ورقة بيانات شاشة LED طراز LTP-4823KF - ارتفاع الرقم 0.4 بوصة - لون أصفر برتقالي من مادة AlInGaP - جهد أمامي 2.6 فولت - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

شاشة LTP-4823KF هي وحدة عرض ثنائية الرقم مكونة من 16 قطعة لعرض الأحرف الأبجدية الرقمية. وظيفتها الأساسية هي عرض الأحرف الأبجدية الرقمية (الحروف والأرقام) في الأجهزة الإلكترونية. تستخدم التقنية الأساسية مادة أشباه الموصلات AlInGaP (فوسفيد الألومنيوم إنديوم الغاليوم) لإنتاج إصدار ضوئي باللون الأصفر البرتقالي. يُصنف هذا الجهاز على أنه ذو تكوين أنود مشترك، مما يعني أن أقطاب الأنود لمصابيح LED الخاصة بكل رقم متصلة معًا داخليًا، مما يبسط دوائر القيادة المتعددة. تتميز الشاشة بوجه رمادي مع قطع بيضاء، مما يعزز التباين وسهولة القراءة تحت ظروف الإضاءة المختلفة.

1.1 المزايا الأساسية والسوق المستهدف

تنبع المزايا الرئيسية لهذه الشاشة من تقنية AlInGaP وتصميمها. فهي توفر سطوعًا عاليًا وتباينًا ممتازًا، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات التي تكون فيها الرؤية أمرًا بالغ الأهمية. تضمن زاوية المشاهدة الواسعة بقاء الشاشة قابلة للقراءة من مواضع مختلفة. يوفر بناؤها ذو الحالة الصلبة موثوقية عالية وعمر تشغيلي طويل مقارنة بتقنيات العرض الأخرى. يعتبر انخفاض استهلاك الطاقة فائدة كبيرة للتطبيقات التي تعمل بالبطارية أو التي تراعي كفاءة الطاقة. تستهدف هذه الشاشة عادةً لوحات التحكم الصناعية، ومعدات الاختبار والقياس، ونقاط البيع، والأجهزة القياسية، وأي نظام مدمج يتطلب قراءة رقمية أو أبجدية رقمية محدودة واضحة وموثوقة.

2. الغوص العميق في المعلمات التقنية

يقدم هذا القسم تفسيرًا موضوعيًا ومفصلاً للمعايير الكهربائية والبصرية المحددة في ورقة البيانات.

2.1 الخصائص الضوئية والبصرية

الخاصية البصرية الأساسية هيشدة الإضاءة المتوسطة (Iv)، مقاسة بوحدة الميكروكانديلا (µcd). تحت حالة الاختبار القياسية لتيار أمامي (IF) بقيمة 1 مللي أمبير، تتراوح الشدة من حد أدنى 500 µcd إلى قيمة نموذجية 1300 µcd. تحدد هذه المعلمة السطوع الملحوظ للقطع. يتميز الضوء بـطول موجة الانبعاث الذروي (λp)بقيمة 611 نانومتر والطول الموجي السائد (λd)بقيمة 605 نانومتر، وكلاهما مقاس عند IF=20mA. تضع هذه القيم الانبعاث بشكل قاطع في المنطقة الصفراء البرتقالية من الطيف المرئي. إننصف عرض الخط الطيفي (Δλ)هو 17 نانومتر، مما يشير إلى نقاء الطيف للضوء المنبعث. يشير نصف العرض الأضيق عمومًا إلى لون أكثر تشبعًا.

2.2 الخصائص الكهربائية

المعلمة الكهربائية الرئيسية هيالجهد الأمامي لكل قطعة (VF). عند تيار تشغيل 20mA، يكون الجهد الأمامي النموذجي 2.6 فولت، مع حد أدنى 2.05 فولت. هذه القيمة حاسمة لتصميم دائرة تحديد التيار لمصابيح LED. يتم تحديدالتيار العكسي لكل قطعة (IR)بحد أقصى 100 ميكرو أمبير عند تطبيق جهد عكسي (VR) بقيمة 5 فولت، مما يشير إلى تيار التسرب في حالة الإيقاف. إننسبة مطابقة شدة الإضاءةللقطع داخل منطقة ضوئية مماثلة هي 2:1 كحد أقصى. هذا يعني أن ألمع قطعة يجب ألا تزيد سطوعًا عن ضعف سطوع أغمق قطعة تحت نفس الظروف، مما يضمن مظهرًا موحدًا.

