ورقة بيانات شاشة LED موديل LTD-6410G - ارتفاع الرقم 0.56 بوصة - لون أخضر - جهد أمامي 2.6 فولت - تبديد طاقة 70 ميغاواط - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

شاشة LTD-6410G هي وحدة عرض أبجدية رقمية مزدوجة الأرقام من سبعة أجزاء تستخدم ثنائيات باعثة للضوء (LED) خضراء. وظيفتها الأساسية هي عرض المعلومات الرقمية والأبجدية المحدودة في الأجهزة الإلكترونية. تكمن الميزة الأساسية لهذه الشاشة في بنيتها ذات الحالة الصلبة، مما يوفر موثوقية عالية، وعمر تشغيلي طويل، وخصائص وضوح ممتازة.

يُصنف الجهاز على أنه بتكوين أنود مشترك، مما يعني أن أقطاب الأنود لثنائيات LED لكل رقم متصلة داخليًا معًا. هذا يبسط دوائر القيادة المتعددة. تتميز الشاشة بوجه رمادي مع موزعات شرائح بيضاء، مما يعزز التباين ويحسن إمكانية القراءة تحت ظروف إضاءة مختلفة. يشمل السوق المستهدف مجموعة واسعة من الإلكترونيات الاستهلاكية والصناعية التي تتطلب قراءات رقمية واضحة وموثوقة، مثل معدات الاختبار، وأجهزة القياس، وأنظمة نقاط البيع، ولوحات تحكم الأجهزة.

1.1 الميزات الرئيسية ووصف الجهاز

تتضمن شاشة LTD-6410G عدة ميزات تصميمية تهدف إلى الأداء وسهولة الاستخدام:

• ارتفاع الرقم:0.56 بوصة (14.22 ملم)، مما يوفر حجم أحرف واضح وقابل للقراءة.
• انتظام الشرائح:شرائح مستمرة وموحدة تضمن مظهرًا متناسقًا عبر منطقة العرض.
• كفاءة الطاقة:مطلب طاقة منخفض لكل شريحة، مناسب للتطبيقات التي تعمل بالبطارية أو الواعية للطاقة.
• الأداء البصري:ناتج سطوع عالي مقترن بتباين عالٍ بين الشرائح المضاءة والخلفية الرمادية يضمن مظهرًا ممتازًا للأحرف.
• زاوية الرؤية:زاوية رؤية واسعة تسمح بقراءة الشاشة من مواضع مختلفة.
• الموثوقية:موثوقية الحالة الصلبة بدون أجزاء متحركة أو فتائل تتآكل.
• التصنيف (Binning):يتم تصنيف شدة الإضاءة (تصنيفها في مجموعات)، مما يسمح باختيار شاشات ذات مستويات سطوع متطابقة في التطبيقات متعددة الوحدات.
• الامتثال البيئي:العبوة خالية من الرصاص، مصنوعة وفقًا لتوجيهات RoHS (تقييد المواد الخطرة).

يستخدم الجهاز رقائق LED خضراء. تحدد ورقة البيانات تقنيتين محتملتين للرقائق: تقنية GaP (فوسفيد الغاليوم) على ركيزة GaP، أو تقنية AlInGaP (فوسفيد الألومنيوم إنديوم غاليوم) على ركيزة GaAs (زرنيخيد الغاليوم) غير الشفافة. كلا التقنيتين قادرتان على إنتاج الانبعاث الأخضر المحدد.

2. الغوص العميق في المواصفات الفنية

2.1 الحدود القصوى المطلقة

تحدد هذه التقييمات الحدود التي بعدها قد يحدث تلف دائم للجهاز. لا يتم ضمان التشغيل خارج هذه الحدود.

