جدول المحتويات
- 1. نظرة عامة على المنتج
- 1.1 المزايا الأساسية
- 2. تحليل عميق للمعايير التقنية
- 2.1 الحدود القصوى المطلقة
- 2.2 الخصائص الكهربائية والبصرية
- 3. شرح نظام التصنيف
- 4. تحليل منحنيات الأداء
- 5. معلومات الميكانيكية والتغليف
- 6. إرشادات اللحام والتجميع
- 7. اقتراحات التطبيق
- 7.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية
- 7.2 اعتبارات التصميم
- 8. المقارنة التقنية والتمييز
- 9. الأسئلة المتكررة (بناءً على المعايير التقنية)
- 9.1 هل يمكنني تشغيل هذه الشاشة باستخدام متحكم دقيق بجهد 3.3 فولت بدون محول مستوى؟
- 9.2 لماذا تُعطى شدة الإضاءة كنطاق (200-600 ميكرو كانديلا)؟ كيف أضمن سطوعًا متسقًا؟
- 9.3 ما هو الغرض من اتصالات \"L1، L2، L3\" المذكورة مع بعض الكاثودات؟
- 9.4 كيف أحسب استهلاك الطاقة لتصميم الشاشة الخاص بي؟
- 10. دراسة حالة التصميم
- 11. مقدمة عن مبدأ التقنية
- 12. اتجاهات التقنية
1. نظرة عامة على المنتج
شاشة LTC-2621JR هي وحدة عرض مدمجة، رقمية مزدوجة، مكونة من سبعة مقاطع من الثنائيات الباعثة للضوء (LED). وظيفتها الأساسية هي توفير مخرجات رقمية واضحة وقابلة للقراءة في مجموعة واسعة من الأجهزة الإلكترونية وأجهزة القياس. تعتمد التقنية الأساسية على مادة أشباه الموصلات AlInGaP (فوسفيد الألومنيوم إنديوم غاليوم)، والمصممة لإنتاج لون أحمر فائق بكفاءة إضاءة عالية. يتميز الجهاز بتشغيله بتيار منخفض، مما يجعله مناسبًا للتطبيقات التي تعمل بالبطاريات أو التي تراعي استهلاك الطاقة حيث يكون تقليل استهلاك الطاقة أمرًا بالغ الأهمية. تتميز الشاشة بوجه رمادي ولون مقاطع أبيض، مما يعزز التباين وسهولة القراءة تحت ظروف الإضاءة المختلفة.
1.1 المزايا الأساسية
- متطلبات طاقة منخفضة:مصممة للعمل بتيارات أمامية منخفضة جدًا، حيث تم تصميم المقاطع لتشغيلها بفعالية بتيارات منخفضة تصل إلى 1 مللي أمبير. وهذا يقلل بشكل كبير من استهلاك الطاقة الكلي للنظام.
- سطوع وتباين عاليان:تستخدم تقنية AlInGaP لتقديم شدة إضاءة عالية، مما يضمن وضوحًا ممتازًا. يعزز تصميم الوجه الرمادي/المقاطع البيضاء نسب التباين.
- مظهر ممتاز للأحرف:تتميز بمقاطع مستمرة وموحدة (بارتفاع رقم 0.28 بوصة / 7.0 مم) لأحرف رقمية ذات مظهر متسق واحترافي.
- زاوية مشاهدة واسعة:توفر وضوحًا للرؤية من مجموعة واسعة من الزوايا، وهو أمر أساسي لواجهات المستخدم.
- موثوقية الحالة الصلبة:كجهاز يعتمد على LED، فإنه يوفر عمر تشغيلي طويل، ومقاومة للصدمات، وموثوقية مقارنة بتقنيات العرض الميكانيكية أو الأخرى.
- تصنيف حسب شدة الإضاءة:يتم فرز الأجهزة أو تصنيفها بناءً على إخراجها الضوئي، مما يسمح بتوحيد أفضل في التطبيقات التي تتطلب سطوعًا موحدًا عبر شاشات متعددة.
2. تحليل عميق للمعايير التقنية
يقدم هذا القسم تحليلاً مفصلاً وموضوعيًا للمعايير الكهربائية والبصرية الرئيسية المحددة في ورقة البيانات. فهم هذه المعايير أمر بالغ الأهمية لتصميم الدائرة الكهربائية بشكل صحيح وضمان أداء عرض مثالي.
2.1 الحدود القصوى المطلقة
تحدد هذه التقييمات حدود الإجهاد التي بعدها قد يحدث تلف دائم للجهاز. لا يتم ضمان التشغيل خارج هذه الحدود ويجب تجنبه.
