LTP-22801JF شاشة عرض LED أبجدية رقمية مكونة من 17 قطعة - ارتفاع الرقم 2.24 بوصة - لون أصفر برتقالي من AlInGaP - جهد أمامي 5.2 فولت - وثائق تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

LTP-22801JF هي وحدة عرض أبجدية رقمية عالية الأداء مكونة من رقم واحد، مصممة للتطبيقات التي تتطلب عرض أحرف واضحًا ومشرقًا وموثوقًا. وظيفتها الأساسية هي عرض الأحرف الأبجدية الرقمية (الحروف من A إلى Z، والأرقام من 0 إلى 9، وبعض الرموز) باستخدام تكوين مكون من 17 قطعة، مما يوفر مرونة أكبر مقارنة بشاشات العرض التقليدية المكونة من 7 قطع.

تكمن الميزة الأساسية لهذا الجهاز في استخدامه لمادة أشباه الموصلات من فوسفيد الألومنيوم إنديوم جاليوم (AlInGaP) لرقائق LED، وبالتحديد باللون الأصفر البرتقالي. تشتهر تقنية AlInGaP بكفاءتها الإشعاعية العالية وأدائها الممتاز في طيف الألوان من الكهرماني إلى الأحمر. تتميز الشاشة بوجه أسود مع قطع بيضاء، مما يوفر نسبة تباين عالية لتحقيق أفضل قابلية للقراءة حتى في ظروف الإضاءة المحيطة المختلفة. يتم تصنيف الجهاز وفقًا للشدة الضوئية، مما يضمن مستويات سطوع متسقة عبر دفعات الإنتاج.

يشمل السوق المستهدف لوحات التحكم الصناعية، ومعدات الاختبار والقياس، والأجهزة الطبية، وأجهزة القياس، وأي نظام مدمج يتطلب رقمًا واحدًا عالي الوضوح للإشارة إلى الحالة، أو قراءة البيانات، أو ردود فعل واجهة المستخدم.

2. تعمق في المواصفات الفنية

2.1 الخصائص الضوئية والبصرية

يعد الأداء البصري محوريًا لوظيفة الشاشة. عند تيار اختبار قياسي قدره 20 مللي أمبير لكل قطعة ودرجة حرارة محيطة تبلغ 25 درجة مئوية، يوفر الجهاز شدة إشعاعية متوسطة نموذجية تبلغ 41.6 ملي كانديلا (mcd). عند تشغيله بتيار أعلى يبلغ 40 مللي أمبير، تزداد هذه القيمة إلى 72.8 ملي كانديلا نموذجية، مما يوضح خطية جيدة في إخراج الضوء مع التيار.

يتم تعريف خصائص اللون بأطوال موجية محددة. طول موجة الانبعاث القصوى (λp) هو نموذجيًا 611 نانومتر (nm)، مما يضعها بقوة في المنطقة الصفراء البرتقالية من الطيف المرئي. الطول الموجي السائد (λd)، والذي يرتبط ارتباطًا وثيقًا باللون المُدرك، هو نموذجيًا 605 نانومتر. عرض النصف الطيفي (Δλ) هو 17 نانومتر، مما يشير إلى لون نقي نسبيًا ومشبع مع انتشار طيفي ضئيل. يتم تحديد مطابقة الشدة الضوئية بين القطع بنسبة قصوى تبلغ 2:1، مما يضمن مظهرًا موحدًا عبر الحرف.

2.2 المعلمات الكهربائية

تحدد الخصائص الكهربائية حدود التشغيل وظروفه للشاشة. توضح التقييمات القصوى المطلقة الحدود التي بعدها قد يحدث تلف دائم. الحد الأقصى للتيار الأمامي المستمر لكل قطعة هو 24 مللي أمبير، مع عامل تخفيض خطي قدره 0.31 مللي أمبير/درجة مئوية فوق 25 درجة مئوية. للتشغيل النبضي بدورة عمل 1/10 وعرض نبضة 1.0 مللي ثانية، يمكن أن يصل تيار الذروة الأمامي إلى 60 مللي أمبير لكل قطعة. الحد الأقصى لتبديد الطاقة لكل قطعة هو 134 ملي واط تحت التشغيل المستمر.

