ورقة بيانات شاشة مصفوفة نقطية LED طراز LTP-18088KD - ارتفاع 1.85 بوصة - لون أحمر شديد (650 نانومتر) - جهد أمامي 2.6 فولت - تبديد طاقة 40 ميغاواط - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

وحدة LTP-18088KD هي وحدة عرض مصفوفة نقطية ذات حالة صلبة، مُصممة للتطبيقات التي تتطلب عرض معلومات أبجدية رقمية أو رمزية واضحة وساطعة. وظيفتها الأساسية هي توفير واجهة إخراج بصرية موثوقة وفعالة.

1.1 المزايا الأساسية والسوق المستهدف

يتميز هذا الجهاز بعدة مزايا رئيسية تحدد مجال تطبيقه. فهو يتميز بـمتطلبات طاقة منخفضة، مما يجعله مناسبًا للأجهزة التي تعمل بالبطارية أو التي تراعي كفاءة الطاقة. تضمنمظهر الأحرف الممتازوالسطوع والتباين العاليانقابلية القراءة في ظروف الإضاءة المحيطة المختلفة، من الإضاءة الداخلية الخافتة إلى البيئات الأكثر سطوعًا. يسمحزاوية الرؤية الواسعةبرؤية المعلومات المعروضة بوضوح من مواقع خارج المحور، وهو أمر بالغ الأهمية لعروض المعلومات العامة أو المعدات متعددة المستخدمين. وأخيرًا، فإنالموثوقية ذات الحالة الصلبة، المتأصلة في تقنية LED، توفر عمرًا تشغيليًا طويلاً ومقاومة للصدمات والاهتزازات مقارنة بالشاشات الميكانيكية. تجعل هذه الميزات الجهاز مثاليًا لأجهزة القياس الصناعية، ومعدات الاختبار، وأطراف نقاط البيع، ولوحات معلومات النقل، والأنظمة المدمجة الأخرى التي تتطلب شاشة قوية وواضحة.

2. التعمق في المواصفات الفنية

يتميز أداء LTP-18088KD بمجموعة مفصلة من المعلمات الكهربائية والبصرية والميكانيكية.

2.1 وصف الجهاز والتقنية

يبلغ ارتفاع المصفوفة للشاشة 1.85 بوصة (47.0 ملم) وهي منظمة كمصفوفة نقطية 8 × 8. تستخدمرقائق LED من فوسفيد الألومنيوم إنديوم جاليوم (AlInGaP) ذات اللون الأحمر الشديد. تم تصنيع هذه الرقائق علىرَكيزة زرنيخيد الغاليوم (GaAs) غير الشفافة. تتميز العبوة بـواجهة سوداء مع شرائح بيضاء، وهو مزيج يعزز نسبة التباين بشكل كبير من خلال امتصاص الضوء المحيط وجعل الشرائح الحمراء المضيئة تبرز بشكل أكثر وضوحًا.

2.2 الحدود القصوى المطلقة

تحدد هذه التقييمات حدود الإجهاد التي قد يتسبب تجاوزها في حدوث تلف دائم للجهاز. لا يتم ضمان التشغيل تحت هذه الحدود أو عندها.

• تبديد الطاقة المتوسط لكل نقطة:40 ميغاواط
• التيار الأمامي الذروي لكل نقطة:90 مللي أمبير
• التيار الأمامي المستمر لكل نقطة:15 مللي أمبير (عند 25 درجة مئوية)، مع تخفيض خطي بمقدار 0.2 مللي أمبير/درجة مئوية فوق 25 درجة مئوية.
• الجهد العكسي لكل نقطة:5 فولت
• نطاق درجة حرارة التشغيل:من -35 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية
• نطاق درجة حرارة التخزين:من -35 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية
• درجة حرارة اللحام:260 درجة مئوية لمدة 3 ثوانٍ، مقاسة على بعد 1/16 بوصة (حوالي 1.6 ملم) أسفل مستوى الجلوس.

2.3 الخصائص الكهربائية والبصرية (عند درجة حرارة T_A=25 درجة مئوية)

هذه هي معلمات الأداء النموذجية والمضمونة تحت ظروف الاختبار المحددة.