- تبديد الطاقة لكل مقطع:70 ميلي واط كحد أقصى. يتم تحديد هذا الحد من خلال قدرة شريحة LED على تبديد الحرارة. تجاوز هذا يمكن أن يؤدي إلى هروب حراري وتعطل.
- التيار الأمامي الذروي لكل مقطع:100 مللي أمبير كحد أقصى، ولكن فقط تحت ظروف النبض (دورة عمل 1/10، عرض نبضة 0.1 مللي ثانية). هذا التقييم مخصص لسيناريوهات التعددية أو الدفع الزائد المؤقت، وليس للتشغيل المستمر بالتيار المستمر.
- التيار الأمامي المستمر لكل مقطع:25 مللي أمبير كحد أقصى عند درجة حرارة 25°مئوية. يتناقص هذا التيار خطيًا بمعدل 0.33 مللي أمبير/°مئوية مع زيادة درجة الحرارة المحيطة (Ta) فوق 25°مئوية. على سبيل المثال، عند 85°مئوية، سيكون الحد الأقصى المسموح به للتيار المستمر تقريبًا: 25 مللي أمبير - ((85°مئوية - 25°مئوية) * 0.33 مللي أمبير/°مئوية) = ~5.2 مللي أمبير. هذا التناقص بالغ الأهمية لإدارة الحرارة.
- الجهد العكسي لكل مقطع:5 فولت كحد أقصى. تمتلك الثنائيات الباعثة للضوء (LED) جهد انهيار عكسي منخفض. تطبيق جهد عكسي أكبر من هذا يمكن أن يتسبب في فشل فوري وكارثي للوصلة PN.
- نطاق درجة حرارة التشغيل والتخزين:من -35°مئوية إلى +85°مئوية. تم تصنيف الجهاز لنطاقات درجات الحرارة الصناعية.
- درجة حرارة اللحام:260°مئوية كحد أقصى لمدة أقصاها 3 ثوانٍ، مقاسة على بعد 1.6 مم تحت مستوى الجلوس. هذا إرشاد قياسي لملف إعادة التدفق للحام لمنع تلف الغلاف البلاستيكي والوصلات السلكية الداخلية.
2.2 الخصائص الكهربائية والبصرية
هذه هي معايير التشغيل النموذجية المقاسة عند Ta=25°مئوية. يجب على المصممين استخدام هذه القيم لحسابات الدائرة.
- شدة الإضاءة المتوسطة (IV):200 ميكرو كانديلا (الحد الأدنى)، 600 ميكرو كانديلا (النموذجي) عند IF= 1 مللي أمبير. هذه هي معلمة السطوع الرئيسية عند نقطة التشغيل المنخفضة التي يوصى بها. النطاق الواسع (200-600) يشير إلى أن الجهاز مُصنَّف؛ يجب على المصممين مراعاة هذا الاختلاف أو تحديد تصنيف لسطوع متسق.
- طول موجة الانبعاث الذروي (λp):639 نانومتر (النموذجي) عند IF= 20 مللي أمبير. هذا هو الطول الموجي الذي يكون عنده إخراج الطاقة البصرية في أقصى حد. وهو يحدد اللون \"الأحمر الفائق\".
- نصف عرض الخط الطيفي (Δλ):20 نانومتر (النموذجي) عند IF= 20 مللي أمبير. يقيس هذا نقاء الطيف أو عرض النطاق الترددي للضوء المنبعث. قيمة 20 نانومتر نموذجية لثنائيات LED الحمراء من نوع AlInGaP وتشير إلى لون نقي نسبيًا.
- الطول الموجي السائد (λd):631 نانومتر (النموذجي) عند IF= 20 مللي أمبير. هذا هو الطول الموجي الفردي الذي تدركه العين البشرية ويتطابق بشكل أفضل مع لون LED. وهو أقصر قليلاً من طول موجة الذروة.
- الجهد الأمامي لكل مقطع (VF):2.0 فولت (الحد الأدنى)، 2.6 فولت (النموذجي) عند IF= 20 مللي أمبير. هذا هو انخفاض الجهد عبر LED عند التوصيل. وهو أمر بالغ الأهمية لحساب قيم المقاوم التسلسلي. القيمة النموذجية 2.6 فولت أعلى من ثنائيات LED الحمراء القياسية من نوع GaAsP، وهي سمة مميزة لتقنية AlInGaP.
- التيار العكسي لكل مقطع (IR):100 ميكرو أمبير (الحد الأقصى) عند VR= 5 فولت. هذا هو تيار التسرب الصغير الذي يتدفق عندما يكون LED في حالة انحياز عكسي عند أقصى تصنيف له.
