ورقة بيانات شاشة LED أبجدية رقمية مزدوجة الأرقام مقاس 0.3 بوصة LTP-3362JS - ارتفاع الرقم 7.62 مم - اللون الأصفر - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

تُعد LTP-3362JS وحدة عرض LED أبجدية رقمية مزدوجة الأرقام وذات 17 شريطًا، مُصممة للتطبيقات التي تتطلب عرضًا واضحًا للأحرف والرموز. وظيفتها الأساسية هي توفير مخرج مرئي عالي الوضوح للأرقام والأحرف الأبجدية ورموز محددة. تكمن الميزة الأساسية لهذا الجهاز في استخدامه لرقائق LED صفراء متطورة من نوع AS-AlInGaP (فوسفيد الألومنيوم إنديوم جاليوم)، والتي يتم تنميتها طبقيًا على ركيزة زرنيخيد الجاليوم (GaAs). توفر هذه التقنية سطوعًا عاليًا ونقاء لوني ممتاز. تتميز الشاشة بوجه أسود مع شرائط بيضاء، مما يخلق مظهرًا عالي التباين يعزز قابلية القراءة تحت ظروف إضاءة مختلفة. يبلغ ارتفاع الرقم فيها 0.3 بوصة (7.62 مم)، مما يجعلها مناسبة للمشاهدة من مسافة متوسطة في أدوات القياس، ولوحات التحكم الصناعية، ونقاط البيع، ومعدات الاختبار حيث تكون المساحة محدودة ولكن الوضوح هو الأهم.

1.1 الميزات الرئيسية والسوق المستهدف

يتم تصنيف الجهاز بناءً على شدة إضاءته، مما يضمن مستويات سطوع متسقة عبر دفعات الإنتاج. تضمن زاوية المشاهدة الواسعة بقاء الشاشة قابلة للقراءة من مواضع مختلفة، وهو عامل حاسم في التطبيقات المثبتة على اللوحات. توفر موثوقية الحالة الصلبة لتقنية LED عمرًا تشغيليًا طويلاً مع حد أدنى من الصيانة. تستهدف هذه الشاشة المهندسين والمصممين العاملين على الأنظمة المدمجة، وواجهات الإنسان والآلة الصناعية، والأجهزة الطبية، والإلكترونيات الاستهلاكية التي تتطلب قراءة أبجدية رقمية قوية ومنخفضة الطاقة وعالية الوضوح.

2. تحليل متعمق للمعايير التقنية

يعد الفهم الشامل للمعايير الكهربائية والبصرية أمرًا ضروريًا لتصميم الدائرة بشكل صحيح وضمان أداء عرض مثالي.

2.1 الخصائص الضوئية والبصرية

يعد الأداء البصري محورًا لوظيفة الشاشة. يتم تحديد متوسط شدة الإضاءة لكل شريط بحد أدنى 320 ميكروكانديلا، وقيمة نموذجية 800 ميكروكانديلا، ولا يوجد حد أقصى محدد عند تشغيله بتيار أمامي (I_F) قدره 1 مللي أمبير. يضمن هذا المستوى العالي من السطوع، المقاس باستخدام مستشعر مُرشح لمطابقة منحنى استجابة العين الضوئي CIE، وضوحًا ممتازًا. يصدر الجهاز ضوءًا أصفر بطول موجي ذروي (λ_p) يبلغ 588 نانومتر وطول موجي سائد (λ_d) يبلغ 587 نانومتر عند I_F=20 مللي أمبير، مما يضعه بقوة في المنطقة الصفراء من الطيف المرئي. يبلغ عرض النصف الطيفي (Δλ) 15 نانومتر، مما يشير إلى انبعاث لوني نقي نسبيًا. تبلغ نسبة مطابقة شدة الإضاءة بين الشرائط حدًا أقصى 2:1، مما يساعد في الحفاظ على مظهر موحد عبر الشاشة.