• تبديد الطاقة لكل شريحة (P_d):70 ميغاواط كحد أقصى. تجاوز هذا يمكن أن يؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة.
• تيار الذروة الأمامي لكل شريحة (I_FP):60 مللي أمبير، مسموح به فقط تحت ظروف النبض (دورة عمل 1/10، عرض نبضة 0.1 مللي ثانية). هذا مفيد للقيادة المتعددة أو تحقيق سطوع لحظي أعلى.
• التيار الأمامي المستمر لكل شريحة (I_F):25 مللي أمبير كحد أقصى عند 25°م. يتناقص هذا التقييم خطيًا بمعدل 0.33 مللي أمبير/°م مع زيادة درجة الحرارة المحيطة (T_a) فوق 25°م. على سبيل المثال، عند 50°م، سيكون الحد الأقصى للتيار المستمر تقريبًا 25 مللي أمبير - (0.33 مللي أمبير/°م * 25°م) = 16.75 مللي أمبير.
• الجهد العكسي لكل شريحة (V_R):5 فولت كحد أقصى. تطبيق جهد عكسي أعلى يمكن أن يسبب الانهيار.
• نطاق درجة حرارة التشغيل والتخزين:-35°م إلى +85°م.
• درجة حرارة اللحام:يمكن للجهاز تحمل أقصى درجة حرارة لحام تبلغ 260°م لمدة أقصاها 3 ثوانٍ، مقاسة على بعد 1.6 ملم أسفل مستوى جلوس العبوة.

2.2 الخصائص الكهربائية والبصرية

هذه هي معلمات التشغيل النموذجية المقاسة عند درجة حرارة محيطة (T_a) تبلغ 25°م.

• شدة الإضاءة المتوسطة (I_V):870 ميكروكانديلا (كحد أدنى)، 2400 ميكروكانديلا (نموذجي) عند تشغيلها بتيار أمامي (I_F) قدره 10 مللي أمبير. هذه المعلمة مصنفة في مجموعات.
• طول موجة الانبعاث الذروة (λ_p):565 نانومتر (نموذجي) عند I_F=20 مللي أمبير. هذا هو الطول الموجي الذي يكون فيه الناتج الطيفي أقوى.
• نصف عرض الخط الطيفي (Δλ):30 نانومتر (نموذجي) عند I_F=20 مللي أمبير. هذا يشير إلى نقاء الطيف أو عرض النطاق الترددي للضوء المنبعث.
• الطول الموجي السائد (λ_d):569 نانومتر (نموذجي) عند I_F=20 مللي أمبير. هذا هو الطول الموجي الفردي الذي تدركه العين البشرية ويتطابق مع لون الضوء.
• الجهد الأمامي لكل شريحة (V_F):2.1 فولت (كحد أدنى)، 2.6 فولت (نموذجي) عند I_F=20 مللي أمبير. يجب أن يأخذ تصميم الدائرة الكهربائية هذا النطاق في الاعتبار لضمان تنظيم التيار بشكل صحيح.
• التيار العكسي لكل شريحة (I_R):100 ميكرو أمبير (كحد أقصى) عند تطبيق جهد عكسي (V_R) بقيمة 5 فولت. تشير ورقة البيانات صراحةً إلى أن حالة الجهد العكسي هذه هي لأغراض الاختبار فقط ولا يجب تشغيل الجهاز بشكل مستمر تحت انحياز عكسي.
• نسبة مطابقة شدة الإضاءة (I_V-m):2:1 (نموذجي). تحدد هذه النسبة القصوى المسموح بها بين ألمع شريحة وأغمق شريحة داخل جهاز واحد، مما يضمن الانتظام.

ملاحظة القياس:يتم قياس شدة الإضاءة باستخدام مزيج من مستشعر ومرشح يقارب منحنى استجابة العين الضوئي لـ CIE (اللجنة الدولية للإضاءة)، مما يضمن ارتباط القياس بإدراك السطوع البشري.

3. شرح نظام التصنيف (Binning)

يستخدم موديل LTD-6410G نظام تصنيف بشكل أساسي من أجلشدة الإضاءة. يتم اختبار الشاشات وتصنيفها في مجموعات مختلفة بناءً على ناتج الضوء المقاس عند تيار اختبار قياسي (10 مللي أمبير). هذا يسمح للمصممين باختيار شاشات ذات مستويات سطوع متطابقة تقريبًا عند استخدام وحدات متعددة في تجميع واحد، مما يمنع اختلافات السطوع الملحوظة من رقم إلى آخر. تحدد ورقة البيانات نطاق شدة نموذجي من 870 ميكروكانديلا إلى 2400 ميكروكانديلا، مما يشير إلى الانتشار عبر المجموعات المتاحة. للتطبيقات الحرجة التي تتطلب اتساقًا بصريًا، يوصى بشدة بتحديد شاشات من نفس مجموعة الشدة.