- نسبة مطابقة شدة الإضاءة (IV-m):2:1 (الحد الأقصى). يحدد هذا النسبة القصوى المسموح بها بين ألمع مقطع وأخفت مقطع داخل جهاز واحد أو بين الأجهزة. نسبة 2:1 تعني أن أضعف مقطع لا يمكن أن يكون أقل سطوعًا من نصف سطوع ألمع مقطع، مما يضمن التجانس.
3. شرح نظام التصنيف
تشير ورقة البيانات إلى أن الجهاز \"مصنف حسب شدة الإضاءة\". وهذا يشير إلى عملية تصنيف.
- تصنيف شدة الإضاءة:بعد التصنيع، يتم اختبار ثنائيات LED وفرزها إلى فئات مختلفة بناءً على إخراجها الضوئي المقاس عند تيار اختبار قياسي (مثل 1 مللي أمبير أو 20 مللي أمبير). نطاق IVلـ LTC-2621JR (200-600 ميكرو كانديلا) يشمل على الأرجح عدة فئات. استخدام ثنائيات LED من نفس الفئة في تطبيق متعدد الأرقام أو متعدد الوحدات يضمن سطوعًا متسقًا عبر الشاشة، وهو أمر بالغ الأهمية لجماليات المنتج وسهولة القراءة. يمكن للمصممين غالبًا تحديد رمز فئة شدة معين عند الطلب.
- تصنيف الجهد الأمامي:على الرغم من عدم ذكره صراحةً لهذا الجزء، فإن تصنيف الجهد شائع أيضًا. تجميع ثنائيات LED حسب VFالمتشابه يمكن أن يساعد في تصميم شبكات تحديد تيار أبسط وأكثر تجانسًا، خاصة في التكوينات المتوازية أو المتعددة.
4. تحليل منحنيات الأداء
تشير ورقة البيانات إلى \"منحنيات الخصائص الكهربائية/البصرية النموذجية\". بينما لا يتم توفير الرسوم البيانية المحددة في النص، يمكننا استنتاج محتواها النموذجي وأهميتها.
- شدة الإضاءة النسبية مقابل التيار الأمامي (IV/ IFمنحنى):سيظهر هذا الرسم البياني كيف يزيد إخراج الضوء مع التيار. بالنسبة لثنائيات LED، تكون العلاقة خطية بشكل عام عند التيارات المنخفضة ولكن يمكن أن تصل إلى التشبع عند التيارات الأعلى بسبب التأثيرات الحرارية. يؤكد المنحنى قابلية استخدام الجهاز عند تيارات منخفضة جدًا (1 مللي أمبير).
- الجهد الأمامي مقابل التيار الأمامي (VF/ IFمنحنى):هذا المنحنى الأسي بالغ الأهمية لتحديد المقاومة الديناميكية لـ LED ولتصميم مشغلات التيار الثابت. يظهر أن VFيزداد مع IF.
- شدة الإضاءة النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطة:يوضح هذا المنحنى التناقص الحراري لإخراج الضوء. بالنسبة لثنائيات LED من نوع AlInGaP، تنخفض شدة الإضاءة عادةً مع زيادة درجة الحرارة. هذا اعتبار رئيسي للتطبيقات التي تعمل في بيئات عالية الحرارة.
- التوزيع الطيفي:رسم بياني يظهر الطاقة البصرية النسبية عبر الأطوال الموجية، متمركزة حول 639 نانومتر بنصف عرض ~20 نانومتر. وهذا يحدد خصائص اللون.
5. معلومات الميكانيكية والتغليف
يأتي طراز LTC-2621JR في غلاف قياسي لشاشة LED رقمية مزدوجة مكونة من سبعة مقاطع.
- ارتفاع الرقم:0.28 بوصة (7.0 مم).
- أبعاد الغلاف:تتضمن ورقة البيانات رسمًا تفصيليًا للأبعاد (غير مكرر هنا). التسامحات الرئيسية هي ±0.25 مم (0.01\")، وهو قياسي لهذا النوع من المكونات. يجب على المصممين استخدام هذه الأبعاد لتصميم بصمة اللوحة المطبوعة (PCB) وفتحات اللوحة.
- تكوين الأطراف:يحتوي الجهاز على تكوين 16 طرفًا (بعض الأطراف هي \"لا اتصال\" أو \"لا طرف\"). وهو من نوع الأنود المشترك المتعدد. مخطط الأطراف كما يلي:
- الأنودات المشتركة: الأطراف 2 (الرقم 1)، 5 (الرقم 2)، 8 (الرقم 3)، و 13 (L1، L2، L3).
- الكاثودات المقاطع: الأطراف 1 (D)، 3 (D.P.)، 4 (E)، 6 (C، L3)، 7 (G)، 12 (B، L2)، 15 (A، L1)، 16 (F).
- الأطراف 9، 10، 11، 14 مذكورة على أنها لا اتصال أو لا طرف.