2.2 المعايير الكهربائية والحرارية

تحدد الخصائص الكهربائية متطلبات التشغيل والحدود التشغيلية. تعتبر التقييمات القصوى المطلقة حاسمة لمنع فشل الجهاز. يجب ألا تتجاوز تبديد الطاقة لكل شريط 70 ملي واط. يبلغ تيار الذروة الأمامي لكل شريط 60 مللي أمبير، ولكن هذا مسموح به فقط في ظل ظروف النبض (1 كيلو هرتز، دورة عمل 10%). يتم تخفيض التيار الأمامي المستمر لكل شريط من 25 مللي أمبير عند 25 درجة مئوية بمعدل 0.33 مللي أمبير/درجة مئوية، مما يعني أن التيار المستمر المسموح به يقل مع ارتفاع درجة الحرارة المحيطة. يجب ألا تتجاوز الجهد العكسي لكل شريط 5 فولت. يتراوح الجهد الأمامي (V_F) لكل شريط نموذجيًا من 2.0 فولت إلى 2.6 فولت عند I_F=20 مللي أمبير. يبلغ التيار العكسي (I_R) حدًا أقصى 100 ميكرو أمبير عند V_R=5 فولت. تم تصنيف الجهاز لنطاق درجة حرارة تشغيل وتخزين يتراوح من -35 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية.

3. شرح نظام التصنيف

تشير ورقة البيانات إلى أن الأجهزة \"مصنفة حسب شدة الإضاءة\". وهذا يعني عملية تصنيف حيث يتم فرز الشاشات بناءً على قياس ناتج الضوء عند تيار اختبار قياسي (على الأرجح 1 مللي أمبير أو 20 مللي أمبير). وهذا يضمن أن المستخدمين النهائيين يتلقون منتجات ذات مستويات سطوع متسقة. على الرغم من عدم تفصيل ذلك صراحةً للطول الموجي/اللون أو الجهد الأمامي في هذه الوثيقة، إلا أن مثل هذا التصنيف هو ممارسة شائعة في تصنيع LED لضمان توحيد اللون ومطابقة الأداء الكهربائي، وهو أمر مهم بشكل خاص في التطبيقات متعددة الأرقام أو الشرائط لتجنب الاختلافات المرئية بين الشرائط.

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، إلا أن المنحنيات النموذجية لمثل هذا الجهاز ستشمل:

• شدة الإضاءة النسبية مقابل التيار الأمامي (منحنى I-V):يُظهر هذا الرسم البياني كيف يزداد ناتج الضوء مع تيار التشغيل، عادةً بطريقة شبه خطية، مما يساعد المصممين على اختيار التيار الأمثل للسطوع والكفاءة المطلوبين.
• الجهد الأمامي مقابل التيار الأمامي:هذا المنحنى حاسم لتصميم دائرة تحديد التيار وحساب تبديد الطاقة.
• شدة الإضاءة النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطة:يُظهر هذا تخفيض ناتج الضوء مع زيادة درجة الحرارة، وهو أمر حيوي للتطبيقات في البيئات عالية الحرارة.
• التوزيع الطيفي:رسم بياني للشدة النسبية مقابل الطول الموجي، يؤكد أطوال الذروة والأطوال الموجية السائدة وعرض الطيف.

يجب على المصممين الرجوع إلى ورقة البيانات الكاملة من الشركة المصنعة للحصول على هذه البيانات الرسومية الدقيقة.

