للبيئات الصناعية.

10. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعلمات التقنية)

س: ما هو الغرض من مواصفة دورة العمل 1/16 لشدة الإضاءة؟

ج: يستخدم العرض التعدد. يتم تشغيل كل نقطة لجزء فقط من الوقت (1/16 في حالة الاختبار هذه). يتم قياس شدة الإضاءة خلال نبضة "التشغيل" القصيرة (تيار الذروة). يكون متوسط السطوع المدرك أقل. تسمح هذه المواصفة للمصممين بحساب متوسط خرج الضوء الفعال.
س: هل يمكنني تشغيل هذه الشاشة بتيار مستمر ثابت بدلاً من التعدد؟

ج: تقنيًا، نعم، لكنه غير فعال للغاية. سيتطلب ذلك 35 قناة مستقلة محددة التيار بدلاً من 12 خطًا متعددًا، مما يزيد بشكل كبير من تعقيد الدائرة والتكلفة. التعدد هو الطريقة المقصودة والمثلى.
س: الجهد الأمامي هو 2.6 فولت كحد أقصى عند 20 مللي أمبير. هل يمكنني تشغيله مباشرة من طرف متحكم دقيق (مايكروكنترولر) بجهد 3.3 فولت؟

ج: لا. يجب عليك دائمًا استخدام مقاومة محددة للتيار على التوالي (أو دائرة تيار ثابت نشطة). ستحاول توصيله مباشرة سحب تيار مفرط، مما قد يتلف كل من LED وطرف المتحكم الدقيق. يتم حساب قيمة المقاومة كـ R = (V
المصدر_{- V}) / I_Fس: ماذا يعني "عبوة خالية من الرصاص (وفقًا لـ RoHS)"؟_F.

ج: يشير إلى أن الجهاز متوافق مع توجيهية تقييد المواد الخطرة. المواد المستخدمة في تصنيعه، بما في ذلك طلاء اللحام على الأطراف، لا تحتوي على مواد محظورة مثل الرصاص أو الزئبق أو الكادميوم فوق الحدود المسموح بها، مما يجعله مناسبًا للبيع في الأسواق المنظمة.
11. مثال على تصميم وحالة استخدام

الحالة: تصميم عرض مؤقت رقمي بسيط.

يحتاج المصمم إلى عرض الدقائق والثواني (MM:SS) على منتج. يمكن استخدام شاشتين LTP-747KF للدقائق وشاشتين للثواني. سيتم برمجة متحكم دقيق منخفض التكلفة لإدارة وظيفة التوقيت. ستتصل منافذ الإدخال/الإخراج الخاصة به بخطوط الأنود والكاثود لجميع الشاشات الأربع من خلال مقاومات محددة للتيار المناسبة. ستنفذ البرنامج الثابت (الفيرموير) خوارزمية التوقيت وروتين تعدد يقوم بالدوران عبر الشاشات الأربعة والأجزاء ذات الصلة من كل رقم بسرعة عالية (مثل 200 هرتز). سيضمن الوجه الرمادي للشاشة تباينًا جيدًا مقابل غلاف المنتج. سيختار المصمم مجموعة شدة إضاءة مناسبة لظروف الضوء المحيط المتوقعة لاستخدام المؤقت.12. مقدمة عن مبدأ التشغيل

يعمل LTP-747KF على المبدأ الأساسي لـ

الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED)والتعدد بتقسيم الوقت. كل نقطة من النقاط الـ 35 في الشبكة 5x7 هي LED فردي من AlInGaP. عند انحيازها أماميًا (تطبيق جهد موجب على الأنود بالنسبة للكاثود)، تتحد الإلكترونات والثقوب داخل المنطقة النشطة لأشباه الموصلات، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات (ضوء) عند طول موجي تحدده فجوة النطاق لمادة AlInGaP، مما ينتج عنه ضوء أصفر برتقالي.يقلل نظام التعدد من عدد أطراف التحكم المطلوبة. يتم توصيل أنودات جميع مصابيح LED في عمود رأسي معًا، ويتم توصيل كاثودات جميع مصابيح LED في صف أفقي معًا. من خلال تنشيط عمود أنود واحد في كل مرة بشكل تسلسلي مع تمكين صفوف الكاثود بشكل انتقائي للنقاط التي يجب إضاءتها في ذلك العمود، وتكرار هذه الدورة بسرعة، يتم إنشاء وهم حرف مستقر ومكتمل الشكل. يدمج استمرارية الرؤية للعين البشرية النقاط الفردية الوميضة بسرعة في صورة مستمرة.

13. اتجاهات التكنولوجيا

بينما تظل شاشات LED مصفوفة النقاط المنفصلة مثل LTP-747KF ذات صلة بتطبيقات محددة بسبب بساطتها ومتانتها وزاوية الرؤية الواسعة، هناك عدة اتجاهات ملحوظة. هناك تحول عام نحو

وحدات العرض المتكاملةالتي تتضمن دائرة القيادة المتكاملة، والمتحكم، وأحيانًا ذاكرة قراءة فقط (ROM) لمولد الأحرف، مما يبسط الواجهة للنظام المضيف (مثل SPI، I2C).لخرج الأحرف والأرقام، تقدم

شاشات OLED (الصمام الثنائي الباعث للضوء العضوي)وشاشات LCD المتقدمةLCDدقة أعلى، وقدرة رسومية كاملة، واستهلاك طاقة أقل في بعض سيناريوهات العرض الثابت. ومع ذلك، تحتفظ مصفوفات LED التقليدية بمزايا في تحمل درجات الحرارة القصوى، والسطوع العالي جدًا للاستخدام في الهواء الطلق، والموثوقية طويلة الأمد حيث قد يكون احتراق البكسل أو العمر الافتراضي المحدد مصدر قلق للتكنولوجيات الأخرى. تستمر تكنولوجيا رقاقة LED الأساسية AlInGaP في التحسن، مما يوفر كفاءات أعلى دائمًا وإنتاج ألوان أكثر اتساقًا.