4. تحليل منحنيات الأداء

تشير ورقة البيانات إلى منحنيات الخصائص الكهربائية/البصرية النموذجية. بينما لا يتم توفير الرسوم البيانية المحددة في مقتطف النص، فإن المنحنيات القياسية لمثل هذه الأجهزة تشمل عادةً:

• التيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي (منحنى I-V):يوضح العلاقة الأسية. سيشير المنحنى إلى V_Fالنموذجي البالغ ~2.6 فولت عند 20 مللي أمبير وكيف يختلف مع درجة الحرارة.
• شدة الإضاءة مقابل التيار الأمامي:يوضح أن ناتج الضوء يتناسب تقريبًا مع التيار الأمامي، حتى الحدود القصوى. يسلط الضوء على نقطة تناقص العوائد أو التشبع.
• شدة الإضاءة مقابل درجة الحرارة المحيطة:يوضح كيف ينخفض ناتج الضوء مع زيادة درجة حرارة التقاطع لـ LED. هذا أمر بالغ الأهمية للتصميم في بيئات عالية الحرارة.
• التوزيع الطيفي:رسم بياني للشدة النسبية مقابل الطول الموجي، يظهر الذروة عند ~565 نانومتر ونصف العرض البالغ ~30 نانومتر، مما يحدد خصائص اللون الأخضر.

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

5. المعلومات الميكانيكية والخاصة بالعبوة

5.1 أبعاد العبوة

للشاشة بصمة قياسية مزدوجة الأرقام من سبعة أجزاء. يتم توفير جميع الأبعاد الحرجة لتخطيط لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) والتكامل الميكانيكي في رسم مفصل في الصفحة 3 من ورقة البيانات. تشمل الملاحظات الرئيسية أن جميع الأبعاد بالمليمترات، مع تسامحات قياسية تبلغ ±0.25 ملم ما لم يُذكر خلاف ذلك. يجب على المصممين الرجوع إلى هذا الرسم للحصول على المسافة الدقيقة بين المسامير، والطول الإجمالي للعبوة، والعرض، والارتفاع، والمسافة من مركز إلى مركز للرقم.

5.2 مخطط الدائرة الداخلية والتوصيل بالمسامير

يوضح مخطط الدائرة الداخلية تكوين الأنود المشترك. لكل من الرقمين مسمار أنود مشترك خاص به (المسمار 14 للرقم 1، المسمار 13 للرقم 2). أقطاب الكاثود لكل شريحة (من A إلى G، بالإضافة إلى النقطة العشرية DP) متصلة بمسامير فردية، مع بعض المشاركة بين الأرقام للشرائح في نفس الموضع المادي (على سبيل المثال، المسمار 1 هو كاثود E للرقم 1، المسمار 5 هو كاثود E للرقم 2).

يوفر جدول توصيل المسامير تعيينًا كاملاً لواجهة العبوة ثنائية الخط (DIP) المكونة من 18 مسمارًا:

• المسامير 1-4، 15-18: تتحكم في شرائح والنقطة العشرية للرقم 1.
• المسامير 5-13: تتحكم في شرائح، والنقطة العشرية، والأنود المشترك للرقم 2.
• المسمار 14: الأنود المشترك للرقم 1.

هذا التوصيل بالمسامير حاسم لتصميم تخطيط لوحة الدوائر المطبوعة وكتابة برنامج المتحكم الدقيق لقيادة الشاشة بشكل صحيح، عادةً باستخدام تقنية متعددة حيث يتم تبديل أقطاب الأنود بالتتابع.

6. إرشادات اللحام والتجميع والتخزين

6.1 احتياطات اللحام والتطبيق

توفر ورقة البيانات ملاحظات تطبيقية موسعة لضمان التشغيل الموثوق:

• تصميم دائرة القيادة:يوصى بالقيادة بتيار ثابت بدلاً من الجهد الثابت لضمان شدة إضاءة متسقة بغض النظر عن اختلافات V_F. يجب تصميم الدائرة الكهربائية لاستيعاب نطاق V_Fالكامل (2.1 فولت-2.6 فولت).
• الحماية:يجب أن تتضمن دائرة القيادة حماية ضد الجهود العكسية وارتفاعات الجهد العابرة أثناء عمليات التشغيل/الإيقاف، حيث يمكن أن تتلف هذه ثنائيات LED.
• إدارة الحرارة:يجب تخفيض تصنيف تيار التشغيل بناءً على أقصى درجة حرارة محيطة لمنع درجة حرارة تقاطع مفرطة، مما يسبب تدهورًا سريعًا في الضوء (انخفاض لومن) ويمكن أن يؤدي إلى فشل مبكر.
• المناولة الميكانيكية:تجنب تطبيق قوة غير طبيعية على جسم الشاشة أثناء التجميع. لا تدع فيلم النمط الأمامي يتلامس بشكل مباشر ومحكم مع لوحة/غطاء أمامي، حيث قد تحرك القوة الخارجية الفيلم.
• البيئة:تجنب التغيرات السريعة في درجة الحرارة في بيئات عالية الرطوبة لمنع التكثيف على الشاشة.

6.2 ظروف التخزين

التخزين السليم أمر حيوي لمنع أكسدة الأطراف المطلية بالقصدير:

• لشاشات LED (من خلال الثقب):قم بالتخزين في العبوة الأصلية عند درجة حرارة من 5°م إلى 30°م مع رطوبة نسبية أقل من 60%. لا يُنصح بالتخزين طويل الأمد للمخزونات الكبيرة.
• لشاشات LED ذات التركيب السطحي (SMD) (ملاحظة عامة):إذا كانت في كيس حاجز للرطوبة مغلق من المصنع، قم بالتخزين عند 5°م-30°م، <60% رطوبة نسبية. بمجرد الفتح، يجب استخدام الأجهزة خلال 168 ساعة (أسبوع واحد) إذا تم تخزينها تحت نفس الظروف، بما يتوافق مع مستوى حساسية الرطوبة (MSL) 3.

قد يؤدي عدم مراعاة هذه الشروط إلى ضرورة إعادة طلاء المسامير المؤكسدة قبل الاستخدام في الإنتاج.

7. اقتراحات التطبيق واعتبارات التصميم

7.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

شاشة LTD-6410G مناسبة لأي تطبيق يتطلب قراءة رقمية مزدوجة واضحة وموثوقة. وهذا يشمل:

• أجهزة القياس الرقمية المتعددة، وراسمات الذبذبات، ومصادر الطاقة.
• أجهزة التحكم في العمليات الصناعية والموقتات.
• شاشات معدات اللياقة البدنية.
• لوحات تحكم الأجهزة (الأفران، أفران الميكروويف).
• معدات التجزئة مثل الموازين أو آلات تسجيل النقد.

تحدد ورقة البيانات أنها مخصصة لـ \"المعدات الإلكترونية العادية\" ويشترط استشارة للتطبيقات الحرجة للسلامة (الطيران، الطبية، النقل).

7.2 اعتبارات التصميم

• مقاومات تحديد التيار:أساسية لكل شريحة أو أنود مشترك عند استخدام مصدر جهد. احسب بناءً على جهد التغذية، V_Fلـ LED، والتيار الأمامي المطلوب I_F.
• سائق متعدد (Multiplexing Driver):عادةً ما يستخدم متحكم دقيق به عدد كافٍ من مسامير الإدخال/الإخراج أو دائرة متكاملة مخصصة لقيادة العرض (مثل MAX7219) لتشغيل أنود كل رقم بشكل تسلسلي أثناء تنشيط أقطاب الكاثود للشرائح المقابلة. هذا يقلل عدد خطوط التحكم المطلوبة من 15 (7 شرائح + DP لكل رقم، بالإضافة إلى 2 أنود) إلى 9 فقط (7 شرائح + DP + 2 خطوط اختيار رقم).
• معدل التحديث:يجب أن يكون تردد التعدد عاليًا بما يكفي (>60 هرتز) لتجنب الوميض المرئي.
• مزود الطاقة:يجب أن يكون قادرًا على توفير تيار الذروة عند إضاءة عدة شرائح في وقت واحد أثناء التعدد.