5. معلومات الميكانيكا والتغليف

5.1 الأبعاد الفيزيائية وتوصيل الأطراف

تأتي LTP-3362JS في حزمة عرض LED قياسية. يتم توفير الأبعاد بالمليمترات مع تسامح عام ±0.25 مم. يعد مخطط توصيل الأطراف حاسمًا لتخطيط لوحة الدوائر المطبوعة. يحتوي الجهاز على 20 طرفًا في حزمة ثنائية الخط (DIP). يتميز بتكوين كاثود مشترك متعدد الإرسال، حيث يعمل الطرف 4 ككاثود مشترك للرقم 1 والطرف 10 ككاثود مشترك للرقم 2. الأطراف المتبقية هي أقطاب موجبة للشرائط الفردية (من A إلى U، بالإضافة إلى DP للنقطة العشرية) وشرائط خاصة (مثل S، T للشرطة المائلة). تم الإشارة إلى الطرف 14 على أنه \"لا اتصال\" (N/C). يُظهر مخطط الدائرة الداخلية الترتيب المتعدد، حيث يتم توصيل الشرائط التي تحمل نفس التسمية الحرفية على أرقام مختلفة داخليًا بطرف موجب واحد، ويتم تحديد الأرقام من خلال تنشيط الكاثود المشترك الخاص بكل منها.

5.2 تحديد القطبية والتركيب

يستخدم الجهاز تكوين كاثود مشترك. يجب مراعاة القطبية الصحيحة أثناء التثبيت. من المحتمل أن تحتوي الحزمة على شق، أو نقطة، أو علامة أخرى للإشارة إلى الطرف 1. يوفر الوجه الأسود والشرائط البيضاء مؤشرًا مرئيًا واضحًا لجانب المشاهدة.

6. إرشادات اللحام والتجميع

تحدد التقييمات القصوى المطلقة ظروف اللحام: يمكن تعريض الأطراف لدرجة حرارة 260 درجة مئوية لمدة 3 ثوانٍ، مقاسة على بعد 1/16 بوصة (حوالي 1.59 مم) أسفل مستوى الجلوس. هذا مواصفات نموذجية للحام الموجة. بالنسبة للحام بإعادة التدفق، فإن ملف تعريف قياسي خالٍ من الرصاص بدرجة حرارة ذروة حوالي 260 درجة مئوية مناسب، ولكن يجب تقليل الوقت المحدد فوق نقطة الانصهار إلى الحد الأدنى. يجب الحرص على تجنب الإجهاد الحراري المفرط. أثناء التعامل، يجب مراعاة احتياطات التفريغ الكهروستاتيكي القياسية (ESD) لحماية رقائق LED. بالنسبة للتخزين، فإن النطاق الموصى به هو -35 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية في بيئة جافة.

7. معلومات التغليف والطلب

رقم الجزء هو LTP-3362JS. من المرجح أن تشير اللاحقة \"JS\" إلى خصائص محددة مثل اللون (أصفر) ونمط الحزمة. غالبًا ما يكون التغليف القياسي لمثل هذه المكونات في أنابيب أو صواني مضادة للكهرباء الساكنة، ثم توضع في بكرات أو صناديق للتجميع الآلي. سيتم تحديد الكمية الدقيقة للتغليف (على سبيل المثال، 50 قطعة لكل أنبوب) في وثائق التغليف المنفصلة. مراجعة ورقة البيانات هي A، وتاريخ السريان هو 09/11/2003.

8. توصيات التطبيق

8.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

تعتبر LTP-3362JS مثالية لأي تطبيق يتطلب قراءة أبجدية رقمية مدمجة ذات حرفين. تشمل الاستخدامات الشائعة: أجهزة القياس الرقمية المتعددة وملاقيط القياس، عدادات التردد، مؤقتات العمليات، شاشات حالة شاحن البطارية، ضوابط ومقاييس مستوى معدات الصوت، وشاشات حالة/رموز الخطأ لوحدات التحكم الصناعية.

