ورقة بيانات شاشة LED ثنائية الرقم LTP-4823JD - ارتفاع الرقم 0.4 بوصة (10 مم) - لون أحمر شديد (650 نانومتر) - جهد أمامي 2.6 فولت - تبديد طاقة 70 ميغاواط - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

شاشة LTP-4823JD هي وحدة عرض أبجدية رقمية ثنائية الرقم مدمجة وعالية الأداء، مصممة للتطبيقات التي تتطلب عرضًا واضحًا للأحرف والرموز. وظيفتها الأساسية هي توفير واجهة إخراج مرئية للبيانات الرقمية والحروف والرموز المحددة، مما يجعلها مناسبة لمجموعة واسعة من أدوات القياس، وألواح التحكم، والإلكترونيات الاستهلاكية.

تكمن الميزة الأساسية لهذا الجهاز في استخدامه لتقنية أشباه الموصلات AlInGaP (فوسفيد الألومنيوم إنديوم الغاليوم) لرقائق LED. يُشتهر نظام المواد هذا بإنتاج مصابيح LED حمراء وعنبرية عالية الكفاءة. يتم تصنيع الرقائق على ركيزة GaAs غير شفافة، مما يساعد في تحسين التباين عن طريق تقليل التشتت الداخلي للضوء والانعكاس. تتميز الشاشة بوجه رمادي مع قطع بيضاء، وهو مزيج يعزز قابلية القراءة والجاذبية الجمالية عندما تكون مصابيح LED مطفأة. يتم تصنيف الجهاز وفقًا للشدة الضوئية ويُقدم في عبوة خالية من الرصاص متوافقة مع توجيهات RoHS (تقييد المواد الخطرة).

1.1 الميزات الرئيسية والسوق المستهدف

تتمتع الشاشة بعدة ميزات تجعلها جذابة لمهندسي التصميم:

• ارتفاع الرقم:0.4 بوصة (10 مم)، مما يوفر توازنًا جيدًا بين الحجم والرؤية.
• جودة القطعة:تضمن القطع المتصلة والمتجانسة إضاءة متسقة ومظهرًا احترافيًا.
• كفاءة الطاقة:متطلبات طاقة منخفضة، مما يساهم في تصميم نظام موفر للطاقة.
• الأداء البصري:تضمن السطوع العالي ونسبة التباين العالية رؤية ممتازة حتى في البيئات المضاءة جيدًا.
• زاوية المشاهدة:تتيح زاوية مشاهدة واسعة إمكانية القراءة من مواضع مختلفة.
• الموثوقية:يوفر البناء ذو الحالة الصلبة عمرًا تشغيليًا طويلاً ومقاومة للصدمات والاهتزازات.

يشمل السوق المستهدف أنظمة التحكم الصناعية، ومعدات الاختبار والقياس، والأجهزة الطبية، ولوحات عدادات السيارات (الشاشات الثانوية)، وأطراف نقاط البيع، والأجهزة المنزلية حيث تكون هناك حاجة إلى ردود فعل أبجدية رقمية واضحة وموثوقة.

2. الغوص العميق في المواصفات الفنية

2.1 الخصائص الكهربائية والبصرية

يتم تحديد أداء LTP-4823JD تحت ظروف الاختبار القياسية عند درجة حرارة محيطة (Ta) تبلغ 25 درجة مئوية. تشمل المعلمات الرئيسية:

• الشدة الضوئية المتوسطة (I_V):تتراوح من حد أدنى 320 ميكروكنديلا إلى حد أقصى 975 ميكروكنديلا عند تيار أمامي (I_F) بقيمة 1 مللي أمبير. تقع القيمة النموذجية ضمن هذا النطاق. تحدد هذه المعلمة سطوع كل قطعة مضاءة.
• طول موجة الانبعاث الذروي (λ_p):650 نانومتر (نانومتر). هذا هو الطول الموجي الذي يصدر فيه LED أكبر قدر من الطاقة البصرية، مما يحدد لونه \"الأحمر الشديد\".
• الطول الموجي السائد (λ_d):639 نانومتر. هذا هو الطول الموجي الفردي الذي تدركه العين البشرية، والذي قد يختلف قليلاً عن طول موجة الذروة.
• نصف عرض الخط الطيفي (Δλ):20 نانومتر. يشير هذا إلى نقاء الطيف أو انتشار الضوء المنبعث حول طول موجة الذروة.
• الجهد الأمامي لكل قطعة (V_F):عادة 2.6 فولت، بحد أقصى 2.6 فولت عند I_F=20 مللي أمبير. الحد الأدنى هو 2.1 فولت. هذا أمر بالغ الأهمية لتصميم دائرة تحديد التيار.
• التيار العكسي لكل قطعة (I_R):الحد الأقصى 100 ميكرو أمبير عند جهد عكسي (V_R) بقيمة 5 فولت.
• نسبة مطابقة الشدة الضوئية:2:1 كحد أقصى للقطع داخل منطقة ضوئية متشابهة عند I_F=1 مللي أمبير. تحدد هذا الحد الأقصى المسموح به للتباين في السطوع بين القطع لضمان مظهر موحد.