- مخطط الدائرة الداخلية:تظهر ورقة البيانات الاتصالات الكهربائية الداخلية. تؤكد هيكل الأنود المشترك المتعدد: جميع الأنودات لرقم معين (و LED الاختيارية L1-L3) موصولة داخليًا معًا، بينما كاثودات كل مقطع منفصلة. هذا يسمح للتحكم في الأرقام الثلاثة بالتتابع (متعدد) باستخدام مجموعة واحدة فقط من مشغلات المقاطع.
- تحديد القطبية:من المحتمل أن يحتوي الغلاف على علامة فيزيائية (نقطة، أو شق، أو حافة مائلة) لتحديد الطرف 1. الاتجاه الصحيح ضروري لمنع التلف أثناء اللحام والتشغيل.
6. إرشادات اللحام والتجميع
الالتزام بهذه الإرشادات ضروري لمنع التلف الحراري أثناء عملية تجميع اللوحة المطبوعة (PCB).
- ملف إعادة التدفق للحام:الشرط الأقصى الموصى به هو درجة حرارة ذروية 260°مئوية لمدة أقصاها 3 ثوانٍ. يتم قياس هذا على بعد 1.6 مم (1/16 بوصة) تحت مستوى جلوس الغلاف (أي على اللوحة المطبوعة). عادةً ما تقع ملفات إعادة التدفق الخالية من الرصاص القياسية ضمن هذا الحد، ولكن يجب التحكم في الوقت فوق نقطة السيولة (TAL).
- اللحام اليدوي:إذا كان اللحام اليدوي ضروريًا، فيجب استخدام مكواة ذات تحكم في درجة الحرارة. يجب تقليل وقت التلامس لكل طرف إلى الحد الأدنى (عادة<3 ثوانٍ)، ويمكن استخدام مبدد حراري (مثل ملقط) على الرصاصة بين المكواة وجسم الغلاف.
- التنظيف:استخدم فقط عوامل التنظيف المتوافقة مع مادة العدسة البلاستيكية لـ LED لتجنب التعكر أو التلف الكيميائي.
- ظروف التخزين:قم بالتخزين في بيئة جافة ومضادة للكهرباء الساكنة ضمن نطاق درجة الحرارة المحدد (-35°مئوية إلى +85°مئوية). يجب الاحتفاظ بالأجهزة الحساسة للرطوبة في أكياس محكمة الغلق مع مجفف إذا لم يتم تجفيفها قبل الاستخدام.
7. اقتراحات التطبيق
7.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية
- الإلكترونيات الاستهلاكية المحمولة:أجهزة القياس المتعددة الرقمية، ومعدات الاختبار المحمولة، ومشغلات الصوت المدمجة، أو أجهزة تتبع اللياقة البدنية حيث يكون استهلاك الطاقة المنخفض أمرًا بالغ الأهمية.
- أجهزة القياس الصناعية:عدادات اللوحة، وحدات تحكم العمليات، وعروض المؤقتات، وقراءات أجهزة الاستشعار حيث تكون الموثوقية والتشغيل في درجات حرارة واسعة مطلوبة.
- شاشات السيارات بعد البيع:عدادات مساعدة (فولتميترات، ساعة) للاستخدام الداخلي، على الرغم من أن الإغلاق البيئي قد يكون مطلوبًا.
- الأجهزة المنزلية:عرض لأفران الميكروويف، صانعات القهوة، أو منظمات الحرارة.
- مجموعات التعليمية:مثالية لمشاريع تعلم الإلكترونيات التي تتضمن شاشات متعددة وواجهة مع المتحكم الدقيق.
7.2 اعتبارات التصميم
- تحديد التيار:استخدم دائمًا مقاومات تحديد تيار تسلسلية لكل خط كاثود مقطع (أو مشغل تيار ثابت). يتم حساب قيمة المقاوم باستخدام: R = (Vsupply- VF- Vdrop_driver) / IF. لمصدر طاقة 5 فولت، VFبقيمة 2.6 فولت، و IFمطلوب بقيمة 10 مللي أمبير: R = (5 - 2.6) / 0.01 = 240 أوم. استخدم أقصى قيمة VFمن ورقة البيانات لتصميم متحفظ.
- تشغيل التعددية:نظرًا لأنها شاشة أنود مشترك متعدد، يجب على المتحكم الدقيق أو شريحة المشغل تمكين أنود كل رقم مشترك (الأطراف 2، 5، 8) بالتتابع أثناء إخراج نمط المقطع المقابل على خطوط الكاثود. يجب أن يكون معدل التحديث مرتفعًا بما يكفي (>60 هرتز) لتجنب الوميض المرئي.