تحت ظروف التشغيل النموذجية (IF=20mA)، يتراوح جهد الأمام (VF) لكل قطعة من حد أدنى 4.1 فولت إلى حد أقصى 5.2 فولت، مع قيمة نموذجية متوقعة ضمن هذا النطاق. هذا الجهد الأمامي المرتفع نسبيًا هو سمة من سمات مصابيح LED من نوع AlInGaP. الحد الأقصى لجهد العكس (VR) الذي يمكن تطبيقه على كل قطعة هو 10 فولت، مع تيار عكسي (IR) أقصاه 100 ميكرو أمبير تحت تلك الحالة.

2.3 المواصفات الحرارية والبيئية

تم تصنيف الجهاز لنطاق درجة حرارة تشغيل يتراوح من -35 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية، مما يجعله مناسبًا لمجموعة واسعة من البيئات، من التخزين البارد الصناعي إلى المعدات بالقرب من مصادر الحرارة. نطاق درجة حرارة التخزين مماثل. معلمة حاسمة للتجميع هي تصنيف درجة حرارة اللحام: يمكن للجهاز تحمل أقصى درجة حرارة لحام تبلغ 260 درجة مئوية لمدة أقصاها 3 ثوانٍ، مقاسة عند نقطة 1.6 مم (1/16 بوصة) أسفل مستوى جلوس العبوة. هذه المعلومات حيوية لتحديد ملفات تعريف لحام إعادة التدفق أثناء تجميع لوحة الدوائر المطبوعة.

3. معلومات الميكانيكا والتغليف

3.1 الأبعاد المادية والمخطط التفصيلي

يبلغ ارتفاع الرقم في الشاشة 2.24 بوصة (57.0 مم)، مما يصنفها كشاشة كبيرة الحجم للعرض الواضح من مسافة. يتم توفير أبعاد العبوة في رسم تفصيلي. يتم تحديد جميع الأبعاد الحرجة بالمليمترات، مع تسامحات قياسية تبلغ ±0.25 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك. يجب على المهندسين الرجوع إلى هذا الرسم لتصميم بصمة دقيقة للوحة الدوائر المطبوعة، مما يضمن المساحة الصحيحة والمحاذاة المناسبة.

3.2 تكوين الأطراف ومخطط الدائرة

جهاز LTP-22801JF هو جهاز ذو أنود مشترك. يتميز بـ 19 طرفًا في تكصف صف واحد. يكشف مخطط الدائرة الداخلي أن القطع الـ 17 (A1, A2, B, C, D1, D2, E, F, G1, G2, H, I, J, K, L, M) والنقطة العشرية (DP) هي مصابيح LED فردية. أطراف الأنود المشتركة (الطرف 1 والطرف 11) متصلة داخليًا، مما يوفر نقطتين لتوصيل جهد إمداد الموجب، مما يمكن أن يساعد في توزيع التيار وتخطيط لوحة الدوائر المطبوعة. لكل كاثود قطعة طرفه المخصص (الأطراف 2-10, 12-19). يسمح هذا التكوين بالتحكم الفردي المتعدد لكل قطعة.

4. إرشادات التطبيق واعتبارات التصميم

4.1 تشغيل الشاشة

كشاشة ذات أنود مشترك، يجب توصيل الأنودات (الطرفان 1 و 11) بجهد إمداد الموجب من خلال نظام تحديد تيار. يجب تشغيل كل طرف كاثود بشكل فردي، عادةً بواسطة طرف منفذ متحكم دقيق أو دائرة متكاملة مخصصة للسائق (مثل سجل إزاحة أو سائق قطعة). يجب أن يكون السائق قادرًا على استيعاب تيار القطعة المطلوب عند التنشيط (سحب الكاثود إلى مستوى منخفض). يجب مراعاة جهد الأمام (4.1V-5.2V) عند اختيار مستويات جهد المنطق والدوائر المتكاملة للسائق؛ تُستخدم أنظمة 5 فولت بشكل شائع.

تحديد التيار:مقاومات تحديد التيار الخارجية إلزامية لكل قطعة أو، بشكل أكثر شيوعًا، لكل عقدة أنود مشتركة إذا تم استخدام التعدد. يمكن حساب قيمة المقاومة (R) باستخدام قانون أوم: R = (Vcc - VF) / IF، حيث Vcc هو جهد الإمداد، VF هو جهد الأمام لمصباح LED (استخدم القيمة القصوى للسلامة)، و IF هو تيار الأمام المطلوب (مثل 20mA). استخدام أقصى قيمة لـ VF يضمن اتساق السطوع حتى مع اختلاف الجهاز.