8.2 اعتبارات التصميم وتنفيذ الدائرة

يتطلب التصميم باستخدام هذه الشاشة دائرة تشغيل متعددة الإرسال بسبب هيكل الكاثود المشترك والقطب الموجب المتعدد. هناك حاجة إلى متحكم دقيق بأطراف إدخال/إخراج كافية أو دائرة متكاملة مخصصة لقيادة LED (مثل MAX7219 أو HT16K33). يجب أن يقوم المشغل بتزويد التيار لأطراف القطب الموجب للشريط واستقبال التيار من أطراف الكاثود للرقم. تعتبر مقاومات تحديد التيار إلزامية لكل خط من أقطاب الشريط الموجبة لتعيين التيار الأمامي المطلوب (على سبيل المثال، 20 مللي أمبير لأقصى سطوع). يمكن حساب قيمة المقاوم باستخدام R = (V_CC- V_F) / I_F. مع V_CCبقيمة 5 فولت و V_Fنموذجي بقيمة 2.3 فولت عند 20 مللي أمبير، ستكون قيمة المقاوم حوالي 135 أوم. يجب أن يكون تردد الإرسال المتعدد مرتفعًا بدرجة كافية لتجنب الوميض المرئي، عادةً فوق 100 هرتز. يجب على المصممين أيضًا مراعاة تبديد الطاقة الإجمالي، خاصة عند تشغيل عدة شرائط في وقت واحد بتيار عالٍ.

9. المقارنة التقنية والتمييز

مقارنةً بالتقنيات الأقدم مثل شاشات الفلورسنت المفرغة (VFDs) أو مصابيح LED الحمراء الأبسط من نوع GaAsP، فإن مصابيح LED الصفراء من نوع AlInGaP المستخدمة في LTP-3362JS تقدم كفاءة فائقة، وسطوعًا أعلى، واستقرارًا أفضل للون مع درجة الحرارة، وعمرًا أطول. مقارنةً بمصابيح LED البيضاء أو الزرقاء المعاصرة القائمة على GaN مع مرشحات، فإن الانبعاث الأصفر المباشر لـ AlInGaP أكثر كفاءة ويوفر تشبع لوني أفضل. عوامل التمييز الرئيسية لها هي نقطة اللون الأصفر المحددة، والتباين العالي بسبب الوجه الأسود، وتنسيق 17 شريطًا الذي يسمح بمجموعة أبجدية رقمية أكثر شمولاً من شاشة العرض ذات 7 شرائط قياسية، مع بقائها أكثر فعالية من حيث التكلفة وأبسط في التشغيل من شاشة عرض نقطية كاملة.

10. الأسئلة الشائعة (FAQ)

س: ما الفرق بين الطول الموجي الذروي والطول الموجي السائد؟

ج: الطول الموجي الذروي (λ_p) هو الطول الموجي الذي يكون فيه طيف الانبعاث بأقصى شدته. الطول الموجي السائد (λ_d) هو الطول الموجي الفردي للضوء أحادي اللون الذي يطابق اللون الملحوظ للضوء المنبعث. بالنسبة لطيف ضيق مثل LED هذا، يكونان قريبين جدًا (587 نانومتر مقابل 588 نانومتر).

س: هل يمكنني تشغيل هذه الشاشة بتيار مستمر ثابت بدون إرسال متعدد؟

ج: تقنيًا، نعم، لكنه غير فعال للغاية وليس الاستخدام المقصود. ستحتاج إلى توصيل القطب الموجب لكل شريط بمصدر جهد محدود التيار وتوصيل كاثود كل رقم بالأرض. وهذا يتطلب 18 مشغلًا للشرائط بالإضافة إلى 2 للأرقام، بإجمالي 20 مشغلًا لشاشة مزدوجة الأرقام، وهو أمر غير عملي. يقلل الإرسال المتعدد بشكل كبير من عدد المشغلات المطلوبة.

س: كيف أحسب تبديد الطاقة للشاشة بأكملها؟

ج: في إعداد متعدد الإرسال، يتم حساب الطاقة بناءً على متوسط التيار. إذا كان التشغيل عند I_Fلكل شريط بدورة عمل (D) لكل رقم (D=1/عدد الأرقام للسطوع المتساوي)، فإن متوسط الطاقة لكل شريط هو V_F* I_F* D. اجمع هذا لكل الشرائط المضاءة.

