ورقة بيانات شاشة LED طراز LTD-6740KD-06J - ارتفاع الرقم 0.56 بوصة - لون أحمر فائق من مادة AlInGaP - جهد أمامي 2.6 فولت - استطاعة 70 ميلي واط - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

شاشة LTD-6740KD-06J هي وحدة عرض رقمية مزدوجة من سبعة أقسام باستخدام الثنائيات الباعثة للضوء (LED). وظيفتها الأساسية هي توفير قراءة رقمية واضحة وقابلة للقراءة في مختلف الأجهزة الإلكترونية. تستخدم التقنية الأساسية مادة أشباه الموصلات AlInGaP (فوسفيد الألومنيوم إنديوم غاليوم) لإنتاج انبعاث ضوئي أحمر فائق. يُعرف نظام المواد هذا، المُنمو على ركيزة GaAs غير الشفافة، بكفاءته العالية وسطوعه في المنطقة الطيفية الحمراء. تتميز الوحدة بواجهة رمادية اللون مع علامات أقسام بيضاء، مما يوفر مظهرًا عالي التباين مثاليًا لواجهات المستخدم.

1.1 الميزات والمزايا الرئيسية

تم تصميم الشاشة بعدة ميزات تركز على المستخدم والأداء:

• ارتفاع الرقم:0.56 بوصة (14.22 ملم)، مما يوفر وضوحًا رؤية ممتازًا.
• انتظام الأقسام:انبعاث ضوئي مستمر وموحد عبر كل قسم يضمن مظهرًا متسقًا للأحرف.
• كفاءة الطاقة:متطلبات طاقة منخفضة، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات التي تعمل بالبطاريات أو التي تراعي استهلاك الطاقة.
• الأداء البصري:السطوع العالي ونسبة التباين العالية تعززان قابلية القراءة تحت ظروف الإضاءة المحيطة المختلفة.
• زاوية الرؤية:زاوية رؤية واسعة تسمح بقراءة الشاشة من مواقع خارج المحور.
• الموثوقية:التكوين ذو الحالة الصلبة يوفر عمرًا تشغيليًا طويلاً ومقاومة للصدمات والاهتزازات.
• التصنيف (Binning):يتم تصنيف الأجهزة (وضعها في فئات) بناءً على شدة الإضاءة، مما يسمح بمطابقة سطوع متسقة في التطبيقات متعددة الأرقام.
• الامتثال البيئي:العبوة خالية من الرصاص، متوافقة مع توجيهات RoHS (تقييد المواد الخطرة).

1.2 التطبيقات المستهدحة والسوق

هذه الشاشة مخصصة للاستخدام في المعدات الإلكترونية العادية. تشمل مجالات التطبيق النموذجية معدات أتمتة المكاتب (مثل الآلات الحاسبة، وساعات المكتب)، وأجهزة الاتصالات، ولوحات العدادات، والأجهزة المنزلية، والإلكترونيات الاستهلاكية حيث تكون هناك حاجة إلى مؤشر رقمي واضح. تم تصميمها للتطبيقات التي يُتوقع فيها موثوقية عالية تحت ظروف التشغيل القياسية.

2. المواصفات الفنية والتفسير الموضوعي

يقدم هذا القسم تحليلاً مفصلاً وموضوعيًا للمعلمات الكهربائية والبصرية للجهاز.

2.1 الحدود القصوى المطلقة

تحدد هذه التصنيفات حدود الإجهاد التي بعدها قد يحدث تلف دائم للجهاز. لا يُنصح بالتشغيل عند هذه الحدود أو تجاوزها.

• تبديد الطاقة لكل قسم:70 ميلي واط كحد أقصى. هذا الحد حاسم لإدارة الحرارة.
• تيار الذروة الأمامي لكل قسم:90 مللي أمبير، ولكن فقط تحت ظروف النبض (دورة عمل 1/10، عرض النبضة 0.1 مللي ثانية). هذا التصنيف مخصص لنبضات تيار عالي قصيرة، وليس للتشغيل المستمر.
• التيار الأمامي المستمر لكل قسم:يتم تخفيضه خطيًا من 25 مللي أمبير عند 25°C بمعدل 0.28 مللي أمبير/°C. هذا يعني أن التيار المستمر المسموح به ينخفض مع زيادة درجة الحرارة المحيطة (Ta) لمنع ارتفاع درجة الحرارة.
• الجهد العكسي لكل قسم:5 فولت كحد أقصى. تجاوز هذا يمكن أن يسبب انهيار الوصلة.
• نطاق درجة حرارة التشغيل والتخزين:من -35°C إلى +105°C. الجهاز مصنف لنطاقات درجة الحرارة الصناعية.
• درجة حرارة اللحام:260°C لمدة 5 ثوانٍ، مقاسة على بعد 1/16 بوصة (حوالي 1.6 ملم) أسفل مستوى الجلوس.

2.2 الخصائص الكهربائية والبصرية

هذه هي معلمات التشغيل النموذجية المقاسة عند Ta=25°C، والتي تحدد أداء الجهاز تحت الظروف العادية.