4.2 اعتبارات التعدد

للتطبيقات متعددة الأرقام أو لتقليل عدد أطراف المتحكم الدقيق، يمكن دمج شاشة الرقم الواحد هذه في مصفوفة متعددة. في إعداد متعدد، يتم توصيل الأنودات المشتركة لأرقام متعددة معًا (أنود الرقم 1، أنود الرقم 2، إلخ)، ويتم أيضًا توصيل كاثودات القطع المقابلة معًا (جميع القطع 'A'، جميع القطع 'B'، إلخ). يتم إضاءة الأرقام واحدًا تلو الآخر بسرعة متتالية. عند استخدام التعدد، يصبح تصنيف تيار النبضة القصوى (60mA عند دورة عمل 1/10) ذا صلة. يجب ألا يتجاوز متوسط التيار التصنيف المستمر، لذا يمكن أن يكون تيار النبضة أعلى. على سبيل المثال، التشغيل بتيار 40mA مع دورة عمل 1/4 يعطي متوسط تيار قدره 10mA.

4.3 إدارة الحرارة وتخطيط لوحة الدوائر المطبوعة

بينما يكون تبديد الطاقة لكل قطعة منخفضًا، يمكن أن يقترب إجمالي الطاقة لرقم مضاء بالكامل (جميع القطع الـ 17 + DP عند 20mA و ~4.5V) من 1.5 واط. قد تكون مساحة النحاس الكافية في لوحة الدوائر المطبوعة وربما ثقاب حرارية تحت العبوة ضرورية لتبديد الحرارة، خاصة في درجات الحرارة المحيطة العالية أو عند التشغيل بتيارات أعلى. يعد ضمان وصلة لحام جيدة على جميع الأطراف أمرًا بالغ الأهمية أيضًا للتوصيل الحراري بعيدًا عن رقائق LED.

5. تحليل الأداء والمنحنيات

تشير ورقة البيانات إلى منحنيات الخصائص الكهربائية والبصرية النموذجية، وهي ضرورية لفهم سلوك الجهاز تحت الظروف غير القياسية. بينما لا يتم تفصيل الرسوم البيانية المحددة في النص المقدم، فإن المنحنيات القياسية لمثل هذه الأجهزة تشمل عادةً:

• الشدة الضوئية النسبية مقابل تيار الأمام (منحنى I-V):يُظهر هذا الرسم البياني كيف يزداد إخراج الضوء مع التيار. يكون خطيًا بشكل عام عند التيارات المنخفضة ولكنه قد يشبع عند التيارات الأعلى بسبب التأثيرات الحرارية.
• جهد الأمام مقابل تيار الأمام:يُظهر العلاقة الأسية، مؤكدًا نطاق VF المحدد في الجدول.
• الشدة الضوئية النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطة:لمصابيح LED من نوع AlInGaP، تنخفض الشدة الضوئية عادةً مع زيادة درجة حرارة الوصلة. هذا المنحنى حاسم للتطبيقات التي تعمل عبر نطاق درجة الحرارة الكامل.
• التوزيع الطيفي:رسم بياني للشدة مقابل الطول الموجي، يُظهر الذروة عند ~611 نانومتر وعرض النصف.

يجب على المصممين استخدام هذه المنحنيات للتنبؤ بالأداء في تطبيقهم المحدد، مع مراعاة تأثيرات اختلافات درجة الحرارة وتيار التشغيل.

6. المقارنة والسياق التكنولوجي

6.1 AlInGaP مقابل تقنيات LED الأخرى

يعد استخدام AlInGaP على ركيزة GaAs غير شفافة ميزة فارقة رئيسية. مقارنة بتقنيات GaAsP أو GaP الأقدم، تقدم AlInGaP كفاءة إشعاعية أعلى بكثير واستقرارًا حراريًا أفضل في النطاق الكهرماني الأحمر. مقارنة بمصابيح LED البيضاء المحولة بالفوسفور المستخدمة في بعض الشاشات، توفر AlInGaP لونًا نقيًا ومشبعًا بدون تعقيد وفقدان كفاءة تحويل الفوسفور، مما يؤدي إلى تباين أعلى وعمر افتراضي أطول محتمل.