- تيار الذروة في التعددية:عند تعددية N رقم، يكون التيار اللحظي لكل مقطع خلال وقت تشغيله عادة N أضعاف التيار المتوسط المطلوب. لتعددية 3 أرقام بمتوسط 3 مللي أمبير لكل مقطع، سيكون تيار الذروة ~9 مللي أمبير. يجب التحقق من هذا مقابل الحدود القصوى المطلقة (25 مللي أمبير مستمر، 100 مللي أمبير نبضي).
- زاوية المشاهدة:ضع الشاشة مع مراعاة زاوية المشاهدة الواسعة لضمان أفضل سهولة قراءة للمستخدم النهائي.
- حماية من التفريغ الكهروستاتيكي (ESD):ثنائيات LED حساسة للتفريغ الكهروستاتيكي. نفذ إجراءات التعامل القياسية مع ESD أثناء التجميع.
8. المقارنة التقنية والتمييز
يميز LTC-2621JR نفسه في السوق من خلال خيارات تقنية محددة.
- AlInGaP مقابل GaAsP/GaP التقليدية:استخدمت ثنائيات LED الحمراء القديمة ركائز GaAsP أو GaP، والتي كانت ذات كفاءة أقل وأنتجت ضوءًا أحمر برتقاليًا أكثر. تقدم تقنية AlInGaP كفاءة إضاءة أعلى بكثير (مزيد من إخراج الضوء لكل مللي أمبير)، ونقاء لوني أفضل (أحمر مشبع عند ~631-639 نانومتر)، واستقرار حراري متفوق. وهذا يؤدي إلى شاشات أكثر سطوعًا مع استهلاك طاقة أقل أو عمر بطارية أطول.
- تحسين التيار المنخفض:يتم توصيف العديد من شاشات السبعة مقاطع عند 20 مللي أمبير. يتم اختبار واختيار LTC-2621JR صراحةً لأداء ممتاز عند تيارات منخفضة جدًا (1 مللي أمبير نموذجيًا)، مما يجعله مكونًا متخصصًا لتصميمات الطاقة المنخفضة للغاية.
- وجه رمادي/مقطع أبيض:هذا الاختيار الجمالي يحسن التباين عندما تكون الشاشة مطفأة (مظهر أسود/رمادي) ويعزز تعريف المقطع عند الإضاءة، مقارنةً بالأغلفة السوداء بالكامل أو الرمادية بالكامل.
9. الأسئلة المتكررة (بناءً على المعايير التقنية)
9.1 هل يمكنني تشغيل هذه الشاشة باستخدام متحكم دقيق بجهد 3.3 فولت بدون محول مستوى؟
نعم، عادةً. الجهد الأمامي النموذجي (VF) هو 2.6 فولت عند 20 مللي أمبير. عند تيار تشغيل أقل (مثل 5-10 مللي أمبير)، سيكون VFأقل قليلاً (مثل 2.4 فولت). يمكن لطرف GPIO بجهد 3.3 فولت سحب التيار مباشرة عبر مقاوم تسلسلي لتشغيل مقطع. الحساب: لطرف GPIO يسحب 5 مللي أمبير مع VFبقيمة 2.4 فولت، ستكون قيمة المقاوم (3.3 فولت - 2.4 فولت) / 0.005 أمبير = 180 أوم. تأكد من عدم تجاوز قدرة سحب التيار الكلية للمتحكم الدقيق.
9.2 لماذا تُعطى شدة الإضاءة كنطاق (200-600 ميكرو كانديلا)؟ كيف أضمن سطوعًا متسقًا؟
يمثل النطاق انتشار التصنيف. لضمان الاتساق، لديك خياران: 1) تصميم دائرة تعمل بشكل كافٍ عبر النطاق الكامل (مثل ضمان سهولة القراءة عند الحد الأدنى 200 ميكرو كانديلا). 2) تحديد رمز تصنيف شدة إضاءة أضيق عند طلب المكونات للإنتاج، مما يضمن أن جميع الوحدات في دفعتك لها إخراج متشابه. استشر وثائق التصنيف الكاملة للشركة المصنعة.
9.3 ما هو الغرض من اتصالات \"L1، L2، L3\" المذكورة مع بعض الكاثودات؟
هذه اتصالات بمؤشرات LED اختيارية منفصلة (على الأرجح نقاط صغيرة أو رموز) وهي جزء من نفس الغلاف ولكنها مستقلة كهربائيًا عن الأرقام السبعة مقاطع. تشترك في أنود مشترك (الطرف 13) ولكن لها كاثودات فردية (الأطراف 15/L1، 12/L2، 6/L3). يمكن استخدامها لرموز مثل النقطتين، أو النقاط العشرية لأرقام أخرى، أو مؤشرات الحالة.
