ورقة بيانات شاشة العرض LED طراز LTD-323JD - ارتفاع الرقم 0.3 بوصة - اللون الأحمر الفائق 650 نانومتر - جهد التشغيل 2.6 فولت - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

شاشة LTD-323JD هي وحدة عرض رقمية عالية الأداء بارتفاع رقم 0.3 بوصة (7.62 ملم). تم تصميمها للتطبيقات التي تتطلب قراءات رقمية واضحة وساطعة وموثوقة. تتميز الوحدة بوجه أسود مع شرائط بيضاء، مما يوفر تباينًا ممتازًا لمظهر الأحرف الأمثل وزوايا مشاهدة واسعة. يضمن بناؤها ذو الحالة الصلبة موثوقية طويلة الأمد في بيئات التشغيل المختلفة.

1.1 المزايا الأساسية والسوق المستهدف

تشمل المزايا الأساسية لهذه الشاشة سطوعها العالي، ونسبة التباين العالية، ومتطلبات الطاقة المنخفضة. يعد استخدام رقائق LED الحمراء الفائقة من نوع AlInGaP (فوسفيد الألومنيوم إنديوم الغاليوم) على ركيزة GaAs غير الشفافة أمرًا أساسيًا لأدائها، حيث تقدم كفاءة إضاءة ونقاء لون متفوقين مقارنة بالتكنولوجيات الأقدم. هذا يجعلها مناسبة لمجموعة واسعة من التطبيقات بما في ذلك أدوات القياس الصناعية، ومعدات الاختبار والقياس، والأجهزة المنزلية الاستهلاكية، ولوحات عدادات السيارات (العروض الثانوية)، وأطراف نقاط البيع حيث تكون هناك حاجة إلى مؤشر رقمي واضح وفعال في استهلاك الطاقة.

2. الغوص العميق في المعلمات التقنية

يقدم هذا القسم تفسيرًا تفصيليًا وموضوعيًا للمعلمات التقنية الرئيسية المحددة في ورقة البيانات.

2.1 الخصائص الضوئية والبصرية

يعد الأداء البصري محوريًا لوظيفة الشاشة. يبلغ الطول الموجي النموذجي لذروة الانبعاث (λp) 650 نانومتر، والذي يقع ضمن طيف الأحمر الفائق. يتم تحديد الطول الموجي السائد (λd) عند 639 نانومتر. يبلغ عرض النصف الطيفي (Δλ) 20 نانومتر، مما يشير إلى نطاق طيفي ضيق نسبيًا يساهم في نقاء اللون. يتراوح متوسط شدة الإضاءة (Iv) من حد أدنى 200 μcd إلى حد أقصى 600 μcd تحت حالة اختبار تيار أمامي 1 مللي أمبير. تضمن نسبة مطابقة شدة الإضاءة 2:1 (الحد الأقصى) تجانسًا معقولًا بين الشرائط. من المهم ملاحظة أن شدة الإضاءة تُقاس باستخدام مجموعة من المستشعر والمرشح تقارب منحنى استجابة العين الضوئي CIE، مما يضمن أن القيم ذات صلة بالإدراك البشري.

2.2 المعلمات الكهربائية

المعلمة الكهربائية الرئيسية هي جهد التشغيل الأمامي (Vf) لكل شريط، والذي تبلغ قيمته النموذجية 2.6 فولت عند تيار أمامي (If) قدره 20 مللي أمبير. القيمة الدنيا هي 2.1 فولت. الحد الأقصى للتيار العكسي (Ir) لكل شريط هو 100 ميكرو أمبير عند تطبيق جهد عكسي (Vr) قدره 5 فولت. هذه المعلمات حاسمة لتصميم دائرة تحديد التيار المناسبة وضمان انحياز صحيح لمصابيح LED.