2.3 التصنيفات القصوى المطلقة

تحدد هذه التصنيفات حدود الإجهاد التي قد يتسبب تجاوزها في حدوث تلف دائم. يجب ألا تتجاوزاستهلاك الطاقة المتوسط لكل قطعة70 ملي واط. يقتصرتيار الذروة الأمامي لكل قطعةعلى 60 مللي أمبير، بينما يتم تصنيفالتيار الأمامي المتوسط لكل قطعةعند 25 مللي أمبير عند 25 درجة مئوية، مع تخفيض خطي بمقدار 0.33 مللي أمبير/درجة مئوية فوق 25 درجة مئوية. هذا التخفيض ضروري لإدارة الحرارة في البيئات عالية الحرارة. الحد الأقصى لـالجهد العكسي لكل قطعةهو 5 فولت. يمكن للجهاز العمل والتخزين ضمننطاق درجة الحرارةمن -35 درجة مئوية إلى +105 درجة مئوية.

3. شرح نظام التصنيف (Binning)

تتضمن ورقة البيانات جدول تصنيف لشدة الإضاءة. التصنيف (Binning) هو عملية مراقبة الجودة حيث يتم فرز مصابيح LED (وضعها في صناديق) بناءً على معايير الأداء المقاسة لضمان الاتساق. بالنسبة لـ LTP-4823KF، يتم تصنيف مصابيح LED إلى صناديق (F, G, H, J, K) وفقًا لشدة إضاءتها المتوسطة المقاسة عند IF=1mA. النطاقات هي: F (321-500 µcd)، G (501-800 µcd)، H (801-1300 µcd)، J (1301-2100 µcd)، و K (2101-3400 µcd). هذا يسمح للمصممين باختيار قطع بمستوى سطوع محدد لتطبيقهم، مما يضمن التوحيد عبر شاشات متعددة أو مطابقة متطلبات السطوع للتصميم بدقة.

4. تحليل منحنيات الأداء

بينما لا يتم تفصيل المنحنيات المحددة في النص المقدم، فإن منحنيات الأداء النموذجية لمثل هذه الأجهزة ستشمل:

• منحنى IV (التيار مقابل الجهد):يوضح العلاقة بين التيار الأمامي والجهد الأمامي. إنه غير خطي، مع جهد تشغيل (حوالي 2 فولت لـ AlInGaP) وبعد ذلك يزداد التيار بسرعة مع زيادة طفيفة في الجهد. يسلط هذا الضوء على الحاجة إلى قيادة بتيار ثابت.
• شدة الإضاءة مقابل التيار الأمامي:يوضح كيف يزداد إخراج الضوء مع تيار القيادة. إنه خطي عمومًا على مدى معين ولكنه سيشبع عند تيارات عالية جدًا بسبب الانخفاض الحراري وانخفاض الكفاءة.
• شدة الإضاءة مقابل درجة الحرارة المحيطة:يوضح كيف ينخفض إخراج الضوء مع زيادة درجة حرارة التقاطع لمصباح LED. هذا المنحنى حاسم للتطبيقات التي تعمل على نطاق واسع من درجات الحرارة.
• التوزيع الطيفي:رسم بياني للشدة النسبية مقابل الطول الموجي، يظهر الذروة عند ~611 نانومتر وشكل طيف الانبعاث.

