ورقة بيانات شاشة LED طراز LTC-2621JD-01 - ارتفاع رقم 0.28 بوصة - لون أحمر مفرط 650 نانومتر - جهد أمامي 2.6 فولت - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

شاشة LTC-2621JD-01 هي وحدة عرض رقمية ثلاثية الأرقام مدمجة وعالية الأداء. تم تصميمها للتطبيقات التي تتطلب عرضًا رقميًا واضحًا وساطعًا في شكل صغير الحجم. تستخدم التقنية الأساسية مادة أشباه الموصلات من نوع AlGaInP (فوسفيد الألومنيوم الغاليوم الإنديوم) لإنتاج إشعاع أحمر مفرط، مما يوفر سطوعًا وكفاءة فائقتين مقارنة بمصابيح LED الحمراء التقليدية. يتميز الجهاز بوجه رمادي ولون قطعة أبيض لتحقيق تباين عالٍ وقراءة ممتازة تحت ظروف إضاءة مختلفة.

1.1 المزايا الأساسية

• وضوح رؤية عالٍ:ارتفاع رقم 0.28 بوصة (7 مم) مع قطع متصلة ومتجانسة يضمن تعريفًا واضحًا للأحرف.
• الأداء البصري:يتم تحقيق سطوع عالٍ ونسبة تباين عالية من خلال رقائق LED الحمراء المفرطة من نوع AlGaInP.
• زاوية مشاهدة واسعة:يوفر إضاءة ولونًا متسقين عبر نطاق مشاهدة واسع.
• استهلاك طاقة منخفض:التصميم الفعال يتطلب الحد الأدنى من تيار القيادة للتشغيل.
• الموثوقية:البناء ذو الحالة الصلبة يضمن عمر تشغيلي طويل ومقاومة للصدمات والاهتزازات.
• التوحيد القياسي:يتم تصنيف الأجهزة (تجميعها في مجموعات) وفقًا للشدة الضوئية، مما يسمح بمطابقة سطوع متسقة في التطبيقات متعددة الوحدات.
• الامتثال البيئي:العبوة خالية من الرصاص ومتوافقة مع توجيهات RoHS.

1.2 التطبيقات المستهدفة

هذه الشاشة مناسبة لمجموعة واسعة من المعدات الإلكترونية التي تتطلب مؤشرًا رقميًا. تشمل التطبيقات النموذجية لوحات الأجهزة، ومعدات الاختبار والقياس، ونقاط البيع، ووحدات التحكم الصناعية، والأجهزة الاستهلاكية. موثوقيتها تجعلها مناسبة للاستخدام العام حيث يكون عرض البيانات الرقمية الواضح أمرًا أساسيًا.

2. المواصفات التقنية والتفسير الموضوعي

2.1 التصنيفات القصوى المطلقة

تحدد هذه التصنيفات حدود الإجهاد التي بعدها قد يحدث تلف دائم للجهاز. لا يتم ضمان التشغيل عند أو تحت هذه الحدود.

• تبديد الطاقة لكل قطعة:70 ميلي واط. هذا يحد من التأثير المشترك للتيار الأمامي وانخفاض الجهد عبر القطعة.
• تيار الذروة الأمامي لكل قطعة:90 مللي أمبير (عند دورة عمل 1/10، وعرض نبضة 0.1 مللي ثانية). للعمل النبضي فقط، وليس للتيار المستمر.
• التيار الأمامي المستمر لكل قطعة:25 مللي أمبير عند 25°مئوية، مع تخفيض خطي بمعدل 0.28 مللي أمبير/°مئوية فوق 25°مئوية. هذه هي المعلمة الأساسية لتصميم التيار المستمر أو المتوسط.
• الجهد العكسي لكل قطعة:5 فولت. تجاوز هذا يمكن أن يسبب فشلاً فوريًا وكارثيًا.
• نطاق درجة حرارة التشغيل والتخزين:من -35°مئوية إلى +105°مئوية. الجهاز مصنف لنطاقات درجات الحرارة الصناعية.

2.2 الخصائص الكهربائية والبصرية

هذه هي معلمات التشغيل النموذجية المقاسة عند درجة حرارة محيطة = 25°مئوية، وتحدد الأداء المتوقع تحت الظروف العادية.