• شدة الإضاءة المتوسطة (I_V):1650 ميكروكانديلا (الحد الأدنى)، 3500 ميكروكانديلا (النموذجي) عند I_P=32 مللي أمبير، دورة عمل 1/16.
• طول موجة الانبعاث الذروي (λ_p):650 نانومتر (النموذجي) عند I_F=20 مللي أمبير.
• نصف عرض الخط الطيفي (Δλ):20 نانومتر (النموذجي) عند I_F=20 مللي أمبير.
• الطول الموجي السائد (λ_d):639 نانومتر (النموذجي) عند I_F=20 مللي أمبير.
• الجهد الأمامي لكل نقطة (V_F):2.1 فولت (الحد الأدنى)، 2.6 فولت (النموذجي) عند I_F=20 مللي أمبير؛ 2.3 فولت (الحد الأدنى)، 2.8 فولت (النموذجي) عند I_F=80 مللي أمبير.
• التيار العكسي لكل نقطة (I_R):100 ميكرو أمبير (الحد الأقصى) عند V_R=5 فولت.
• نسبة مطابقة شدة الإضاءة (I_V-m):2:1 (الحد الأقصى) عند I_P=32 مللي أمبير، دورة عمل 1/16. يحدد هذا أقصى تباين مسموح به في السطوع بين ألمع نقطة وأخفتها في المصفوفة.

ملاحظة: تتبع قياس شدة الإضاءة منحنى استجابة العين الخاص بـ CIE (اللجنة الدولية للإضاءة) باستخدام مستشعر مناسب ومجموعة مرشحات.

3. شرح نظام التصنيف

تشير ورقة البيانات إلى أن الجهازمصنف حسب شدة الإضاءة. وهذا يعني أن الوحدات يتم اختبارها وفرزها (تصنيفها) بناءً على قياس ناتجها الضوئي. يسمح ذلك للمصممين باختيار شاشات ذات مستويات سطوع متسقة لمظهر موحد في تطبيقهم، وهو أمر بالغ الأهمية عند استخدام عدة شاشات جنبًا إلى جنب. تضمن نسبة المطابقة 2:1 كذلك أنه داخل الشاشة الواحدة، لا تزيد سطوع أي نقطة عن ضعف سطوع نقطة أخرى، مما يضمن التوحيد البصري للأحرف أو الرسومات المتكونة.

4. تحليل منحنى الأداء

بينما تشير ملفات PDF إلى منحنيات الخصائص النموذجية، تسمح البيانات الكهربائية/البصرية المقدمة بإجراء التحليل. يُظهر الجهد الأمامي زيادة متوقعة مع التيار (من 2.6 فولت نموذجي عند 20 مللي أمبير إلى 2.8 فولت نموذجي عند 80 مللي أمبير)، وهو سلوك قياسي لـ LED. يضع الطول الموجي السائد البالغ 639 نانومتر والذروة عند 650 نانومتر هذا الجهاز بقوة في طيف الأحمر الشديد، مما يوفر تأثيرًا بصريًا عاليًا. يشير نطاق درجة حرارة التشغيل الواسع (-35 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية) إلى أداء مستقر عبر البيئات القاسية، على الرغم من ضرورة تخفيض التيار الأمامي في درجات الحرارة المحيطة العالية وفقًا للحدود القصوى.

5. المعلومات الميكانيكية والعبوة

5.1 أبعاد العبوة وإمكانية التكديس

يوفر الرسم الميكانيكي الأبعاد الحرجة لتصميم بصمة اللوحة PCB ودمج العلبة. الميزة الرئيسية المميزة هي أن الوحدةقابلة للتكديس رأسيًا وأفقيًا. وهذا يعني أن التصميم الميكانيكي يتضمن ميزات (مثل الحواف المستوية أو نقاط التثبيت المحددة) تسمح بوضع عدة شاشات بجوار بعضها البعض لإنشاء شاشات أكبر متعددة الأحرف أو الأسطر دون فجوات قبيحة أو مشاكل في المحاذاة.

5.2 توصيل الأطراف والدائرة الداخلية

يحتوي الجهاز على تكوين 24 طرفًا. يحدد جدول توصيل الأطراف وظيفة كل طرف بوضوح: الأنود للأعمدة والكاثود للصفوف. تم وضع علامة "لا يوجد اتصال" (N/C) على عدة أطراف. يُظهر مخطط الدائرة الداخلية، النموذجي للشاشة المصفوفة، ترتيب 64 LED (8x8) مع توصيل أنوداتها في أعمدة وكاثوداتها في صفوف. تقلل بنية المصفوفة الشائعة هذه من عدد أطراف القيادة المطلوبة (16 لـ 64 LED) ولكنها تتطلب قيادة متعددة الإرسال.