8. المقارنة الفنية والتمييز

على الرغم من عدم مقارنتها صراحةً بموديلات أخرى، فإن المميزات الرئيسية لشاشة LTD-6410G ضمن فئتها هي:

• اللون والتباين:المزيج المحدد لثنائيات LED الخضراء مع وجه رمادي/شرائح بيضاء يوفر جمالية مميزة ونسبة تباين عالية مقارنة بشاشات الأحمر على الأسود أو الأخضر على الأسود القياسية.
• التصنيف حسب الشدة:توفير شدة إضاءة مصنفة هي ميزة موجهة للتطبيقات عالية الجودة حيث يكون انتظام العرض أمرًا بالغ الأهمية، مما يميزها عن البدائل غير المصنفة والأقل تكلفة.
• رقائق بتقنيتين:يسمح استخدام رقائق GaP أو AlInGaP للمصنع بالتحسين للأداء أو التكلفة، مما قد يوفر مزايا في الكفاءة أو نقاء اللون مقارنة بالشاشات التي تستخدم تقنية واحدة فقط.

9. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعلمات الفنية)

س: هل يمكنني قيادة هذه الشاشة مباشرة بمسمار متحكم دقيق بجهد 5 فولت؟

ج: لا. الجهد الأمامي النموذجي هو 2.6 فولت، ولكن مقياس التيار المقاوم مطلوب دائمًا لضبط التيار الأمامي الصحيح (على سبيل المثال، 10-20 مللي أمبير). التوصيل المباشر بـ 5 فولت سيسبب تيارًا مفرطًا ويدمر شريحة LED.

س: ما الفرق بين طول موجة الذروة (565 نانومتر) والطول الموجي السائد (569 نانومتر)؟

ج: طول موجة الذروة هو أعلى نقطة حرفية على منحنى الناتج الطيفي. الطول الموجي السائد هو قيمة محسوبة تمثل اللون المدرك. بالنسبة لـ LED الأخضر أحادي اللون، غالبًا ما يكونان قريبين، كما هو موضح هنا.

س: الحد الأقصى للتيار المستمر هو 25 مللي أمبير، لكن شرط الاختبار لـ V_Fيستخدم 20 مللي أمبير. أي منهما يجب أن أستخدم؟

ج: 20 مللي أمبير هو شرط اختبار قياسي شائع. يمكنك تصميم دائرة الكهرباء الخاصة بك لأي تيار أمامي بين الحد الأدنى المطلوب للسطوع الكافي والحد الأقصى المصنف 25 مللي أمبير (مع تخفيض التصنيف لدرجة الحرارة). 10-20 مللي أمبير هو نطاق تشغيل نموذجي.

س: لماذا تصنيف الجهد العكسي مهم إذا لم أقم بتطبيقه أبدًا؟

ج: يشير التصنيف إلى قدرة الجهاز على تحمل الاتصال العكسي العرضي أو ارتفاعات الجهد العابرة دون فشل فوري. يجب أن تتضمن الدائرة حماية (مثل ثنائي موازٍ) لتثبيت أي جهد عكسي أقل من 5 فولت.

10. حالة تصميم واستخدام عملية

الحالة: تصميم عداد بسيط مكون من رقمين.

يحتاج مصمم إلى شاشة لعداد أحداث. يختارون شاشة LTD-6410G لوضوحها ولونها الأخضر. يستخدمون متحكمًا دقيقًا به 10 مسامير إدخال/إخراج. يتم تكوين ثمانية مسامير كمخرجات لقيادة أقطاب كاثود الشرائح (A-G، DP) عبر مقاومات تحديد تيار بقيمة 150 أوم (محسوبة لمصدر طاقة 5 فولت، V_F~2.6 فولت، وتيار أمامي I_F~16 مللي أمبير). يتم استخدام مسارين إضافيين كمخرجات اختيار رقم، كل منهما متصل بأنود مشترك لرقم عبر ترانزستور NPN صغير (على سبيل المثال، 2N3904) لسحب التيار التراكمي الأعلى لرقم مضاء بالكامل (حتى 8 شرائح * 16 مللي أمبير = 128 مللي أمبير). ينفذ البرنامج الثابت التعدد: يشغل الترانزستور للرقم 1، يضبط نمط الشرائح لقيمة الرقم الأول، ينتظر 5 مللي ثانية، يوقف الرقم 1، يشغل الرقم 2، يضبط نمط الشرائح للرقم الثاني، ينتظر 5 مللي ثانية، ويكرر. هذا يخلق عرضًا مستقرًا وخاليًا من الوميض. يضيف المصمم أيضًا ثنائي 1N4148 موازيًا لكل خط أنود مشترك (الكاثود إلى Vcc) للحماية من ارتفاعات الجهد الاستقرائي عند إيقاف الترانزستورات.