ورقة بيانات شاشة LED أبجدية رقمية 17 قطعة LTP-3862JS مقاس 0.3 بوصة - ارتفاع الرقم 7.62 مم - أصفر (587 نانومتر) - جهد أمامي 2.6 فولت - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

LTP-3862JS هي وحدة عرض أبجدية رقمية مزدوجة الأرقام عالية الأداء مصممة للتطبيقات التي تتطلب قراءات أحرف واضحة وساطعة. وظيفتها الأساسية هي عرض الأحرف الأبجدية الرقمية (الحروف والأرقام) باستخدام تكوين 17 قطعة لكل رقم، مما يوفر مرونة أكبر من شاشات العرض ذات السبعة أجزاء القياسية. تكمن الميزة الأساسية لهذا الجهاز في استخدامه لشرائح LED المتقدمة من نوع AS-AlInGaP (فوسفيد الألومنيوم الإنديوم الغاليوم) المزروعة على ركيزة GaAs، والمعروفة بكفاءتها العالية ونقاء لونها الممتاز في الطيف الأصفر. تتميز الشاشة بوجه أسود مع قطع بيضاء، مما يوفر تباينًا عاليًا للحصول على أفضل قابلية للقراءة. يشمل سوقها المستهدف لوحات التحكم الصناعية، ومعدات الاختبار والقياس، والأجهزة الطبية، وأجهزة القياس، وأي نظام مضمن يتطلب مؤشرًا أبجديًا رقميًا مضغوطًا وموثوقًا وساطعًا.

2. تحليل متعمق للمعايير التقنية

2.1 الخصائص الضوئية والبصرية

يعد الأداء البصري محوريًا لوظيفة الشاشة. عند تيار اختبار قياسي قدره 1 مللي أمبير لكل قطعة، تتراوح شدة الإضاءة المتوسطة (Iv) من حد أدنى 320 ميكرو كانديلا إلى قيمة نموذجية 800 ميكرو كانديلا. يضمن هذا السطوع العالي الرؤية في ظروف الإضاءة المحيطة المختلفة. ينبعث الجهاز ضوءًا أصفر بطول موجي سائد (λd) يبلغ 587 نانومتر (نانومتر) وطول موجي ذروة انبعاث (λp) يبلغ 588 نانومتر، مقاسًا عند تيار قيادة 20 مللي أمبير. نصف عرض الخط الطيفي (Δλ) هو 15 نانومتر، مما يشير إلى لون أصفر نقي ومشبع نسبيًا. المعيار الرئيسي لتوحيد العرض هو نسبة مطابقة شدة الإضاءة، المحددة بحد أقصى 2:1. وهذا يعني أن فرق السطوع بين ألمع وأخفت قطعة في ظل ظروف متطابقة لن يتجاوز عامل اثنين، مما يساهم في مظهر بصري متناسق عبر جميع الأحرف.

2.2 المعايير الكهربائية والحرارية

تحدد الخصائص الكهربائية حدود التشغيل ومتطلبات الطاقة. تحدد التصنيفات القصوى المطلقة حدود التشغيل الآمن: تبديد الطاقة لكل قطعة هو 70 ميلي واط، تيار الذروة الأمامي لكل قطعة (عند 1 كيلو هرتز، دورة عمل 10%) هو 60 مللي أمبير، والتيار الأمامي المستمر لكل قطعة هو 25 مللي أمبير عند 25 درجة مئوية. يتناقص هذا التيار خطيًا بمقدار 0.33 مللي أمبير لكل درجة مئوية فوق 25 درجة مئوية، وهو اعتبار بالغ الأهمية لإدارة الحرارة في تصميم التطبيق. أقصى جهد عكسي لكل قطعة هو 5 فولت. في ظل ظروف التشغيل النموذجية (I_F=20 مللي أمبير)، يتراوح الجهد الأمامي (V_F) لكل قطعة من 2.0 فولت إلى 2.6 فولت. التيار العكسي (I_R) هو بحد أقصى 100 ميكرو أمبير عند الجهد العكسي الكامل 5 فولت. تم تصنيف الجهاز لنطاق درجة حرارة تشغيل وتخزين يتراوح من -35 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية، مما يجعله مناسبًا لمجموعة واسعة من الظروف البيئية.

