ورقة بيانات شاشة LTD-322KD-31 LED - ارتفاع رقم 0.3 بوصة - أحمر فائق - جهد أمامي 2.6 فولت - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

شاشة LTD-322KD-31 هي وحدة عرض LED رقمية مزدوجة، ذات سبع قطاعات، مصممة لتطبيقات القراءة الرقمية. تتميز بارتفاع رقم يبلغ 0.3 بوصة (7.62 ملم)، مما يوفر أحرفًا واضحة وقراءة مناسبة لمجموعة متنوعة من المعدات الإلكترونية. يستخدم الجهاز تقنية أشباه الموصلات AlInGaP (فوسفيد الألومنيوم إنديوم الغاليوم) لإنتاج انبعاث أحمر فائق، يتميز بسطوع عالي ونقاء لوني ممتاز. تتميز الشاشة بوجه أسود مع قطاعات بيضاء، مما يخلق مظهرًا ذو تباين عالي يعزز قابلية القراءة تحت ظروف إضاءة مختلفة. تم تصنيعها بمادة عاكس خاصة قادرة على تحمل عمليات اللحام عالية الحرارة، مما يجعلها قوية لخطوط التجميع القياسية. العبوة خالية من الرصاص ومتوافقة مع توجيهات RoHS.

1.1 الميزات الرئيسية

• ارتفاع رقم 0.3 بوصة (7.62 ملم) لرؤية واضحة.
• يستخدم شرائح LED أحمر فائق من نوع AlInGaP لسطوع وكفاءة عالية.
• القطاعات المستمرة المنتظمة تضمن مظهرًا متسقًا للأحرف.
• متطلبات طاقة منخفضة، مناسبة للأجهزة التي تعمل بالبطارية.
• مظهر ممتاز للأحرف مع تباين عالي (وجه أسود، قطاعات بيضاء).
• زاوية مشاهدة واسعة لتركيب مرن ووضعية مستخدم مرنة.
• موثوقية عالية بسبب البناء ذو الحالة الصلبة.
• يتم تصنيف (تقسيم) الشدة الضوئية لمطابقة أداء متسق.
• عبوة خالية من الرصاص متوافقة مع اللوائح البيئية.

1.2 وصف الجهاز

يرمز رقم الجزء LTD-322KD-31 على وجه التحديد إلى شاشة ثنائية (رقمين مزدوجين)، ذات كاثود مشترك مع نقطة عشرية على اليمين. يبسط تكوين الكاثود المشترك دائرة القيادة، حيث تشترك جميع مصابيح LED للقطاعات لرقم معين في اتصال أرضي مشترك. تم دمج النقطة العشرية اليمنى لعرض القيم الكسرية.

2. المعلومات الميكانيكية والتعبئة

2.1 أبعاد العبوة

يتم تحديد المخطط الميكانيكي للشاشة في ورقة البيانات مع توفير جميع الأبعاد بالمليمترات. تشمل ملاحظات الأبعاد الرئيسية:

• التسامح البعدي العام هو ±0.25 ملم ما لم يُذكر خلاف ذلك.
• تسامح انزياح طرف الدبوس هو ±0.4 ملم.
• يتم تحديد معايير جودة محددة لمنطقة القطاع: المواد الغريبة ≤10 ميل، تلوث الحبر ≤20 ميل، والفقعات ≤10 ميل.
• يقتصر انحناء العاكس على 1% من طوله.
• يوصى بقطر ثقب لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) يبلغ 1.0 ملم للتجميع الأمثل.

2.2 المظهر الفيزيائي وتحديد القطبية

تتميز الشاشة بوجه أسود. يتم طلاء أربعة جوانب من العبوة باللون الأسود باستخدام الحبر، بينما يتم طلاء جانب محدد واحد باستخدام قلم أسود، مما يؤدي إلى اختلاف بصري طفيف. يعمل هذا الجانب كعلامة فيزيائية للقطبية أو الاتجاه أثناء التجميع. يتم تحديد اتصالات الدبوس بوضوح لمنع الإدخال غير الصحيح.