• الشدة الضوئية المتوسطة (I_V):من 320 إلى 850 ميكرو كانديلا عند I_F=1 مللي أمبير. هذا النطاق الواسع يشير إلى أن الجهاز متوفر في مجموعات سطوع مختلفة (انظر القسم 2.3).
• طول موجة الانبعاث الذروة (λ_p):650 نانومتر (أحمر مفرط).
• الطول الموجي السائد (λ_d):636 نانومتر. هذا هو الطول الموجي الذي تدركه العين البشرية.
• الجهد الأمامي لكل قطعة (V_F):من 2.1 إلى 2.6 فولت عند I_F=20 مللي أمبير. يجب أن يستوعب تصميم الدائرة هذا النطاق لضمان تنظيم تيار سليم.
• التيار العكسي لكل قطعة (I_R):100 ميكرو أمبير كحد أقصى عند V_R=5 فولت.

2.3 شرح نظام التجميع في مجموعات

يتم تصنيف الشدة الضوئية إلى مجموعات لضمان الاتساق. يوضح جدول المجموعات المقدم الدرجات من F إلى K، مع نطاقات شدة تتراوح من 321-500 ميكرو كانديلا (F) إلى 2101-3400 ميكرو كانديلا (K) عند القياس بتيار قيادة أعلى قدره 10 مللي أمبير. ينطبق تسامح ±15% داخل كل مجموعة. للتطبيقات التي تستخدم شاشات متعددة جنبًا إلى جنب، يوصى بشدة بتحديد نفس درجة المجموعة لتجنب اختلافات ملحوظة في السطوع (عدم تجانس اللون).

3. المعلومات الميكانيكية والخاصة بالعبوة

3.1 أبعاد العبوة

تتوافق الشاشة مع بصمة عبوة مزدوجة الخط القياسية (DIP). تشمل ملاحظات الأبعاد الرئيسية: جميع الأبعاد الأساسية بالميليمترات بتسامح عام ±0.25 مم، وتسامح انزياح طرف الطرف هو +0.4 مم. يجب على المصممين الرجوع إلى الرسم التفصيلي ذي الأبعاد في الصفحة 3 من ورقة البيانات للقياسات الدقيقة لتخطيط لوحة الدوائر المطبوعة، بما في ذلك مستوى الجلوس، والارتفاع الكلي، والعرض، وتباعد الأطراف.

3.2 تكوين الأطراف والدائرة الداخلية

يحتوي الجهاز على تكوين 16 طرفًا، على الرغم من عدم وجود جميع المواضع (الأطراف 10، 11، 14 هي \"لا يوجد طرف\"). إنها شاشة ذات أنود مشترك متعدد الإرسال. يوضح مخطط الدائرة الداخلية ثلاثة أطراف أنود مشتركة (للرقم 1، الرقم 2، الرقم 3) وأطراف كاثود منفصلة لكل قطعة (من A إلى G، DP) وقطع النقطتين (L1، L2، L3). الطرف 13 يعمل كأنود مشترك لنقطتي النقطتين. يتطلب هذا الهيكل نظام قيادة متعدد الإرسال حيث يتم تنشيط الأنودات بالتتابع بينما يتم سحب الكاثودات المقابلة للقطع إلى مستوى منخفض.

4. إرشادات التطبيق واعتبارات التصميم

4.1 تصميم دائرة القيادة

• قيادة التيار:يوصى بشدة باستخدام القيادة بتيار ثابت بدلاً من الجهد الثابت لضمان شدة ضوئية متسقة وعمر طويل، حيث أن الجهد الأمامي (V_F) له نطاق.
• تحديد التيار:يجب تصميم الدائرة بحيث لا تتجاوز أبدًا الحد الأقصى المطلق للتيار المستمر، مع مراعاة تخفيض درجة الحرارة المحيطة.
• حماية الجهد العكسي:يجب أن تتضمن دائرة القيادة حماية (مثل مقاومات متسلسلة، ثنائيات تثبيت) لمنع تطبيق جهد عكسي أو طفرات جهد على قطع LED أثناء دورات الطاقة.
• التعددية:يجب استخدام تردد تعددية مناسب (عادة >100 هرتز) لتجنب الوميض المرئي. يمكن أن يكون تيار الذروة في نظام متعدد أعلى من متوسط تيار التيار المستمر ولكن يجب أن يبقى ضمن تصنيف تيار الذروة.