3. نظام التصنيف والتجميع

تشير ورقة البيانات بوضوح إلى أن الأجهزة "مصنفة حسب شدة الإضاءة". وهذا يعني أن وحدات LTP-3862JS يتم فرزها (وضعها في صناديق) بناءً على قياس ناتجها الضوئي في ظروف الاختبار القياسية. تضمن عملية التصنيف هذه حصول العملاء على شاشات ذات مستويات سطوع متسقة. على الرغم من عدم تفصيل رموز الصناديق المحددة أو نطاقات الشدة في هذا المقتطف، فإن التصنيف النموذجي لمثل هذه الشاشات يتضمن تجميعها في درجات شدة مختلفة (مثل السطوع القياسي، السطوع العالي). يجب على المصممين الرجوع إلى وثائق التصنيف الكاملة من الشركة المصنعة لاختيار الدرجة المناسبة لمتطلبات التباين والرؤية المحددة لديهم، خاصة عند استخدام شاشات متعددة في منتج واحد.

4. تحليل منحنيات الأداء

تشير ورقة البيانات إلى "منحنيات الخصائص الكهربائية/البصرية النموذجية"، وهي ضرورية لأعمال التصميم التفصيلية. على الرغم من عدم توفير الرسوم البيانية المحددة في النص، فإن هذه المنحنيات تشمل عادةً:
التيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي (منحنى I-V):يوضح هذا الرسم البياني العلاقة بين التيار المتدفق عبر قطعة LED والجهد عبره. إنها علاقة غير خطية، ويساعد المنحنى المصممين في اختيار قيمة المقاوم المحدد للتيار المناسبة لتحقيق السطوع المطلوب مع الالتزام بالتصنيفات الكهربائية.
شدة الإضاءة مقابل التيار الأمامي:يوضح هذا المنحنى كيف يزداد الناتج الضوئي مع تيار القيادة. يكون خطيًا بشكل عام على مدى معين ولكنه سيشبع عند التيارات الأعلى. هذه المعلومات حاسمة لتصميمات التعتيم بتعديل عرض النبض (PWM).
شدة الإضاءة مقابل درجة الحرارة المحيطة:يوضح هذا الرسم البياني كيف ينخفض الناتج الضوئي مع زيادة درجة حرارة التقاطع في LED. فهم هذا التخفيض في التصنيف أمر حيوي للتطبيقات التي تعمل في درجات حرارة محيطة عالية لضمان بقاء الشاشة ساطعة بدرجة كافية.

5. المعلومات الميكانيكية والتغليف

LTP-3862JS هي حزمة عرض مثقوبة. يعد مخطط "أبعاد الحزمة" المقدم (التفاصيل بالمليمترات) أمرًا بالغ الأهمية لتخطيط لوحة الدوائر المطبوعة (PCB). تحتوي الشاشة على 20 طرفًا مرتبة في صفين. يتضمن الرسم الأبعاد الطول الإجمالي والعرض والارتفاع للحزمة، والمسافة بين الأطراف (الملعب)، والمسافة بين صفوف الأطراف، ومستوى الجلوس. التسامح لجميع الأبعاد هو ±0.25 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك. يتم تعريف توزيع الأطراف بوضوح، حيث يعمل الطرفان 4 و10 كمصاعد مشتركة للرقم 1 والرقم 2 على التوالي. جميع الأطراف الأخرى (باستثناء الطرف 14، وهو غير متصل) هي كاثودات لقطع محددة (من A إلى U، DP). تشير ملاحظة "Rt. Hand Decimal" في وصف الجزء إلى تضمين نقطة عشرية على اليمين، والتي يتم التحكم فيها عبر طرف الكاثود DP.