3. الخصائص الكهربائية والبصرية

3.1 التصنيفات القصوى المطلقة

تحدد هذه التصنيفات الحدود التي بعدها قد يحدث تلف دائم للجهاز. يتم تحديدها عند درجة حرارة محيطة (Ta) تبلغ 25°C.

• تبديد الطاقة لكل قطاع: 70 ميغاواط
• التيار الأمامي الذروي لكل قطاع: 90 مللي أمبير (عند دورة عمل 1/10، عرض نبضة 0.1 مللي ثانية)
• التيار الأمامي المستمر لكل قطاع: 25 مللي أمبير (مع تخفيض خطي بمقدار 0.33 مللي أمبير/°C فوق 25°C)
• نطاق درجة حرارة التشغيل: -35°C إلى +85°C
• نطاق درجة حرارة التخزين: -35°C إلى +85°C
• حالة اللحام: 265 ±5°C لمدة 5 ثوانٍ، مع وضع طرف مكواة اللحام على بعد 1/16 بوصة أسفل مستوى الجلوس.

3.2 الخصائص الكهربائية/البصرية

هذه هي معلمات التشغيل النموذجية المقاسة عند Ta=25°C.

• متوسط الشدة الضوئية لكل قطاع (IV):
  • الحد الأدنى: 320 ميكروكانديلا، النموذجي: 900 ميكروكانديلا عند IF=1 مللي أمبير
  • النموذجي: 11700 ميكروكانديلا عند IF=10 مللي أمبير
• طول موجة الانبعاث الذروي (λp): 650 نانومتر (عند IF=20 مللي أمبير)
• نصف عرض الخط الطيفي (Δλ): 20 نانومتر (عند IF=20 مللي أمبير)
• الطول الموجي السائد (λd): 639 نانومتر (تسامح ±1 نانومتر) (عند IF=20 مللي أمبير)
• الجهد الأمامي لكل شريحة (VF): نموذجي 2.6 فولت، نطاق 2.1 فولت إلى 2.6 فولت (تسامح ±0.1 فولت) (عند IF=20 مللي أمبير)
• التيار العكسي لكل قطاع (IR): الحد الأقصى 100 ميكرو أمبير (عند VR=5 فولت) - ملاحظة: هذا للاختبار فقط، وليس للتشغيل المستمر.
• نسبة مطابقة الشدة الضوئية: الحد الأقصى 2:1 (بين القطاعات في منطقة ضوء مماثلة عند IF=1 مللي أمبير)
• مواصفات التداخل: ≤ 2.5%

3.3 توزيع نطاق التصنيف (نظام التدرج)

يتم تصنيف الشدة الضوئية لمصابيح LED إلى فئات لضمان الاتساق داخل دفعة الإنتاج. تتوافق رموز الفئات (F, G, H, J, K) مع قيم دنيا وعليا محددة للشدة الضوئية بالميكروكانديلا (µcd)، كل منها بتسامح ±15%. وهذا يسمح للمصممين باختيار شاشات ذات مستويات سطوع متطابقة.

4. الدائرة الداخلية وتكوين الدبوس

4.1 مخطط الدائرة الداخلية

تحتوي الشاشة على دائرة داخلية حيث يكون كل من القطاعات السبعة (من A إلى G) والنقطة العشرية (DP) في كل رقم عبارة عن LED فردي. تتصل كاثودات جميع القطاعات للرقم 1 معًا إلى دبوس مشترك، وبالمثل للرقم 2. وهذا يشكل تكوين الكاثود المشترك لكل رقم.