6. إرشادات اللحام والتجميع

التعليمات الأساسية للتجميع المقدمة هي للحام:260 درجة مئوية لمدة 3 ثوانٍ، مقاسة على بعد 1/16 بوصة أسفل مستوى الجلوس. هذه معلمة قياسية لملف تعريف لحام إعادة التدفق. يجب على المصممين التأكد من أن عملية تجميع اللوحة PCB الخاصة بهم تلتزم بهذا لمنع التلف الحراري لرقائق LED أو العبوة البلاستيكية. يجب أيضًا مراعاة نطاق درجة حرارة التخزين (-35 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية) أثناء التعامل وقبل التجميع.

7. اقتراحات التطبيق

7.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

يجعل مزيج السطوع العالي، وزاوية الرؤية الواسعة، والبناء ذو الحالة الصلبة LTP-18088KD مناسبًا لـ:لوحات التحكم الصناعية(مؤشرات الحالة، رموز الأعطال)،معدات الاختبار والقياس(قراءات، أشرطة بيانية)،شاشات المعلومات العامة(في النقل، لوحات رسائل بسيطة)،الإلكترونيات الاستهلاكية(شاشات معدات الصوت، حالة الأجهزة)، ومجموعات النماذج الأولية والتعليمية.

7.2 اعتبارات التصميم

• دوائر القيادة:يجب استخدام دوائر قيادة تيار ثابت أو مقاومات تحديد تيار مناسبة لكل عمود/صف لضبط التيار الأمامي (مثل 20 مللي أمبير للسطوع النموذجي).
• التعددية:تتطلب المصفوفة قيادة متعددة الإرسال. يجب أن يقوم المتحكم بالدوران عبر الصفوف (أو الأعمدة) بسرعة كافية لتجنب الوميض المرئي (عادةً >100 هرتز). يسمح التيار الذروي لكل نقطة (90 مللي أمبير) بتيارات نابضة أعلى أثناء التعددية لتحقيق متوسط السطوع المطلوب.
• حساب الطاقة:مع 64 نقطة، وأقصى طاقة متوسطة تبلغ 40 ميغاواط لكل نقطة، ودورة عمل محددة بواسطة مخطط التعددية، يجب حساب تبديد الطاقة الإجمالي للوحدة لضمان إدارة حرارية كافية.
• حماية ESD:كما هو الحال مع جميع الأجهزة شبه الموصلة، يجب مراعاة احتياطات ESD القياسية أثناء التعامل والتجميع.

8. المقارنة الفنية والتمييز

المميز الرئيسي لـ LTP-18088KD هو استخدامهتقنية AlInGaP (الأحمر الشديد). مقارنةً بـ LEDs القديمة من نوع GaAsP أو الأحمر القياسي من نوع GaP، تقدم AlInGaP كفاءة إضاءة أعلى بكثير، مما يؤدي إلى سطوع أكبر لنفس تيار القيادة، أو سطوع مماثل بطاقة أقل. يعزز تصميم الوجه الأسود/الشرائح البيضاء التباين بشكل أكثر فعالية من العبوات التقليدية الرمادية أو البيج. يعد تصميمه القابل للتكديس ميزة ميكانيكية عملية لبناء شاشات أكبر بسلاسة.

9. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعلمات الفنية)

س: ما الفرق بين الطول الموجي الذروي (650 نانومتر) والطول الموجي السائد (639 نانومتر)؟

ج: الطول الموجي الذروي هو نقطة الطاقة القصوى في الطيف المنبعث. الطول الموجي السائد هو نقطة اللون المُدركة، المحسوبة من الطيف ووظائف مطابقة ألوان CIE. لمصدر أحادي اللون مثل LED الأحمر هذا، يكونان قريبين ولكنهما ليسا متطابقين.

س: كيف أحقق شدة الإضاءة النموذجية البالغة 3500 ميكروكانديلا؟

ج: شرط الاختبار هوتيار ذروي (I_P) قدره 32 مللي أمبير بدورة عمل 1/16. في مصفوفة متعددة الصفوف 8، تكون دورة عمل 1/8 أكثر شيوعًا. لتحقيق متوسط سطوع مماثل، قد يحتاج التيار الذروي خلال فتحة الوقت النشطة الخاصة به إلى التعديل بناءً على دورة عمل السائق ومتوسط التيار المطلوب لكل LED.