6. إرشادات اللحام والتجميع

توفر ورقة البيانات شروط لحام محددة لمنع تلف مكونات LED أثناء التجميع. الشرط الموصى به هو اللحام عند 260 درجة مئوية لمدة أقصاها 3 ثوانٍ، مع اشتراط أن ينطبق هذا على نقطة 1/16 بوصة (حوالي 1.59 مم) أسفل مستوى جلوس الشاشة. هذا إرشاد قياسي للحام الموجة أو اللحام اليدوي يهدف إلى الحد من الحرارة المنقولة إلى شرائح LED الحساسة والغلاف البلاستيكي. بالنسبة لعمليات لحام إعادة التدفق، يجب استخدام معجنة لحام متوافقة وملف تعريف لا يتجاوز أقصى درجة حرارة تخزين 85 درجة مئوية لجسم الجهاز. كما يُفترض التعامل السليم لتجنب التفريغ الكهروستاتيكي (ESD)، كما هو الحال مع جميع الأجهزة شبه الموصلة.

7. الدائرة الداخلية واتصال الأطراف

يعد "مخطط الدائرة الداخلية" و"جدول اتصال الأطراف" أساسيين لفهم كيفية تشغيل الشاشة. يستخدم LTP-3862JSتكوين مصعد مشترك متعدد الإرسال. وهذا يعني أن جميع مصاعد القطع الخاصة بالرقم 1 متصلة معًا بالطرف 4، وجميع مصاعد الرقم 2 متصلة بالطرف 10. يتم إخراج الكاثود لكل قطعة فردية (مثل القطعة A، B، C) إلى طرف منفصل ويتم مشاركته بين الرقمين. لإضاءة قطعة محددة على رقم محدد، يجب على المصمم:
1. تطبيق جهد موجب (عبر مقاوم محدد للتيار) على طرف المصعد المشترك للرقم المطلوب (4 أو 10).
2. سحب التيار إلى الأرض عبر طرف الكاثود المقابل للقطعة المطلوبة.
تتيح تقنية الإرسال المتعدد هذه التحكم في 34 قطعة (17 لكل رقم) باستخدام 20 طرفًا فقط، مما يقلل بشكل كبير من عدد أطراف الإدخال/الإخراج المطلوبة من متحكم التشغيل الدقيق. يجب أن يكون توقيت التبديل بين الرقمين سريعًا بما يكفي لتجنب الوميض المرئي، عادةً فوق 60 هرتز.

8. اقتراحات التطبيق واعتبارات التصميم

8.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

هذه الشاشة مثالية لأي نظام مضمن يتطلب قراءة مضغوطة مكونة من حرفين. تشمل التطبيقات الشائعة: أجهزة القياس المتعددة الرقمية وملاقيط القياس، عدادات التردد، وحدات تحكم العمليات (لعرض نقاط الضبط أو القيم)، وحدات إمداد الطاقة، شاشات حالة معدات الاتصالات، أدوات تشخيص السيارات، وأجهزة القياس المعملية.

8.2 اعتبارات تصميم حرجة

• تحديد التيار:مقاومات تحديد تيار خارجية إلزامية لكل خط كاثود أو خط مصعد مشترك لمنع تجاوز أقصى تيار أمامي مستمر ولضبط السطوع المطلوب. يتم حساب قيمة المقاوم باستخدام R = (V_{الإمداد}- V_F) / I_F.
• دوائر قيادة الإرسال المتعدد:يحتاج الأمر إلى متحكم دقيق بأطراف إدخال/إخراج كافية أو دائرة متكاملة قائدة خارجية (مثل مشغل شاشة LED مخصص أو سجل إزاحة بمخرجات تيار عالي) للتعامل مع الإرسال المتعدد.
• إدارة الحرارة:في البيئات عالية الحرارة أو عند التشغيل بتيارات أعلى، تأكد من ألا يتجاوز تبديد الطاقة لكل قطعة 70 ميلي واط. ضع في اعتبارك منحنى تخفيض التصنيف للتيار الأمامي.
• زاوية المشاهدة:ميزة "زاوية المشاهدة الواسعة" مفيدة، ولكن يجب تركيب لوحة الدوائر المطبوعة لمحاذاة اتجاه المشاهدة الأمثل للشاشة مع خط رؤية المستخدم النهائي النموذجي.