يتم إجراء قياسات الشدة الضوئية باستخدام مستشعر ومرشح معاير لتقريب منحنى استجابة العين الضوئي CIE، مما يضمن ارتباط القيم بالإدراك البصري البشري.

2.2 التقييمات القصوى المطلقة

تحدد هذه التقييمات حدود الإجهاد التي قد يتسبب تجاوزها في حدوث تلف دائم. لا يتم ضمان التشغيل خارج هذه الحدود.

• تبديد الطاقة المتوسط لكل قطعة:70 ميغاواط.
• تيار الذروة الأمامي لكل قطعة:90 مللي أمبير (على الأرجح للتشغيل النبضي).
• التيار الأمامي المتوسط لكل قطعة:25 مللي أمبير عند 25 درجة مئوية. يتناقص هذا التقييم خطيًا بمقدار 0.33 مللي أمبير/درجة مئوية مع زيادة درجة الحرارة المحيطة فوق 25 درجة مئوية.
• الجهد العكسي لكل قطعة:5 فولت.
• نطاق درجة حرارة التشغيل:-35 درجة مئوية إلى +105 درجة مئوية.
• نطاق درجة حرارة التخزين:-35 درجة مئوية إلى +105 درجة مئوية.

3. معلومات الميكانيكا والعبوة

3.1 الأبعاد المادية والتفاوتات

يتم توفير أبعاد العبوة بالمليمترات. تشمل التفاوتات الرئيسية ±0.25 مم لمعظم الأبعاد و±0.4 مم لانزياح طرف الطرف. تعتبر الرسومات الأبعاد التفصيلية ضرورية لتصميم بصمة PCB (لوحة الدوائر المطبوعة) لضمان الملاءمة والمحاذاة المناسبة. الشاشة هي جهاز مثقوب مع أطراف مصممة للحام.

3.2 توصيل الأطراف والدائرة الداخلية

جهاز LTP-4823JD هو جهاز ذو 20 طرفًا مُكونًا كـشاشة ذات أنود مشترك ومزدوجة. هذا يعني أن لديها رقمين مستقلين (الحرف 1 والحرف 2)، لكل منهما توصيلة أنود مشتركة. يتم إخراج كاثودات القطع الفردية إلى أطراف منفصلة.

ملخص ترتيب الأطراف:الطرفان 4 و 10 هما الأنود المشترك للرقم 1 والرقم 2 على التوالي. الأطراف المتبقية (1-3، 5-9، 11-13، 15-20) هي كاثودات للقطع المختلفة (A، B، C، D، E، F، G، H، K، M، N، P، R، S، T، U، D.P.). الطرف 14 مذكور على أنه \"لا توصيل\" (N/C). يظهر مخطط الدائرة الداخلية ترتيب مصابيح LED هذه مع توصيلات الأنود المشتركة الخاصة بها.

يتطلب تكوين الأنود المشترك هذا من دائرة القيادة توفير تيار إلى طرف الأنود المشترك وسحب التيار عبر أطراف الكاثود الفردية لإضاءة قطعة محددة.

4. إرشادات اللحام والتجميع

تحدد ورقة البيانات ظروف اللحام لمنع التلف الحراري أثناء التجميع. الحالة الموصى بها هي اللحام عند 260 درجة مئوية لمدة أقصاها 3 ثوانٍ، مقاسة عند نقطة 1/16 بوصة (حوالي 1.6 مم) أسفل مستوى جلوس العبوة. من الأهمية بمكان عدم تجاوز درجات الحرارة القصوى المسموح بها للجهاز خلال أي جزء من عملية التجميع. يجب دائمًا اتباع إجراءات التعامل مع التفريغ الكهروستاتيكي (ESD) المناسبة لمكونات LED.