3. الحدود القصوى المطلقة والاعتبارات الحرارية

تحدد الحدود القصوى المطلقة الحدود التشغيلية التي بعدها قد يحدث تلف دائم. التيار الأمامي المستمر لكل شريط هو 25 مللي أمبير عند 25 درجة مئوية، مع عامل تخفيض قدره 0.33 مللي أمبير/درجة مئوية. هذا يعني أن التيار المستمر المسموح به ينخفض مع زيادة درجة الحرارة المحيطة. الحد الأقصى للتيار الأمامي لكل شريط هو 90 مللي أمبير، ولكن فقط تحت ظروف النبض (دورة عمل 1/10، عرض النبضة 0.1 مللي ثانية). الحد الأقصى لتبديد الطاقة لكل شريط هو 70 ملي واط. يمكن للجهاز العمل والتخزين ضمن نطاق درجة حرارة من -35 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية. بالنسبة للتجميع، الحد الأقصى لدرجة حرارة اللحام هو 260 درجة مئوية لمدة أقصاها 3 ثوانٍ على بعد 1.6 ملم تحت مستوى الجلوس، وهو اعتبار قياسي لملف إعادة التدفق.

4. شرح نظام التصنيف (Binning)

تشير ورقة البيانات إلى أن الجهاز مصنف حسب شدة الإضاءة. وهذا يعني نظام تصنيف حيث يتم فرز الوحدات وبيعها بناءً على قياس إخراج الضوء عند تيار اختبار قياسي (على الأرجح 1 مللي أمبير). يتم تعريف التصنيفات بقيم دنيا و قصوى للشدة (مثل 200-300 μcd، 300-400 μcd، إلخ). يجب على المصممين تحديد التصنيف المطلوب أو أن يكونوا على علم بالتباينات المحتملة في الشدة عند توريد المكونات للتطبيقات التي تتطلب سطوعًا موحدًا عبر شاشات عرض متعددة. لا تحدد ورقة البيانات تصنيف الجهد أو الطول الموجي لرقم هذا الجزء.

5. تحليل منحنيات الأداء

بينما لا يتم تفصيل الرسوم البيانية المحددة في النص المقدم، فإن المنحنيات النموذجية لمثل هذا الجهاز ستشمل:

• منحنى IV (التيار مقابل الجهد):يوضح العلاقة الأسية بين الجهد الأمامي والتيار. عادة ما يكون جهد الركبة (حيث يبدأ التيار في الارتفاع بشكل ملحوظ) حوالي 1.8-2.0 فولت لمصابيح LED الحمراء من نوع AlInGaP.
• شدة الإضاءة مقابل التيار الأمامي:علاقة خطية بشكل عام عند التيارات المنخفضة، مع احتمالية التشبع عند التيارات الأعلى بسبب التأثيرات الحرارية.
• شدة الإضاءة مقابل درجة الحرارة المحيطة:يوضح انخفاض إخراج الضوء مع زيادة درجة حرارة التقاطع. عادةً ما يكون لمصابيح LED من نوع AlInGaP معامل درجة حرارة سالب لشدة الإضاءة.
• التوزيع الطيفي:رسم بياني للشدة النسبية مقابل الطول الموجي، يظهر الذروة عند ~650 نانومتر وعرض النصف الطيفي.

هذه المنحنيات ضرورية لفهم سلوك الجهاز تحت ظروف التشغيل غير القياسية ولتحسين دائرة القيادة للكفاءة وطول العمر.

6. المعلومات الميكانيكية ومواصفات العبوة

يأتي الجهاز في عبوة قياسية لشاشات العرض LED. يتم توفير جميع الأبعاد بالمليمترات مع تسامح عام ±0.25 ملم ما لم يُذكر خلاف ذلك. يتم تحديد البصمة الدقيقة وتباعد الأطراف في رسم العبوة، وهو أمر بالغ الأهمية لتخطيط لوحة الدوائر المطبوعة (PCB). ترتيب الشرائط مستمر وموحد.

6.1 تكوين الأطراف وتحديد القطبية

يحتوي طراز LTD-323JD على تكوين أنود مشترك مزدوج. هذا يعني أن هناك طرفي أنود مشتركين (واحد لكل رقم في عبوة متعددة الأرقام؛ للرقم الواحد، قد يُستخدم واحد). توصيل الأطراف كما يلي: الطرف 5 هو الأنود المشترك للرقم 2، والطرف 10 هو الأنود المشترك للرقم 1. توصيل كاثودات الشرائط بالأطراف: A (الطرف 3)، B (الطرف 9)، C (الطرف 8)، D (الطرف 6)، E (الطرف 7)، F (الطرف 4)، و G (الطرف 1). الطرف 2 مذكور على أنه \"لا يوجد طرف\". تحديد صحيح لأطراف الأنود والكاثود أمر حيوي لمنع الانحياز العكسي لمصابيح LED.