9.4 كيف أحسب استهلاك الطاقة لتصميم الشاشة الخاص بي؟
لتصميم متعدد مع N رقم، M مقطع مضاء لكل رقم في المتوسط، وذروة تيار المقطع Ipeak، فإن الطاقة المتوسطة التقريبية هي: Pavg≈ N * (M / 7) * Ipeak* VF* (1/N) = (M / 7) * Ipeak* VF. عامل (1/N) يأتي من دورة عمل التعددية. مثال: عرض \"88.8\" (M=7 مقاطع) مع Ipeak=10 مللي أمبير و VF=2.6 فولت: Pavg≈ (7/7) * 0.01 * 2.6 = 0.026 واط أو 26 ميلي واط للشاشة المكونة من 3 أرقام بأكملها.
10. دراسة حالة التصميم
السيناريو:تصميم مقياس حرارة رقمي يعمل بالبطارية ومنخفض الطاقة مكون من 3 أرقام.
- المتحكم الدقيق:متحكم دقيق منخفض الطاقة يعمل بجهد 3.3 فولت مع أطراف GPIO قادرة على سحب 10 مللي أمبير.
- طريقة التشغيل:تعددية. يتم تكوين ثلاثة أطراف GPIO كمخرجات لتشغيل الأنودات المشتركة (الأرقام 1، 2، 3) عبر ترانزستورات NPN صغيرة أو MOSFETs (للتعامل مع تيار المقطع المجمع). سبعة أطراف GPIO أخرى تشغل كاثودات المقاطع عبر مقاومات تحديد تيار.
- ضبط التيار:استهدف تيار مقطع متوسط بقيمة 2 مللي أمبير لوضوح جيد وعمر بطارية طويل. مع تعددية 3 أرقام، سيكون تيار الذروة لكل مقطع ~6 مللي أمبير. باستخدام VF= 2.5 فولت (مقدرة عند 6 مللي أمبير)، وجهد تشبع المشغل 0.2 فولت، فإن قيمة المقاوم التسلسلي هي: R = (3.3 فولت - 2.5 فولت - 0.2 فولت) / 0.006 أمبير ≈ 100 أوم.
- البرمجيات:يطلق مؤقت المتحكم الدقيق مقاطعة عند 180 هرتز (60 هرتز لكل رقم * 3 أرقام). في روتين خدمة المقاطعة، يقوم بإطفاء أنود الرقم السابق، وتحديث نمط المقطع للرقم التالي، ثم تشغيل أنود الرقم الجديد.
- النتيجة:تستهلك الشاشة أقل من 15 ميلي واط، وتوفر سهولة قراءة خالية من الوميض، وتستفيد من أداء التيار المنخفض المحسن لـ LTC-2621JR لتعظيم وقت تشغيل البطارية.
11. مقدمة عن مبدأ التقنية
يعتمد LTC-2621JR على تقنية الإضاءة ذات الحالة الصلبة. يحتوي كل مقطع على شريحة واحدة أو أكثر من شرائح LED من نوع AlInGaP. عندما يتم تطبيق جهد أمامي يتجاوز عتبة الثنائي، تتحد الإلكترونات والفجوات في المنطقة النشطة من أشباه الموصلات، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). يحدد التركيب المحدد لطبقات AlInGaP طاقة فجوة النطاق، والتي تحدد مباشرة الطول الموجي (اللون) للضوء المنبعث - في هذه الحالة، أحمر عند ~639 نانومتر. ينبعث الضوء من أعلى الشريحة، ويشكله عدسة الغلاف البلاستيكي لتشكيل المقاطع الموحدة. تكوين الأنود المشترك المتعدد هو مخطط توصيل داخلي يقلل عدد أطراف المشغل الخارجية المطلوبة من (7 مقاطع + 1 DP) * 3 أرقام = 24 إلى 7 خطوط مقاطع + 3 خطوط أرقام = 10، بالإضافة إلى القليل لمؤشرات LED الاختيارية، مما يجعله أكثر عملية للواجهة مع المتحكمات الدقيقة.
12. اتجاهات التقنية
بينما يمثل LTC-2621JR تقنية ناضجة وموثوقة، فإن مشهد العرض الأوسع يتطور. يتجه الاتجاه في شاشات المعلومات نحو تكامل ومرونة أعلى. تقدم شاشات LED العضوية (OLED) وشاشات micro-LED عوامل شكل مرنة وعالية التباين وذاتية الانبعاث. ومع ذلك، بالنسبة للقراءات الرقمية البسيطة، تظل شاشات LED المقسمة التقليدية تنافسية للغاية بسبب بساطتها الشديدة، ومتانتها، وتكلفتها المنخفضة، وسطوعها العالي، ونطاق درجة حرارة التشغيل الواسع. الاتجاه المحدد داخل هذا القطاع هو نحو استهلاك طاقة أقل، ومواد ذات كفاءة أعلى (مثل AlInGaP محسّن أو InGaN لألوان أخرى)، وتكامل الإلكترونيات المشغلة (مثل واجهات I2C أو SPI) مباشرة في وحدة العرض، مما يقلل عدد المكونات الخارجية ويبسط التصميم. يركز LTC-2621JR على التشغيل بتيار منخفض للغاية ويتوافق جيدًا مع الطلب المستمر على مكونات موفرة للطاقة في الأجهزة المحمولة وأجهزة إنترنت الأشياء.