س: ماذا تعني \"نسبة مطابقة شدة الإضاءة\"؟

ج: تحدد النسبة القصوى المسموح بها بين ألمع شريط وأخفت شريط في جهاز (على سبيل المثال، 2:1). نسبة 2:1 تعني أن الشريط الأقل سطوعًا يجب أن يكون على الأقل نصف سطوع الشريط الألمع، مما يضمن التجانس.

11. أمثلة عملية للتصميم والاستخدام

دراسة حالة 1: واجهة مؤقت رقمي.يستخدم مصمم LTP-3362JS لعرض الدقائق والثواني (MM:SS) على دائرة مؤقت مخصصة. يستخدمون متحكمًا دقيقًا منخفض الطاقة لإدارة الإرسال المتعدد. للحفاظ على الطاقة، يقومون بتشغيل مصابيح LED عند 10 مللي أمبير بدلاً من 20 مللي أمبير، متقبلين سطوعًا أقل ولكنه لا يزال كافيًا. يضمن الوجه الأسود قابلية القراءة حتى تحت إضاءة ورشة العمل الساطعة.

دراسة حالة 2: وحدة قراءة المستشعر.في مسجل بيانات درجة الحرارة والرطوبة، تعرض الشاشة رموزًا مثل \"tH\" لتنبيه ارتفاع درجة الحرارة أو قيم رقمية. تتيح قدرة 17 شريطًا عرض الحروف \"C\" أو \"F\" لوحدات درجة الحرارة. يتطابق نطاق درجة حرارة التشغيل الواسع مع المتطلبات البيئية للمسجل نفسه.

12. مقدمة عن المبدأ التقني

تعتمد LTP-3362JS على الالتصاق الكهربي لأشباه الموصلات. نظام مادة AS-AlInGaP (فوسفيد الألومنيوم إنديوم جاليوم) هو شبه موصل ذو فجوة نطاق مباشرة. عند تطبيق جهد أمامي عبر وصلة p-n، يتم حقن الإلكترونات والثقوب في المنطقة النشطة. تتحد بشكل إشعاعي، 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، الأصفر (~587-588 نانومتر). يتم تنمية الطبقات الطباقية على ركيزة زرنيخيد الجاليوم (GaAs). يمتص جسم الحزمة الإيبوكسية الأسود الضوء المحيط لتحسين التباين، بينما تم تصميم شكل العدسة لتحسين زاوية المشاهدة.

13. اتجاهات التكنولوجيا وتطورها

تمثل تقنية AlInGaP حلاً ناضجًا وعالي الكفاءة لمصابيح LED الحمراء والبرتقالية والعنبرية والصفراء. تتجه الاتجاهات الحالية في تكنولوجيا العرض نحو كثافة أعلى، وقدرة كاملة الألوان، والتكامل. بينما تظل شاشات الشرائط المنفصلة مثل LTP-3362JS حيوية لتطبيقات محددة، هناك تحول أوسع نحو شاشات LED العضوية (OLED) وشاشات micro-LED لواجهات رسومية عالية الدقة. ومع ذلك، بالنسبة للقراءات الأبجدية الرقمية البسيطة ومنخفضة التكلفة وعالية الموثوقية وعالية السطوع، لا تزال شاشات عرض شرائط LED مستخدمة على نطاق واسع. قد تشمل التطورات المستقبلية مواد ذات كفاءة أعلى، ودوائر تشغيل متكاملة داخل حزمة العرض (لتقليل عدد المكونات الخارجية)، ومجموعة أوسع من أحجام وألوان التغليف لتلبية احتياجات التصميم المتنوعة. يظل مبدأ الإرسال المتعدد لتقليل عدد الأطراف تقنية أساسية ودائمة في إلكترونيات تشغيل العرض.