6.2 شاشة 17 قطعة مقابل شاشة 7 قطع وشاشة نقطية

تقع شاشة العرض المكونة من 17 قطعة (تسمى أحيانًا شاشة "انفجار نجمي") بين شاشة العرض المكونة من 7 قطع وشاشة العرض النقطية الكاملة. يمكنها عرض نطاق أوسع بكثير من الأحرف الأبجدية الرقمية بشكل أكثر وضوحًا من شاشة العرض المكونة من 7 قطع (مثل التمييز بين 'S' و '5'، وعرض 'M'، 'W'، 'K' بشكل صحيح) مع الحاجة إلى خطوط تحكم أقل بكثير وكونها أبسط في التشغيل من لوحة العرض النقطية عالية الدقة. يمثل LTP-22801JF الحل الأمثل عندما يتطلب التطبيق مجموعة محدودة من الأحرف الواضحة والمميزة على رقم واحد كبير.

7. الأسئلة الشائعة (FAQ)

س: هل يمكنني تشغيل هذه الشاشة مباشرة من متحكم دقيق بجهد 3.3 فولت؟

ج: لا، ليس مباشرة. جهد الأمام النموذجي (4.1V-5.2V) أعلى من 3.3 فولت. ستحتاج إلى جهد إمداد لا يقل عن 5 فولت لجانب LED. يجب تحويل مستوى إشارات التحكم من المتحكم الدقيق بجهد 3.3 فولت إلى سائقي الكاثود إذا كانت السوائق تتطلب مدخلات منطقية عالية بجهد 5 فولت، أو يجب عليك استخدام سوائق متوافقة مع منطق 3.3 فولت.

س: لماذا يوجد طرفان أنود مشتركان؟

ج: يسمح الطرفان الأنوديان المتصلان داخليًا (1 و 11) بالمرونة في توجيه لوحة الدوائر المطبوعة ويساعدان في توزيع إجمالي تيار الأنود، والذي يمكن أن يكون كبيرًا عندما تكون جميع القطع مضاءة. يُوصى بتوصيل كليهما بمصدر الإمداد.

س: ما هو الغرض من نسبة مطابقة الشدة الضوئية؟

ج: تضمن هذه النسبة (2:1 كحد أقصى) أن أضعف قطعة في الجهاز لن تكون أقل سطوعًا من نصف سطوع ألمع قطعة تحت نفس الظروف. هذا يضمن التوحيد البصري عبر الحرف، ويمنع ظهور بعض القطع بشكل ملحوظ أكثر خفوتًا من غيرها.

س: كيف يمكنني إنشاء الأحرف؟

ج: تحتاج إلى خريطة أحرف أو جدول خطوط في كود المتحكم الدقيق الخاص بك. هذا جدول بحث يحدد، لكل حرف أبجدي رقمي تريد عرضه، أي مجموعة من القطع الـ 17 (و DP) تحتاج إلى تشغيلها (سحب الكاثود إلى مستوى منخفض) عندما يكون الأنود المشترك عاليًا.

8. مثال تطبيقي عملي

السيناريو: عرض مؤقت رقمي.يمكن استخدام LTP-22801JF واحد لعرض رقم الثواني على مؤقت تنازلي كبير. سيقوم المتحكم الدقيق بالدوران عبر عرض الأرقام من 9 إلى 0. سيتضمن التصميم: 1) توفير إمداد ثابت بجهد 5 فولت. 2) وضع مقاومة تحديد تيار واحدة على خط الأنود المشترك (الطرفان 1 و 11). 3) توصيل كل من أطراف الكاثود الـ 18 (17 قطعة + DP) بطرف فردي من متحكم دقيق أو، بشكل أكثر كفاءة، بمخرجات سجلين إزاحة تسلسليين/متوازيين 8 بت لتوفير أطراف الإدخال/الإخراج. 4) برمجة المتحكم الدقيق بأنماط القطع للأرقام من 0 إلى 9 وربما نقطتين أو رمز آخر باستخدام DP. يضمن السطوع العالي وحجم الرقم الكبير رؤية الوقت من مسافة.