5. اقتراحات التطبيق واعتبارات التصميم

5.1 دوائر التطبيق النموذجية

لقيادة LTP-4823JD، عادةً ما يتم استخدام نظام تعدد الإرسال بسبب تكوين الأنود المشترك الخاص بها. يتم استخدام متحكم دقيق أو IC قائد عرض مخصص. يتم توصيل الأنودات المشتركة (الطرفان 4 و 10) بمخرجات مصدر التيار أو طاقة مبدلة عبر الترانزستورات. يتم توصيل أطراف كاثود القطع بقيادات سحب التيار (مثل مصفوفة الترانزستورات أو IC قائد بمخرجات مجمع مفتوح/مصرف).

يتم تعدد إرسال الشاشة عن طريق تبديل الطاقة بسرعة (الوميض) إلى الأنود المشترك لكل رقم مع تقديم بيانات القطعة المقابلة على خطوط الكاثود. يجب الحفاظ على معدل تحديث مرتفع بما يكفي لتجنب الوميض المرئي (عادةً >60 هرتز لكل رقم). مقاومات تحديد التيار إلزامية لكل كاثود قطعة (أو ربما لكل أنود مشترك، اعتمادًا على تصميم القائد) لضبط التيار الأمامي المطلوب، عادةً بين 1 مللي أمبير و 20 مللي أمبير وفقًا لمتطلبات سطوع التطبيق.

5.2 اعتبارات التصميم

• تحديد التيار:استخدم دائمًا مقاومات متسلسلة للتحكم في تيار القطعة. احسب قيمة المقاوم باستخدام R = (V_المصدر- V_F) / I_F, حيث V_Fهو الجهد الأمامي من ورقة البيانات (استخدم القيمة القصوى لتصميم آمن).
• تبديد الطاقة:تأكد من أن التيار المتوسط لكل قطعة لا يتجاوز التقييم 25 مللي أمبير، مع مراعاة التناقص مع درجة الحرارة. يجب إدارة الطاقة الإجمالية لجميع القطع المضاءة.
• ظروف المشاهدة:التباين العالي وزاوية المشاهدة الواسعة يجعلانها مناسبة للتطبيقات التي قد يتم فيها مشاهدة الشاشة من زاوية. الوجه الرمادي يقلل من انعكاس الضوء المحيط.
• التعتيم:يمكن التحكم في السطوع عبر تعديل عرض النبضة (PWM) لتيار القيادة، وهو أكثر فعالية واستقرارًا في اللون من تقليل التيار التناظري.

6. تحليل منحنى الأداء

تشير ورقة البيانات إلى منحنيات الخصائص الكهربائية والبصرية النموذجية. بينما لا يتم تفصيل الرسوم البيانية المحددة في النص المقدم، فإن هذه المنحنيات تشمل عمومًا:

• الشدة الضوئية النسبية مقابل التيار الأمامي (I_Vمقابل I_F):يوضح كيف يزداد السطوع مع التيار، عادةً بطريقة شبه خطية، مسلطًا الضوء على نقطة تناقص العوائد.
• الجهد الأمامي مقابل التيار الأمامي (V_Fمقابل I_F):يوضح خاصية I-V الأسية للدايود.
• الشدة الضوئية النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطة (I_Vمقابل T_a):يوضح كيف ينخفض إخراج LED مع ارتفاع درجة حرارة الوصلة، مؤكدًا على أهمية إدارة الحرارة في تطبيقات السطوع العالي أو درجة الحرارة العالية.
• التوزيع الطيفي:رسم بياني يظهر شدة الضوء المنبعث عبر أطوال موجية مختلفة، متمركز حول 650 نانومتر بنصف عرض ~20 نانومتر.

هذه المنحنيات حيوية لفهم سلوك الجهاز تحت ظروف غير قياسية ولتحسين دائرة القيادة للكفاءة وطول العمر.