7. إرشادات اللحام والتجميع

المعلمة الرئيسية لللحام المقدمة هي الحد الأقصى المسموح به لدرجة الحرارة وهو 260 درجة مئوية لمدة 3 ثوانٍ، مقاسة على بعد 1.6 ملم تحت مستوى الجلوس. هذا متوافق مع ملفات إعادة التدفق القياسية الخالية من الرصاص. يجب على المصممين التأكد من أن الملف الحراري أثناء التجميع لا يتجاوز هذا الحد لتجنب إتلاف عبوة الإيبوكسي أو وصلات الأسلاك الداخلية. يجب مراعاة احتياطات التعامل القياسية للأجهزة الحساسة للتفريغ الكهروستاتيكي (ESD). يجب أن يكون التخزين ضمن النطاق المحدد -35 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية في بيئة جافة.

8. اقتراحات التطبيق

8.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

مثالية لأي جهاز يتطلب شاشة عرض رقمية ساطعة وواضحة. تشمل الأمثلة: الملتميترات الرقمية، عدادات التردد، ساعات الراديو، مؤقتات الأجهزة المنزلية، وحدات تحكم التدفئة والتهوية وتكييف الهواء، قراءات الأجهزة الطبية، ومراقبات العمليات الصناعية.

8.2 اعتبارات التصميم

• تحديد التيار:استخدم دائمًا مقاومًا متسلسلًا (أو محرك تيار ثابت) لكل شريط أو أنود مشترك لضبط التيار الأمامي. احسب قيمة المقاوم بناءً على جهد الإمداد (Vcc)، وجهد التشغيل الأمامي النموذجي (Vf ~2.6 فولت)، والتيار المطلوب (مثل 10-20 مللي أمبير). R = (Vcc - Vf) / If.
• التعددية (Multiplexing):لشاشات العرض متعددة الأرقام، يكون مخطط القيادة المتعدد شائعًا لتقليل عدد الأطراف. يتم تبديل الأنودات المشتركة بالتتابع بينما يتم تطبيق بيانات الشرائط المقابلة. تأكد من أن التيار الذروة في هذا المخطط لا يتجاوز الحد الأقصى المطلق.
• زاوية المشاهدة:زاوية المشاهدة الواسعة مفيدة ولكن ضع في الاعتبار خط رؤية المستخدم المقصود أثناء التصميم الميكانيكي.
• إدارة الحرارة:بينما تبديد الطاقة منخفض، تأكد من التهوية الكافية في المساحات المغلقة، خاصة عند التشغيل بالقرب من الحدود القصوى أو في درجات حرارة محيطة عالية.

9. المقارنة التقنية

مقارنة بالتكنولوجيات الأقدم مثل مصابيح LED الحمراء القياسية من نوع GaAsP (فوسفيد زرنيخيد الغاليوم)، تقدم مصابيح LED الحمراء الفائقة من نوع AlInGaP كفاءة إضاءة أعلى بكثير، مما يؤدي إلى سطوع أكبر لنفس تيار القيادة. كما توفر تشبع لوني أفضل (أحمر أنقى) وعادة ما يكون لها عمر تشغيلي أطول. مقارنة بمصابيح LED البيضاء المستخدمة مع مرشحات للعروض الحمراء، فإن مصباح LED الأحمر الفائق أكثر كفاءة لأنه يشع اللون المطلوب مباشرة، مما يلغي خسائر المرشح.

10. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعلمات التقنية)

س: ما هو الغرض من اتصال \"لا يوجد طرف\"؟

ج: هذا عادةً موضع طرف غير مستخدم في العبوة، غالبًا ما يتم تضمينه للتماثل الميكانيكي أو لأن قالب العبوة يُستخدم لأجهزة متعددة متغيرة بتوصيلات أطراف مختلفة. يجب عدم توصيله في الدائرة.