4.2 الإدارة الحرارية والبيئية

• تبديد الحرارة:تجاوز تيار التشغيل الموصى به أو درجة الحرارة المحيطة سيسرع من تدهور خرج الضوء ويمكن أن يؤدي إلى فشل مبكر. قد تكون مساحة النحاس الكافية في لوحة الدوائر المطبوعة أو وسائل تبريد أخرى ضرورية في بيئات درجة الحرارة العالية.
• التكثيف:يجب تجنب التغيرات السريعة في درجة الحرارة في البيئات الرطبة، حيث أن التكثيف على سطح الشاشة يمكن أن يسبب مشاكل بصرية أو تسربًا كهربائيًا.
• الإجهاد الميكانيكي:يجب عدم تطبيق قوة غير طبيعية على جسم الشاشة أثناء التجميع. يجب استخدام الأدوات المناسبة.

4.3 التخزين والتعامل

للتخزين طويل الأمد لشاشة LED في عبوتها الأصلية، يوصى بظروف تتراوح من 5°مئوية إلى 30°مئوية وأقل من 60% رطوبة نسبية. إذا تم التخزين خارج كيس حاجز للرطوبة أو إذا كان الكيس مفتوحًا لأكثر من ستة أشهر، فمن المستحسن تجفيف المكونات عند 60°مئوية لمدة 48 ساعة قبل الاستخدام وإكمال التجميع في غضون أسبوع واحد لمنع أكسدة الأطراف وضمان قابلية اللحام.

5. دليل اللحام والتجميع

تحدد ورقة البيانات ظروف اللحام: يجب تعريض المكون لدرجة حرارة 260°مئوية لمدة 3 ثوانٍ، مقاسة على بعد 1/16 بوصة (حوالي 1.6 مم) أسفل مستوى الجلوس. هذا هو مرجع ملف تعريف إعادة التدفق النموذجي. يجب ألا تتجاوز درجة حرارة جسم المكون نفسه الحد الأقصى لدرجة حرارة التخزين البالغة 105°مئوية أثناء عملية التجميع. يمكن استخدام ملفات تعريف إعادة التدفق القياسية للحام الخالي من الرصاص مع وضع ملف حراري دقيق لتلبية هذه المعايير.

6. منحنيات الأداء والتحليل

تشير ورقة البيانات إلى منحنيات الأداء النموذجية التي تشمل عادةً:

• الشدة الضوئية النسبية مقابل التيار الأمامي:يوضح العلاقة غير الخطية بين تيار القيادة وخرج الضوء.
• الجهد الأمامي مقابل التيار الأمامي:يوضح منحنى خاصية الثنائي.
• الشدة الضوئية النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطة:يوضح انخفاض خرج الضوء مع ارتفاع درجة حرارة الوصلة.
• التوزيع الطيفي:رسم بياني يوضح شدة الضوء المنبعث عبر الأطوال الموجية، ومركزه حول 650 نانومتر.

هذه المنحنيات حاسمة للمصممين لتحسين ظروف القيادة لمتطلب سطوع محدد مع الحفاظ على الكفاءة والموثوقية عبر نطاق درجة حرارة التشغيل المقصود.

7. المقارنة التقنية والتمييز

المميز الأساسي لشاشة LTC-2621JD-01 هو استخدامها لتقنية الأحمر المفرط من نوع AlGaInP. مقارنة بمصابيح LED القديمة من نوع GaAsP أو الأحمر القياسي من نوع GaP، يوفر AlGaInP كفاءة ضوئية أعلى بكثير، مما يؤدي إلى سطوع أكبر لنفس تيار القيادة، أو سطوع مكافئ بطاقة أقل. يشير تعيين \"أحمر مفرط\" إلى لون أحمر أعمق وأكثر تشبعًا (ذروة 650 نانومتر) مقارنة بمصابيح LED الحمراء القياسية، والتي غالبًا ما يكون لها طول موجي سائد حول 630-635 نانومتر. يوفر ارتفاع الرقم 0.28 بوصة توازنًا بين قابلية القراءة واقتصاد مساحة اللوحة.

8. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعلمات التقنية)

س: هل يمكنني قيادة هذه الشاشة مباشرة باستخدام طرف متحكم دقيق بجهد 5 فولت؟

ج: لا. الجهد الأمامي هو فقط 2.1-2.6 فولت. قيادتها مباشرة بجهد 5 فولت سيسبب تيارًا مفرطًا ويدمر القطعة. مطلوب مقاومة تحديد تيار أو، preferably، دائرة قيادة تيار ثابت.

س: ما الفرق بين الطول الموجي الذروة (650 نانومتر) والطول الموجي السائد (636 نانومتر)؟

ج: الطول الموجي الذروة هو حيث يكون الناتج الطيفي أقوى فعليًا. الطول الموجي السائد هو اللون ذو الطول الموجي الواحد الذي سوف يُدرك على أنه يطابق لون LED بواسطة العين البشرية، والذي يتأثر بمنحنى الطيف الكامل. كلاهما مواصفات قياسية.