4.2 جدول اتصال الدبابيس

يحتوي الجهاز على تكوين 10 دبابيس. توزيع الدبابيس كما يلي:

• الدبوس 1: الأنود G (القطاع G)
• الدبوس 2: لا اتصال (N/C)
• الدبوس 3: الأنود A (القطاع A)
• الدبوس 4: الأنود F (القطاع F)
• الدبوس 5: الكاثود المشترك للرقم 2
• الدبوس 6: الأنود D (القطاع D)
• الدبوس 7: الأنود E (القطاع E)
• الدبوس 8: الأنود C (القطاع C)
• الدبوس 9: الأنود B (القطاع B)
• الدبوس 10: الكاثود المشترك للرقم 1

يسمح هذا الترتيب بالقياس المتعدد، حيث يتم إضاءة الرقمين بالتناوب بتردد عالٍ لخلق إدراك بأن كليهما يعملان في وقت واحد.

5. إرشادات التطبيق والتحذيرات

5.1 الاستخدام المقصود واعتبارات التصميم

تم تصميم هذه الشاشة للمعدات الإلكترونية العادية بما في ذلك معدات المكاتب، وأجهزة الاتصالات، والتطبيقات المنزلية. بالنسبة للتطبيقات التي تتطلب موثوقية استثنائية حيث قد يعرض الفشل السلامة للخطر (مثل الطيران، الأنظمة الطبية)، يلزم التشاور قبل الاستخدام. تشمل اعتبارات التصميم الرئيسية:

• دائرة القيادة:يوصى بشدة باستخدام قيادة تيار ثابت لضمان إخراج ضوئي متسق وعمر أطول. يجب تصميم الدائرة لاستيعاب النطاق الكامل للجهد الأمامي (VF: 2.1V إلى 2.6V) لضمان توصيل تيار القيادة المستهدف تحت جميع الظروف.
• إدارة التيار ودرجة الحرارة:تشغيل الشاشة فوق التيار أو درجة الحرارة المحيطة الموصى بها سيؤدي إلى تسريع تدهور إخراج الضوء وفشل محتمل قبل الأوان. يجب تخفيض تيار القيادة لدرجات الحرارة المحيطة الأعلى.
• دوائر الحماية:يجب أن تتضمن دائرة القيادة حماية ضد الفولتية العكسية وارتفاعات الجهد العابرة التي قد تحدث أثناء التشغيل أو الإيقاف، حيث يمكن أن تتلف شرائح LED.
• تجنب الانحياز العكسي:يجب تجنب الانحياز العكسي المستمر لأنه يمكن أن يسبب هجرة المعادن داخل أشباه الموصلات، مما يزيد من تيار التسرب أو يسبب دوائر قصيرة.

5.2 احتياطات التجميع والتعامل

• اللحام:الالتزام الصارم بظروف اللحام المحددة (265°C ±5°C لمدة 5 ثوانٍ). يجب ألا تتجاوز درجة حرارة جسم الشاشة نفسها الحدود القصوى أثناء التجميع.
• الإجهاد الميكانيكي:عدم تطبيق قوة غير طبيعية على جسم الشاشة أثناء التجميع. استخدام الأدوات والطرق المناسبة.
• الظروف البيئية:تجنب التغيرات السريعة في درجة الحرارة المحيطة، خاصة في البيئات عالية الرطوبة، لمنع تكثف الرطوبة على سطح LED، مما قد يؤثر على الأداء أو يسبب تلفًا.
• التخزين:التخزين ضمن نطاق درجة الحرارة المحدد (-35°C إلى +85°C). تشمل ملاحظات حالة التخزين الإضافية الحذر من البيئات التي قد تؤدي إلى دخول الرطوبة أو الإجهاد الميكانيكي.
• تفاعل اللوحة الأمامية/المرشح:إذا تم تطبيق فيلم طباعة أو مرشح نمط على سطح الشاشة باستخدام لاصق حساس للضغط، لا يوصى بترك هذا الجانب على اتصال وثيق مع اللوحة الأمامية أو الغطاء. قد يتسبب الضغط أو الاحتكاك في تحرك الفيلم من موضعه الأصلي.