مصطلحات مواصفات LED
شرح كامل للمصطلحات التقنية للـ LED
الأداء الكهروضوئي
| المصطلح | الوحدة/التمثيل | شرح مبسط | لماذا هو مهم |
|---|---|---|---|
| الكفاءة الضوئية | لومن/وات | الإخراج الضوئي لكل واط من الكهرباء، أعلى يعني أكثر كفاءة في استخدام الطاقة. | يحدد مباشرة درجة كفاءة الطاقة وتكلفة الكهرباء. |
| التدفق الضوئي | لومن | إجمالي الضوء المنبعث من المصدر، يسمى عادةً "السطوع". | يحدد ما إذا كان الضوء ساطعًا بما يكفي. |
| زاوية الرؤية | درجة، مثل 120 درجة | الزاوية التي ينخفض فيها شدة الضوء إلى النصف، يحدد عرض الحزمة. | يؤثر على نطاق الإضاءة والتوحيد. |
| درجة حرارة اللون | كلفن، مثل 2700K/6500K | دفء/برودة الضوء، القيم المنخفضة صفراء/دافئة، العالية بيضاء/باردة. | يحدد أجواء الإضاءة والسيناريوهات المناسبة. |
| مؤشر تجسيد اللون | بدون وحدة، 0-100 | القدرة على تقديم ألوان الكائن بدقة، Ra≥80 جيد. | يؤثر على أصالة اللون، يُستخدم في أماكن الطلب العالي مثل المراكز التجارية والمتاحف. |
| تفاوت اللون | خطوات بيضاوي ماك آدم، مثل "5 خطوات" | مقياس اتساق اللون، خطوات أصغر تعني لون أكثر اتساقًا. | يضمن لونًا موحدًا عبر نفس دفعة مصابيح LED. |
| الطول الموجي المهيمن | نانومتر، مثل 620 نانومتر (أحمر) | الطول الموجي المقابل للون مصابيح LED الملونة. | يحدد تدرج اللون الأحمر، الأصفر، الأخضر مصابيح LED أحادية اللون. |
| توزيع الطيفي | منحنى الطول الموجي مقابل الشدة | يُظهر توزيع الشدة عبر الأطوال الموجية. | يؤثر على تجسيد اللون وجودة اللون. |
المعايير الكهربائية
| المصطلح | الرمز | شرح مبسط | اعتبارات التصميم |
|---|---|---|---|
| الجهد الأمامي | Vf | الحد الأدنى للجهد لتشغيل LED، مثل "عتبة البدء". | يجب أن يكون جهد مصدر التشغيل ≥ Vf، تضاف الفولتية لمصابيح LED المتسلسلة. |
| التيار الأمامي | If | قيمة التيار للعمل العادي لمصباح LED. | عادةً استخدام تشغيل تيار ثابت، التيار يحدد السطوع وعمر التشغيل. |
| التيار النبضي الأقصى | Ifp | تيار الذروة الذي يمكن تحمله لفترات قصيرة، يُستخدم للتعتير أو الوميض. | يجب التحكم بدقة في عرض النبضة ودورة العمل لتجنب التلف. |
| الجهد العكسي | Vr | أقصى جهد عكسي يمكن أن يتحمله LED، التجاوز قد يسبب انهيارًا. | يجب على الدائرة منع الاتصال العكسي أو ارتفاع الجهد. |
| المقاومة الحرارية | Rth (°C/W) | مقاومة نقل الحرارة من الشريحة إلى نقطة اللحام، الأقل أفضل. | المقاومة الحرارية العالية تتطلب تبديد حرارة أقوى. |
| مناعة التفريغ الكهروستاتيكي | V (HBM)، مثل 1000V | القدرة على تحمل التفريغ الكهروستاتيكي، أعلى يعني أقل عرضة للتلف الكهروستاتيكي. | يجب اتخاذ إجراءات مضادة للكهرباء الساكنة في الإنتاج، خاصةً لمصابيح LED الحساسة. |
إدارة الحرارة والموثوقية
| المصطلح | المقياس الرئيسي | شرح مبسط | التأثير |
|---|---|---|---|
| درجة حرارة الوصلة | Tj (°C) | درجة حرارة التشغيل الفعلية داخل شريحة LED. | كل انخفاض 10°C قد يضاعف عمر التشغيل؛ عالي جدًا يسبب تدهور الضوء، انزياح اللون. |