7. المقارنة الفنية والتمييز

تتميز LTP-4823JD من خلال تقنية AlInGaP الخاصة بها. مقارنةً بالتقنيات القديمة مثل مصابيح LED الحمراء القياسية GaAsP (فوسفيد زرنيخيد الغاليوم)، تقدم AlInGaP كفاءة ضوئية أعلى بكثير، مما يؤدي إلى سطوع أكبر لنفس تيار القيادة أو استهلاك طاقة أقل لنفس السطوع. غالبًا ما يكون اللون \"الأحمر الشديد\" (650 نانومتر) أكثر لفتًا للانتباه بصريًا ويمكن أن يكون له أداء أفضل في بعض أنظمة المستشعرات البصرية. يوفر تنسيق 16 قطعة قدرة أبجدية رقمية تتجاوز شاشات العرض الرقمية البسيطة ذات 7 قطع، بينما يوفر البناء ثنائي الرقم ووحدة واحدة مساحة على اللوحة مقارنة بوحدتين منفصلتين أحادية الرقم.

8. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعلمات الفنية)

س: ما الفرق بين طول موجة الذروة (650 نانومتر) والطول الموجي السائد (639 نانومتر)؟

ج: طول موجة الذروة هو الذروة الفيزيائية لطيف الانبعاث. الطول الموجي السائد هو نقطة اللون المدركة. يرجع الاختلاف الطفيف إلى شكل طيف الانبعاث ومنحنى حساسية العين البشرية (CIE). الطول الموجي السائد أكثر صلة بتحديد اللون.

س: هل يمكنني قيادة هذه الشاشة باستخدام متحكم دقيق 5 فولت بدون مكونات أخرى؟

ج: لا. يجب عليك استخدام مقاومات تحديد تيار خارجية لكل كاثود قطعة. يمكن أن يؤدي توصيل LED مباشرة بطرف متحكم دقيق إلى إتلاف كل من LED (بسبب التيار الزائد) وطرف المتحكم الدقيق (بسبب تجاوز قدرته على سحب/توفير التيار).

س: ماذا يعني \"مصنف للشدة الضوئية\"؟

ج: يعني ذلك أن الشاشات يتم اختبارها وتصنيفها وفقًا لسطوعها المقاس عند تيار اختبار قياسي. هذا يسمح للمصممين باختيار أجزاء ذات مستويات سطوع متسقة لتطبيقهم، مما يضمن مظهرًا موحدًا عبر وحدات متعددة في منتج.

س: كيف أحقق التحكم في النقطة العشرية؟

ج: النقطة العشرية (D.P.) هي قطعة منفصلة بتوصيلة كاثود خاصة بها (الطرف 5). يتم التحكم فيها بشكل مستقل تمامًا مثل أي قطعة أخرى (A، B، C، إلخ.).

9. مبدأ التشغيل واتجاهات التكنولوجيا

9.1 مبدأ التشغيل الأساسي

LED هو دايود شبه موصل. عندما يتم تطبيق جهد أمامي يتجاوز جهد فجوة النطاق الخاص به، تتحد الإلكترونات والفجوات في المنطقة النشطة من أشباه الموصلات، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). يتم تحديد لون الضوء بواسطة فجوة النطاق الطاقي لمادة أشباه الموصلات. تمتلك AlInGaP فجوة نطاق تتوافق مع الضوء الأحمر/البرتقالي/العنبر. تساعد الركيزة غير الشفافة في توجيه المزيد من الضوء المُولد خارج الجزء العلوي من الجهاز، مما يحسن الكفاءة.

9.2 اتجاهات الصناعة

يتجه تطور شاشات العرض الأبجدية الرقمية نحو تكامل أعلى، وعبوات تقنية التركيب السطحي (SMT) للتجميع الآلي، وأحيانًا تضمين IC القائد داخل وحدة العرض نفسها. بينما تظل شاشات الثقب المار مثل LTP-4823JD شائعة للنماذج الأولية، والتصاميم الصديقة للإصلاح، وبعض التطبيقات الصناعية، فإن إصدارات SMT أصبحت أكثر انتشارًا في الإلكترونيات الاستهلاكية ذات الحجم الكبير. علاوة على ذلك، هناك دفع مستمر لتحقيق كفاءة أعلى (مزيد من الضوء لكل واط) وتحسين الموثوقية عبر نطاقات درجة حرارة أوسع.