س: لماذا التجميع في مجموعات مهم؟

ج: عملية التصنيع تخلق تباينات طبيعية في السطوع. يقوم التجميع بفرز مصابيح LED إلى مجموعات ذات أداء متشابه. استخدام شاشات من نفس المجموعة في تطبيق متعدد الوحدات يضمن مظهرًا موحدًا.

س: كيف أحسب مقاومة تحديد التيار المطلوبة؟

ج: استخدم قانون أوم: R = (V_المصدر- V_F) / I_F. استخدم أقصى V_F(2.6 فولت) من ورقة البيانات لضمان توفر جهد كافٍ لتحقيق I_Fالمطلوب تحت جميع الظروف. على سبيل المثال، مع مصدر جهد 5 فولت وهدف I_Fبقيمة 20 مللي أمبير: R = (5V - 2.6V) / 0.020A = 120 أوم. تحقق دائمًا من تبديد الطاقة في المقاومة أيضًا.

9. مثال على تصميم وحالة استخدام

السيناريو:تصميم عرض فولتميتر رقمي بسيط مكون من 3 أرقام لمصدر طاقة مكتبي.

التنفيذ:سيتم استخدام متحكم دقيق بأطراف إدخال/إخراج كافية. سيتم تكوين ثلاثة أطراف كمخرجات رقمية لقيادة أنودات الأرقام (الأطراف 2، 5، 8) عبر ترانزستورات NPN صغيرة أو MOSFETs. سبعة أو ثمانية أطراف أخرى ستقود كاثودات القطع (الأطراف 1، 3، 4، 6، 7، 12، 15، 16) من خلال مقاومات تحديد تيار أو دائرة متكاملة مخصصة لقيادة LED قادرة على تيار غرق ثابت. ستنفذ برامج المتحكم الدقيق التعددية: تشغيل الترانزستور للرقم 1، ضبط نمط الكاثود للرقم المطلوب على الرقم 1، الانتظار لفترة قصيرة (مثل 2 مللي ثانية)، إيقاف الرقم 1، وتكرار ذلك للأرقام 2 و 3. ستستمر هذه الدورة في التشغيل باستمرار. يمكن ضبط السطوع عن طريق تغيير قيمة مقاومات تحديد التيار أو دورة عمل التعددية.

10. مقدمة عن مبدأ التشغيل

مصباح LED (الصمام الثنائي الباعث للضوء) هو صمام ثنائي تقاطع p-n شبه موصل. عند تطبيق جهد أمامي يتجاوز عتبة الصمام الثنائي، تندمج الإلكترونات من المادة من النوع n مع الفجوات من المادة من النوع p في منطقة الاستنزاف. يطلق هذا الاندماج الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). يتم تحديد الطول الموجي المحدد (اللون) للضوء بواسطة فجوة النطاق الطاقي لمادة أشباه الموصلات المستخدمة. AlGaInP لديه فجوة نطاق تتوافق مع الضوء الأحمر/البرتقالي/الكهرماني. في شاشة التعددية هذه، القطع الفردية هي مصابيح LED. من خلال تشغيل الأنود المشترك لرقم معين وتأريض كاثودات قطع محددة، تضيء تلك القطع لتشكل رقماً.

11. اتجاهات التكنولوجيا

الاتجاه في تقنيات العرض مثل هذه هو نحو كفاءة أعلى، واستهلاك طاقة أقل، وزيادة التكامل. بينما تظل شاشات الأرقام LED المنفصلة شائعة لبساطتها، وضوحها، وزاوية مشاهدة واسعة، إلا أنها تكمل أو تحل محلها في بعض التطبيقات بشكل متزايد بواسطة حلول أكثر تكاملاً مثل شاشات OLED (الصمام الثنائي الباعث للضوء العضوي) أو TFT-LCDs، والتي تقدم إمكانيات رسومية. ومع ذلك، للتطبيقات التي تتطلب قراءات رقمية ساطعة للغاية، وقوية، وبسيطة، خاصة في البيئات الصناعية أو الخارجية، تظل شاشات الأرقام LED مثل LTC-2621JD-01 خيارًا موثوقًا وفعالاً من حيث التكلفة. قد تشهد التطورات المستقبلية مواد ذات كفاءة أعلى وربما دوائر قيادة متكاملة داخل عبوة الشاشة نفسها.