6. تحليل الأداء والمقارنة التقنية

6.1 تحليل منحنى الأداء

في حين يتم الإشارة إلى منحنيات رسومية محددة في ورقة البيانات، يمكن استنتاج الأداء النموذجي لمصابيح LED الحمراء الفائقة من نوع AlInGaP:

• منحنى IV (التيار-الجهد):يظهر خاصية ثنائية قياسية بجهد أمامي نموذجي حوالي 2.6 فولت عند 20 مللي أمبير. المنحنى حاد نسبيًا، مما يشير إلى موصلية جيدة بمجرد الوصول إلى جهد التشغيل.
• الشدة الضوئية مقابل التيار (LI-I):يزداد إخراج الضوء بشكل فائق الخطية مع التيار عند المستويات المنخفضة، ويصبح أكثر خطية عند التيارات الأعلى. كما هو موضح في المواصفات، التشغيل عند 10 مللي أمبير يوفر سطوعًا أعلى بكثير من التشغيل عند 1 مللي أمبير.
• الاعتماد على درجة الحرارة:يحتوي الجهد الأمامي (VF) على معامل درجة حرارة سالب (ينخفض مع زيادة درجة الحرارة). عادةً ما تنخفض الشدة الضوئية مع ارتفاع درجة حرارة التقاطع، وهذا هو السبب في أن إدارة الحرارة وتخفيض التيار أمران بالغا الأهمية.
• التوزيع الطيفي:يضع الطول الموجي الذروي البالغ 650 نانومتر والطول الموجي السائد البالغ 639 نانومتر هذا LED في المنطقة الحمراء العميقة/الفائقة من الطيف. يشير نصف العرض الطيفي الضيق (20 نانومتر) إلى نقاء لوني جيد.

6.2 التمييز عن التقنيات الأخرى

مقارنة بتقنيات GaAsP القديمة أو مصابيح LED الحمراء القياسية من نوع GaP، تقدم تقنية AlInGaP عدة مزايا:

• كفاءة وسطوع أعلى:يوفر AlInGaP فعالية ضوئية فائقة، مما يؤدي إلى إخراج ضوئي أعلى لنفس تيار القيادة.
• استقرار حراري أفضل:على الرغم من أنها لا تزال حساسة لدرجة الحرارة، إلا أن AlInGaP تحافظ عمومًا على الأداء بشكل أفضل في درجات الحرارة المرتفعة مقارنة بالتقنيات القديمة.
• لون متفوق:غالبًا ما يُنظر إلى اللون الأحمر الفائق على أنه أكثر حيوية وتشبعًا.
• يساعد استخدام ركيزة GaAs غير الشفافة في توجيه الضوء للأمام، مما يحسن الكفاءة العامة مقارنة ببعض تصميمات الركائز الشفافة.

7. سيناريوهات التطبيق النموذجية وحالة تصميم

7.1 سيناريوهات التطبيق

تعتبر شاشة LTD-322KD-31 مثالية لأي جهاز يتطلب عرضًا رقميًا مضغوطًا، ساطعًا، وموثوقًا. تشمل التطبيقات الشائعة:

• معدات الاختبار والقياس (الملتيميترات، مصادر الطاقة).
• الإلكترونيات الاستهلاكية (مكبرات الصوت، ساعات الراديو، أجهزة المطبخ).
• لوحات التحكم الصناعية والموقتات.
• نقاط البيع والآلات الحاسبة.
• ملحقات السيارات بعد البيع (مثل مراقبي الجهد).