5. المعلومات الميكانيكية والتغليف

تمتلك شاشة LTP-4823KF بصمة قياسية لشاشة LED ثنائية الرقم. يتم توفير أبعاد العبوة بالمليمترات. تشمل الملاحظات الميكانيكية الرئيسية: جميع تسامحات الأبعاد هي ±0.25 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك، وتسامح انزياح طرف الطرف هو ±0.4 مم. يتميز الجهاز بـ 20 طرفًا في صف واحد. يظهر الرسم التخطيطي للدائرة الداخلية أنه تكوين أنود مشترك لحرفين مكونين من 16 قطعة، مع نقطة عشرية على اليمين (D.P.). يسرد جدول توصيل الأطراف بدقة توصيل الكاثود لكل قطعة (من A إلى U، و D.P.، وأقطاب الأنود المشتركة للحرف 1 والحرف 2). يُشار إلى الطرف 14 على أنه \"لا يوجد توصيل\" (N.C.).

6. إرشادات اللحام والتجميع

تحدد ورقة البيانات ظروف اللحام: يمكن تعريض الجهاز لدرجة حرارة مكواة لحام 260 درجة مئوية لمدة 3 ثوانٍ، مع وضع طرف المكواة على بعد 1/16 بوصة (حوالي 1.6 مم) أسفل مستوى جلوس العبوة. من المهم للغاية عدم تجاوز هذا الحد الأقصى لدرجة الحرارة أثناء التجميع لمنع تلف رقائق LED الداخلية والعبوة البلاستيكية. بالنسبة لللحام بالموجة أو إعادة التدفق، يجب اتباع الملامح القياسية لمكونات الثقب المار، مع التأكد من ألا تتجاوز درجة حرارة الجسم القصوى درجة حرارة التخزين القصوى البالغة 105 درجة مئوية.

7. اقتراحات التطبيق

7.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

هذه الشاشة مثالية لأي جهاز يتطلب قراءة واضحة مكونة من رقمين مع مؤشرات أبجدية عرضية. تشمل الاستخدامات الشائعة: الملتمترات الرقمية، عدادات التردد، المؤقتات، وحدات تحكم العمليات، الأجهزة الطبية (مثل أجهزة مراقبة المرضى)، الأجهزة المنزلية (مثل الأفران، منظمات الحرارة)، وأدوات التشخيص للسيارات.

7.2 اعتبارات التصميم

• دائرة القيادة:باعتبارها شاشة ذات أنود مشترك، فمن الأفضل قيادتها بواسطة دائرة متعددة. يمكن لوحدة التحكم الدقيقة (ميكروكنترولر) سحب التيار عبر كاثودات القطع (عبر مقاومات تحديد التيار) مع تمكين أطراف الأنود المشتركة لكل رقم بالتتابع.
• تحديد التيار:استخدم دائمًا مقاومات متسلسلة لكل كاثود قطعة أو في مسار الأنود المشترك لتحديد التيار إلى القيمة المطلوبة (مثل 10-20 مللي أمبير للسطوع الكامل). احسب قيمة المقاوم باستخدام R = (Vcc - Vf) / If، حيث Vf هو الجهد الأمامي من ورقة البيانات.
• معدل التحديث:عند تعدد رقمين، تأكد من أن معدل التحديث مرتفع بما يكفي (عادة >60 هرتز) لتجنب الوميض المرئي.
• زاوية المشاهدة:ضع الشاشة مع مراعاة زاوية المشاهدة الواسعة لتعظيم قابلية الاستخدام للمستخدم النهائي.

8. المقارنة التقنية

مقارنة بتقنيات أقدم مثل مصابيح LED الحمراء GaAsP، فإن مادة AlInGaP المستخدمة في LTP-4823KF توفر كفاءة إضاءة أعلى بكثير، مما يؤدي إلى سطوع أكبر لنفس تيار القيادة. مقارنة بشاشات الرقم الواحد، توفر هذه الوحدة ثنائية الرقم مساحة على اللوحة وتُبسط التجميع. مقابل شاشات المصفوفة النقطية، توفر وحدات الـ 16 قطعة واجهة قيادة أبسط (20 طرفًا مقابل أكثر للمصفوفة) ولكنها تقتصر على الأحرف الأبجدية الرقمية وبعض الرموز، وليست رسومات كاملة.

9. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعلمات التقنية)

س: ما هو الغرض من الطرف \"لا يوجد توصيل\" (الطرف 14)؟

ج: هذا الطرف موجود ميكانيكيًا ولكنه غير متصل كهربائيًا بأي مكون داخلي. غالبًا ما يتم تضمينه للاستقرار الميكانيكي أثناء اللحام أو للحفاظ على بصمة توصيل أطراف قياسية عبر عائلة من الأجهزة المماثلة.