س: هل يمكنني تشغيل هذه الشاشة مباشرة من طرف متحكم دقيق بجهد 5 فولت؟

ج: لا. جهد التشغيل الأمامي هو فقط ~2.6 فولت. توصيل 5 فولت مباشرة سيسبب تيارًا مفرطًا، مما يدمر مصباح LED. مقاوم تحديد التيار إلزامي.

س: ماذا يعني \"مصنف حسب شدة الإضاءة\" لتصميمي؟

ج: يعني أن الشاشات من دفعات إنتاج مختلفة قد يكون لها مستويات سطوع مختلفة قليلاً. إذا كان التجانس البصري عبر وحدات متعددة أمرًا بالغ الأهمية (مثلًا في لوحة متعددة الأرقام)، يجب عليك تحديد رمز تصنيف ضيق أو تنفيذ معايرة سطوع برمجية.

س: هل هذه الشاشة مناسبة للاستخدام في الهواء الطلق؟

ج: نطاق درجة حرارة التشغيل يمتد من -35 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية، مما يغطي العديد من البيئات. ومع ذلك، بالنسبة للتعرض المباشر لأشعة الشمس، ضع في الاعتبار احتمالية تدهور الإيبوكسي بسبب الأشعة فوق البنفسجية وتأكد من أن السطوع كافٍ للقراءة في ضوء النهار. قد يكون طلاء واقي ضروريًا للحماية من الرطوبة.

11. حالة تصميم عملية

السيناريو:تصميم عداد بسيط مكون من رقمين باستخدام شاشة LTD-323JD، يتم تشغيله بواسطة متحكم دقيق بجهد 3.3 فولت.

التنفيذ:استخدم تقنية التعددية. قم بتوصيل طرفي الأنود المشتركين (الرقم 1 والرقم 2) بطرفي GPIO للمتحكم الدقيق تم تكوينهما كمخرجات مفتوحة المصب/المصدر. قم بتوصيل كاثودات الشرائط السبعة (A-G) بسبعة أطراف GPIO أخرى من خلال مقاومات تحديد تيار فردية بقيمة 33 أوم (محسوبة لـ ~20 مللي أمبير: R = (3.3V - 2.6V) / 0.02A = 35Ω؛ 33Ω هي قيمة قياسية). سيقوم البرنامج بتشغيل أنود مشترك واحد في كل مرة بالتناوب، مع ضبط أطراف الشرائط للرقم المراد عرضه. يجب أن يكون معدل التحديث أعلى من 60 هرتز لتجنب الوميض المرئي.

12. مقدمة عن المبدأ

يعمل الجهاز على مبدأ الإضاءة الكهربائية في تقاطع أشباه الموصلات من النوع p-n. عند تطبيق جهد أمامي يتجاوز طاقة فجوة النطاق، تتحد الإلكترونات والثقوب في المنطقة النشطة (هيكل AlInGaP متعدد الآبار الكمومية)، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات. التركيب المحدد للألومنيوم، والإنديوم، والغاليوم، والفوسفيد يحدد طاقة فجوة النطاق، وبالتالي الطول الموجي (اللون) للضوء المنبعث - في هذه الحالة، الأحمر الفائق عند 650 نانومتر. تمتص ركيزة GaAs غير الشفافة الضوء الشارد، مما يحسن التباين.

13. اتجاهات التطور

يستمر اتجاه تكنولوجيا شاشات العرض LED نحو كفاءة أعلى، واستهلاك طاقة أقل، وزيادة التكامل. بينما تظل شاشات العرض السباعية المنفصلة مثل LTD-323JD ذات صلة لتطبيقات محددة، هناك تحول نحو شاشات OLED ذات المصفوفة النقطية وشاشات micro-LED للرسومات الأكثر تعقيدًا والمرونة. ومع ذلك، للقراءات الرقمية البسيطة عالية الموثوقية والسطوع، ستستمر شاشات العرض LED القائمة على AlInGaP و InGaN الأحدث في الاستخدام على نطاق واسع بسبب متانتها، وعمرها الطويل، وفعاليتها من حيث التكلفة في الإنتاج الضخم. قد تؤدي التطورات في التغليف إلى ملامح أرق وزوايا مشاهدة أوسع.