س: هل يمكنني تشغيله مباشرة من طرف متحكم دقيق بجهد 5 فولت؟

ج: لا. الجهد الأمامي هو ~2.6 فولت، ومقاومة تحديد تيار على التوالي إلزامية. سيؤدي توصيل 5 فولت مباشرة إلى تدمير LED بسبب التيار الزائد. علاوة على ذلك، لا يمكن لأطراف المتحكم الدقيق عادةً توفير/استيعاب التيار التراكمي المطلوب لعمود أو صف كامل في إعداد متعدد الإرسال؛ السوائق الخارجية (الترانزستورات أو دوائر LED السائق المخصصة) ضرورية.

10. مثال على تصميم وحالة استخدام

السيناريو: تصميم شاشة رقمية بسيطة مكونة من 4 أرقام لعداد.

سيتم وضع أربع شاشات LTP-18088KD جنبًا إلى جنب (مُيسرة بواسطة التصميم القابل للتكديس). سيتم استخدام متحكم دقيق لإدارة العرض. نظرًا لأن كل مصفوفة 8x8 يمكنها تكوين أرقام قابلة للتعرف، فإن برنامج ثبات المتحكم سيحتوي على خريطة خط. سيقوم المتحكم الدقيق، عبر مصفوفات الترانزستور الخارجية أو دائرة LED سائق مخصصة، بتعددية الشاشات. سيدور عبر الشاشات الأربع (تعددية تقسيم الوقت) وداخل كل شاشة، سيدور عبر الصفوف الثمانية (مسح الصفوف). سيتم ضبط التيار الذروي لكل LED بواسطة دوائر القيادة لتحقيق السطوع المطلوب، مع مراعاة دورة العمل الإجمالية للتعددية (مثل 1/32 إذا كان المسح لـ 4 شاشات * 8 صفوف). يجب أن يكون مصدر الطاقة مُقاسًا لتوصيل متوسط التيار الإجمالي لجميع النقاط المضيئة.

11. مقدمة عن مبدأ التشغيل

يعمل LTP-18088KD على مبدأالإضاءة الكهربائية في وصلة أشباه الموصلات p-n. عندما يتم تطبيق جهد أمامي يتجاوز عتبة الصمام الثنائي عبر رقاقة LED من نوع AlInGaP، تتحد الإلكترونات والثقوب في المنطقة النشطة، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). يحدد التركيب المحدد لسبيكة أشباه الموصلات AlInGaP طاقة فجوة النطاق، والتي تحدد الطول الموجي (اللون) للضوء المنبعث - في هذه الحالة، الأحمر الشديد. يتم ترتيب 64 رقاقة LED فردية في مصفوفة ذات أعمدة أنود مشتركة وصفوف كاثود مشتركة. من خلال تطبيق جهد موجب بشكل انتقائي على عمود محدد (الأنود) وتوصيل صف محدد بالأرض (الكاثود)، يضيء فقط LED عند تقاطع ذلك الصف والعمود. من خلال التسلسل السريع خلال هذه العملية (التعددية)، يمكن إضاءة جميع النقاط المطلوبة لتكوين صورة مستقرة.

12. اتجاهات التكنولوجيا

تتطور تكنولوجيا العرض باستمرار. بينما تظل مصفوفات LED النقطية المنفصلة مثل LTP-18088KD ذات صلة لتطبيقات مدمجة محددة بسبب متانتها وبساطتها وسطوعها العالي، هناك عدة اتجاهات ملحوظة. هناك تحول نحومصفوفات LED للأجهزة السطحية التركيب (SMD)للكثافة الأعلى والتجميع الآلي.مصفوفات سائق LED المتكاملةمع متحكمات مدمجة (مثل واجهات I2C أو SPI) تُبسط تعقيد التصميم. للتطبيقات الملونة، أصبحتمصفوفات LED RGBأكثر شيوعًا. علاوة على ذلك، في العديد من التطبيقات الاستهلاكية، تحل وحدات OLED أو TFT LCD الصغيرة محل مصفوفات LED النقطية أحادية اللون حيث تكون الرسومات الكاملة والألوان وانخفاض الطاقة في السيناريوهات دائمة التشغيل مطلوبة. ومع ذلك، بالنسبة للتطبيقات التي تتطلب سطوعًا شديدًا، وعمرًا طويلاً، ونطاق درجة حرارة واسعًا، والبساطة، تستمر شاشات العرض المصفوفة النقطية القائمة على AlInGaP في الاحتفاظ بمكانة قوية.