س: كيف أفسر \"نسبة مطابقة شدة الإضاءة\" البالغة 2:1؟

ج: هذا هو مواصفة التوحيد. يعني ذلك أنه تحت ظروف القيادة المتطابقة، فإن شدة الإضاءة المقاسة لأي قطعة واحدة يجب ألا تزيد عن ضعف شدة أي قطعة أخرى على نفس الشاشة. وهذا يضمن مظهرًا متسقًا عبر جميع القطع المضاءة.

س: هل يمكنني تشغيل هذه الشاشة بمصدر طاقة 5 فولت؟

ج: نعم، ولكن يجب عليك استخدام مقاومة تحديد تيار. مع جهد أمامي نموذجي Vf بقيمة 2.6 فولت عند 20 مللي أمبير، ستكون قيمة المقاومة المطلوبة R = (5V - 2.6V) / 0.02A = 120 أوم. تحقق دائمًا من قيمة Vf الفعلية من دفعتك المحددة واضبط قيمة المقاومة وفقًا لذلك لتحقيق التيار المطلوب.

10. حالة استخدام عملية

السيناريو: تصميم مؤقت رقمي بسيط.شاشة LTP-4823KF مثالية لعرض الدقائق والثواني (MM:SS). ستتحكم وحدة تحكم دقيقة (ميكروكنترولر) في الشاشة عبر التعدد. سيتحكم منفذ I/O واحد في كاثودات الـ 18 قطعة (عبر ترانزستورات أو دائرة متكاملة قائدة)، وسيتحكم طرفا I/O آخران في قطبي الأنود المشتركين. سيقوم البرنامج الثابت (firmware) بتحديث بيانات القطع والتبديل بين الرقمين بسرعة. يضمن السطوع العالي رؤية المؤقت في غرفة مضاءة جيدًا، ويكون استهلاك الطاقة المنخفض مفيدًا إذا كان الجهاز يعمل بالبطارية.

11. مبدأ التشغيل

يعمل الجهاز على مبدأ الإضاءة الكهربائية في وصلة أشباه الموصلات من النوع p-n. عندما يتم تطبيق جهد أمامي يتجاوز جهد تشغيل الصمام الثنائي عبر الأنود والكاثود لقطعة LED، تتحد الإلكترونات والفجوات في المنطقة النشطة (طبقة AlInGaP). يطلق هذا الاتحاد الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). يحدد التركيب المحدد لسبيكة AlInGaP طاقة فجوة النطاق، والتي بدورها تحدد الطول الموجي (اللون) للضوء المنبعث، في هذه الحالة، الأصفر البرتقالي. كل قطعة من الـ 16 قطعة هي LED فردي أو مجموعة من مصابيح LED، ومن خلال إضاءة هذه القطع بشكل انتقائي، يمكن تشكيل أحرف أبجدية رقمية.

12. اتجاهات التكنولوجيا

بينما تظل شاشات الـ 16 قطعة مثل LTP-4823KF ذات صلة بتطبيقات محددة، فإن الاتجاه الأوسع في عرض المعلومات يتجه نحو تكامل ومرونة أعلى. أصبحت شاشات OLED النقطية وشاشات LCD أكثر تنافسية من حيث التكلفة وتوفر قدرات أبجدية رقمية ورسومية كاملة. ومع ذلك، تحتفظ شاشات LED القطاعية بمزايا في البيئات القاسية (نطاق درجة حرارة واسع، سطوع عالٍ) وللتطبيقات التي تكون فيها البساطة والموثوقية وعمر الخدمة الطويل أمرًا بالغ الأهمية. تستمر تقنية AlInGaP الأساسية في التحسن من حيث الكفاءة وعمر الخدمة. علاوة على ذلك، هناك دفع صناعي مستمر نحو استهلاك طاقة أقل والامتثال للوائح البيئية مثل RoHS، والتي يلتزم بها هذا الجهاز بالفعل بعبوته الخالية من الرصاص.