9. المقارنة التقنية والتمييز

يتميز LTP-3862JS بعدة ميزات رئيسية. مقارنة بالتكنولوجيا الأقدم مثل مصابيح LED القياسية من نوع GaAsP أو GaP، يقدم نظام مادة AlInGaP كفاءة إضاءة أعلى بكثير، مما يؤدي إلى شاشات أكثر سطوعًا عند تيارات أقل. يوفر هيكل 17 قطعة قدرة أبجدية رقمية حقيقية، على عكس شاشات العرض ذات السبعة أجزاء المحدودة في الأحرف التي يمكنها تمثيلها بوضوح. يعزز الوجه الأسود مع القطع البيضاء نسبة التباين، مما يحسن قابلية القراءة في ضوء محيط ساطع مقارنة بالشاشات ذات الوجه الرمادي أو الشفاف. يوفر تصميم المصعد المشترك متعدد الإرسال توازنًا جيدًا بين تقليل عدد الأطراف وتعقيد المشغل، مما يجعله أكثر كفاءة من نظام القيادة الثابت (غير متعدد الإرسال) الذي يتطلب المزيد من أطراف الإدخال/الإخراج.

10. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعايير التقنية)

س: كيف أحسب قيمة المقاوم لقطعة؟
ج: استخدم قانون أوم: R = (V_CC- V_F) / I_F. لمصدر طاقة 5 فولت، V_Fنموذجي 2.3 فولت، و I_Fمطلوب 10 مللي أمبير: R = (5 - 2.3) / 0.01 = 270 أوم. استخدم دائمًا أقصى V_Fمن ورقة البيانات (2.6 فولت) لتصميم متحفظ لضمان عدم تجاوز التيار للحدود.

س: هل يمكنني تشغيل هذه الشاشة بمصدر تيار ثابت بدلاً من المقاوم؟
ج: نعم، مصدر التيار الثابت طريقة ممتازة لتشغيل مصابيح LED لأنه يضمن سطوعًا ثابتًا بغض النظر عن الاختلافات الطفيفة في V_Fبين القطع أو مع درجة الحرارة. غالبًا ما يستخدم في التصميمات الأكثر تطورًا.

س: ماذا يعني "مصعد مشترك متعدد الإرسال" لبرمجتي؟
ج: يجب على برنامجك التبديل بسرعة بين تمكين الرقم 1 والرقم 2. أثناء نشاط مصعد الرقم 1، تقوم بتعيين أنماط الكاثود للقطع التي تريد إضاءتها على الرقم 1. ثم تنتقل إلى مصعد الرقم 2 وتعيين أنماط الكاثود للرقم 2. يجب أن تتكرر هذه الدورة بسرعة كافية لإنشاء صورة ثابتة (>>60 هرتز).

س: شدة الإضاءة مُعطاة عند 1 مللي أمبير، لكنني أريد تشغيلها عند 20 مللي أمبير. كم ستكون أكثر سطوعًا؟
ج: سطوع LED يتناسب تقريبًا خطيًا مع التيار على مدى معين. قد يؤدي التشغيل عند 20 مللي أمبير إلى إنتاج شدة إضاءة تقريبًا 20 ضعفًا لظروف الاختبار عند 1 مللي أمبير، ولكن يجب عليك الرجوع إلى منحنى I_Vمقابل I_Fللحصول على الدقة والتأكد من عدم تجاوز التصنيفات القصوى المطلقة.

11. مثال عملي للتصميم والاستخدام

فكر في تصميم عرض فولتميتر بسيط مكون من رقمين. يقرأ متحكم دقيق مزود بمحول تناظري إلى رقمي (ADC) الجهد. يحول البرنامج هذه القيمة إلى رقمين عشريين (مثل "12"). يستخدم جدول بحث لترجمة كل رقم (0-9) إلى نمط الكاثود الصحيح للقطع الـ 17 لتشكيل ذلك الرقم. ثم يستخدم المتحكم الدقيق اثنين من أطراف الإدخال/الإخراج الخاصة به كخطوط اختيار الرقم (متصل بالمصاعد المشتركة عبر الترانزستورات، حيث لا يمكن لأطراف MCU على الأرجح توفير تيار كافٍ) ويستخدم ما يصل إلى 17 طرف إدخال/إخراج أخرى (أو عدد أقل مع سجلات إزاحة خارجية) للتحكم في كاثودات القطع. يدخل الكود في حلقة تقوم بما يلي: تمكين الترانزستور لمصعد رقم العشرات، إخراج نمط الكاثود للرقم "1\