7.2 حالة تصميم: دائرة قيادة متعددة

يستخدم تصميم نموذجي متحكمًا دقيقًا لقيادة هذه الشاشة في تكوين متعدد. سيكون للمتحكم الدقيق مجموعتان من 8 مخرجات (7 قطاعات + نقطة عشرية) متصلة بأنودات القطاعات (الدبابيس 1،3،4،6،7،8،9 وأنود النقطة العشرية إذا تم استخدامها). سيتحكم دبوسان إضافيان للمتحكم الدقيق، تم تكوينهما كمصدر مفتوح أو متصلان عبر الترانزستورات، في دبابيس الكاثود المشتركة (5 و 10). سيقوم الروتين البرمجي بما يلي:

1. إيقاف تشغيل مشغلي الكاثود المشتركين.
2. إخراج نمط القطاعات للرقم 1 إلى خطوط القطاعات.
3. تمكين (تأريض) الكاثود المشترك للرقم 1 لفترة وجيزة.
4. بعد تأخير قصير (مثل 5-10 مللي ثانية)، إيقاف كاثود الرقم 1.
5. إخراج نمط القطاعات للرقم 2.
6. تمكين الكاثود المشترك للرقم 2 لفترة وجيزة.
7. تكرار الدورة بتردد عالٍ بما يكفي لتجنب الوميض المرئي (عادة >60 هرتز).

مقاومات تحديد التيار مطلوبة على التوالي مع كل خط أنود قطاع. يتم حساب قيمتها بناءً على جهد الإمداد (Vcc)، وجهد LED الأمامي (VF ~2.6V)، والتيار المطلوب للقطاع (مثل 10 مللي أمبير للسطوع العالي): R = (Vcc - VF) / I_segment. يمكن استخدام IC مشغل تيار ثابت بدلاً من المقاومات للتحكم في السطوع بدقة واستقرار أكبر.

8. الأسئلة المتكررة (FAQ)

8.1 ما هو الغرض من الشدة الضوئية المصنفة؟

يضمن التصنيف الاتساق داخل دفعة الإنتاج. عند استخدام شاشات متعددة في منتج واحد (مثل لوحة متعددة الأرقام)، يضمن تحديد نفس رمز الفئة أن جميع الأرقام ستكون مطابقة للسطوع عن كثب، مما يمنع ظهور بعض الأرقام باهتة أو أكثر سطوعًا من غيرها.

8.2 هل يمكنني تشغيل هذه الشاشة بمصدر جهد ثابت؟

غير موصى به. تعتبر مصابيح LED أجهزة تعمل بالتيار. جهدها الأمامي له تسامح ويختلف مع درجة الحرارة. يعتبر مصدر الجهد الثابت مع مقاومة على التوالي تقريبًا شائعًا، ولكن للحصول على أداء وعمر أطول أمثل، خاصة على نطاق واسع من درجات الحرارة، فإن مشغل التيار الثابت الحقيقي هو الأفضل.

8.3 لماذا يوجد دبوس "لا اتصال"؟

من المحتمل أن تكون العبوة ذات 10 دبابيس بصمة قياسية. تم ترك الدبوس 2 كـ "لا اتصال" (N/C) في هذا المتغير المحدد للجهاز. لا ينبغي توصيله بأي مسار دائرة.

8.4 كيف أفسر "مواصفات التداخل ≤ 2.5%"؟

يشير التداخل إلى الإضاءة غير المرغوب فيها لقطاع من المفترض أن يكون مطفأ، بسبب تيار التسرب أو الاقتران السعوي من القطاعات المجاورة المشغلة. تعني قيمة ≤2.5% أن الشدة الضوئية للقطاع "المطفأ" يجب ألا تزيد عن 2.5% من شدة القطاع "المشغل" بالكامل تحت ظروف محددة، مما يضمن تباينًا جيدًا بين القطاعات النشطة وغير النشطة.

8.5 ماذا يعني "أحمر فائق" مقارنة بالأحمر القياسي؟

يشير الأحمر الفائق عادةً إلى LED ذو طول موجي سائد أطول من مصابيح LED الحمراء القياسية، غالبًا في نطاق 630-660 نانومتر. يظهر كلون أحمر أعمق وأكثر تشبعًا. يقع الطول الموجي السائد لـ LTD-322KD-31 البالغ 639 نانومتر ضمن هذه الفئة، مما يوفر تأثيرًا بصريًا عاليًا وأداءً جيدًا في التطبيقات حيث يكون تمييز اللون مهمًا.