| تدهور التدفق الضوئي | L70 / L80 (ساعة) | الوقت اللازم لانخفاض السطوع إلى 70% أو 80% من القيمة الأولية. | يحدد مباشرة "عمر الخدمة" لمصباح LED. |
| الحفاظ على التدفق الضوئي | %، مثل 70% | النسبة المئوية للسطوع المتبقي بعد الوقت. | يشير إلى قدرة الحفاظ على السطوع على المدى الطويل. |
| انزياح اللون | Δu′v′ أو بيضاوي ماك آدم | درجة تغير اللون أثناء الاستخدام. | يؤثر على اتساق اللون في مشاهد الإضاءة. |
| الشيخوخة الحرارية | تدهور المادة | التدهور بسبب درجة الحرارة العالية على المدى الطويل. | قد يسبب انخفاض السطوع، تغير اللون، أو فشل الدائرة المفتوحة. |
التعبئة والمواد
| المصطلح | الأنواع الشائعة | شرح مبسط | الميزات والتطبيقات |
|---|---|---|---|
| نوع التغليف | EMC، PPA، السيراميك | مادة الغلاف التي تحمي الشريحة، توفر واجهة بصرية/حرارية. | EMC: مقاومة حرارة جيدة، تكلفة منخفضة؛ السيراميك: تبديد حرارة أفضل، عمر أطول. |
| هيكل الشريحة | أمامي، شريحة معكوسة | ترتيب أقطاب الشريحة. | الشريحة المعكوسة: تبديد حرارة أفضل، كفاءة ضوئية أعلى، للطاقة العالية. |
| طلاء الفسفور | YAG، السيليكات، النتريدات | يغطي الشريحة الزرقاء، يحول بعضها إلى أصفر/أحمر، يخلط إلى أبيض. | الفسفورات المختلفة تؤثر على الكفاءة الضوئية، درجة حرارة اللون، ومؤشر تجسيد اللون. |
| العدسة/البصريات | مسطحة، العدسات الدقيقة، الانعكاس الداخلي الكلي | الهيكل البصري على السطح يتحكم في توزيع الضوء. | يحدد زاوية الرؤية ومنحنى توزيع الضوء. |
مراقبة الجودة والتصنيف
| المصطلح | محتوى الفرز | شرح مبسط | الغرض |
|---|---|---|---|
| فرز التدفق الضوئي | الرمز مثل 2G، 2H | مجمعة حسب السطوع، كل مجموعة لها قيم لومن دنيا/قصوى. | يضمن سطوعًا موحدًا في نفس الدفعة. |
| فرز الجهد | الرمز مثل 6W، 6X | مجمعة حسب نطاق الجهد الأمامي. | يسهل مطابقة مصدر التشغيل، يحسن كفاءة النظام. |
| فرز اللون | 5 خطوات بيضاوي ماك آدم | مجمعة حسب إحداثيات اللون، تضمن نطاق ضيق. | يضمن اتساق اللون، يتجنب لون غير متساوٍ داخل التركيبة. |
| فرز درجة حرارة اللون | 2700K، 3000K إلخ. | مجمعة حسب درجة حرارة اللون، لكل منها نطاق إحداثي مقابل. | يلبي متطلبات درجة حرارة اللون لمشاهد مختلفة. |
الاختبار والشهادات
| المصطلح | المعيار/الاختبار | شرح مبسط | الأهمية |
|---|---|---|---|
| LM-80 | اختبار الحفاظ على التدفق الضوئي | إضاءة طويلة الأمد في درجة حرارة ثابتة، تسجيل بيانات تدهور السطوع. | يُستخدم لتقدير عمر مصباح LED (مع TM-21). |
| TM-21 | معيار تقدير العمر | يقدر العمر تحت الظروف الفعلية بناءً على بيانات LM-80. | يوفر تنبؤ علمي للعمر. |
| IESNA | جمعية هندسة الإضاءة | يغطي طرق الاختبار البصرية، الكهربائية، الحرارية. | أساس اختبار معترف به في الصناعة. |
| RoHS / REACH | شهادة بيئية | يضمن عدم وجود مواد ضارة (الرصاص، الزئبق). | شرط الوصول إلى السوق دوليًا. |
| ENERGY STAR / DLC | شهادة كفاءة الطاقة | شهادة كفاءة الطاقة والأداء لمنتجات الإضاءة. | يُستخدم في المشتريات الحكومية، برامج الدعم، يعزز القدرة التنافسية. |