• شدة الإضاءة المتوسطة (Iv):320 ميكرو شمعة (الحد الأدنى)، 700 ميكرو شمعة (النموذجي) عند تيار أمامي (IF) قدره 1 مللي أمبير. هذا هو المقياس الرئيسي للسطوع.
• طول موجة الانبعاث الذروة (λp):650 نانومتر (النموذجي) عند IF=20mA، مما يضعها في منطقة الأحمر الفائق من الطيف.
• الطول الموجي السائد (λd):639 نانومتر (النموذجي). هذا هو الطول الموجي الذي تدركه العين البشرية.
• الجهد الأمامي لكل رقاقة (VF):2.1 فولت (الحد الأدنى)، 2.6 فولت (النموذجي) عند IF=20mA. هذه المعلمة أساسية لتصميم دائرة تحديد التيار.
• التيار العكسي لكل قسم (IR):100 ميكرو أمبير (الحد الأقصى) عند VR=5V. هذا هو مواصفات تيار التسرب.
• نسبة مطابقة شدة الإضاءة:2:1 (الحد الأقصى) للأقسام داخل نفس منطقة الضوء. هذا يضمن اتساقًا بصريًا بين الأقسام.
• التداخل (Cross Talk):≤ 2.50%. يحدد هذا مقدار تسرب الضوء غير المقصود بين الأقسام المجاورة.

3. شرح نظام التصنيف (Binning)

تشير ورقة البيانات إلى أن الأجهزة \"مصنفة حسب شدة الإضاءة.\" يشير هذا إلى عملية تصنيف حيث يتم فرز مصابيح LED المصنعة بناءً على قياس ناتج الضوء (Iv) عند تيار اختبار قياسي (1mA). يتم تجميع الأجهزة التي تقع ضمن نطاقات شدة محددة في فئات (Bins). هذا يسمح للمصممين باختيار أجزاء من نفس الفئة لضمان سطوع موحد عبر جميع الأرقام والأقسام في التجميع، وتجنب مظهر شاشة غير متسق أو غير متجانس. رمز الفئة المحدد مُشار إليه على الوحدة بالحرف \"Z\".

4. تحليل منحنيات الأداء

بينما يشير مقتطف PDF المقدم إلى \"منحنيات الخصائص الكهربائية/البصرية النموذجية،\" إلا أن الرسوم البيانية المحددة غير مدرجة في النص. عادةً، تشمل هذه المنحنيات لشاشة LED ما يلي:

• شدة الإضاءة النسبية مقابل التيار الأمامي (منحنى I-V):يوضح كيف يزداد ناتج الضوء مع التيار، عادةً في علاقة غير خطية. يساعد في تحديد نقطة التشغيل للسطوع المطلوب.
• الجهد الأمامي مقابل التيار الأمامي:يوضح خاصية I-V للثنائي، وهي حاسمة لتصميم السائق.
• شدة الإضاءة النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطة:يوضح كيف ينخفض ناتج الضوء مع ارتفاع درجة حرارة الوصلة، مما يسلط الضوء على أهمية إدارة الحرارة.
• التوزيع الطيفي:رسم بياني للشدة النسبية مقابل الطول الموجي، يظهر خاصية النطاق الترددي الضيق لمصابيح LED من نوع AlInGaP المتمركزة حول 650 نانومتر.

5. المعلومات الميكانيكية والخاصة بالعبوة

5.1 أبعاد العبوة

تمتلك الشاشة عبوة قياسية مزدوجة الأرقام من سبعة أقسام ذات ثقوب تمرير. تشمل الملاحظات الأبعادية الرئيسية ما يلي:

• جميع الأبعاد بالمليمترات مع تسامح عام ±0.25 ملم ما لم يُذكر خلاف ذلك.
• يتم تحديد طول الدبوس (خاضع للتعديلات المذكورة في الوثيقة). قطر ثقب اللوحة المطبوعة الموصى به هو 1.30 ملم.
• يتم توفير تسامحات لانزياح طرف الدبوس، والمواد الغريبة، والفقاعات في القسم، وانحناء العاكس، وتلوث حبر السطح لتحديد الجودة البصرية والميكانيكية.

5.2 توصيل الدبابيس ومخطط الدائرة

يحتوي الجهاز على تكوين 18 دبوسًا. وهو من النوعكاثود مشترك، مما يعني أن الكاثودات (الأطراف السالبة) لجميع مصابيح LED لكل رقم متصلة معًا داخليًا. يظهر مخطط الدائرة الداخلي مجموعتين مستقلتين من سبعة أقسام بالإضافة إلى نقطة عشرية، مجموعة لكل رقم. يحدد جدول توزيع الدبابيس بوضوح وظيفة كل دبوس (مثال: الدبوس 1: الأنود E للرقم 1، الدبوس 14: الكاثود المشترك للرقم 1). التفسير الصحيح لهذا الجدول ضروري لتصميم تخطيط اللوحة المطبوعة ودائرة السائق متعددة الإرسال بشكل صحيح.

5.3 القطبية والعلامات

يتم تمييز الوحدة برقم الجزء (LTD-6740KD-06J)، ورمز التاريخ بتنسيق YYWW، وبلد التصنيع، ورمز الفئة (Z). التوجيه الصحيح أثناء التجميع أمر بالغ الأهمية ويمكن تحديده من معرف الدبوس 1 في رسم العبوة.

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 ملف تعريف اللحام

توفر ورقة البيانات شروط لحام محددة لمنع التلف الحراري:

• اللحام الآلي:260°C لمدة 5 ثوانٍ، مقاسة على بعد 1.6 ملم (1/16 بوصة) أسفل مستوى الجلوس.
• اللحام اليدوي:350°C ±30°C لمدة أقصاها 5 ثوانٍ.

الالتزام بهذه الحدود الزمنية والحرارية أمر بالغ الأهمية. الحرارة المفرطة أو التعرض المطول يمكن أن يتلف العبوة البلاستيكية، أو الروابط السلكية الداخلية، أو مادة أشباه الموصلات LED نفسها.

6.2 التخزين والتعامل

على الرغم من عدم تفصيلها بشكل صريح بما يتجاوز نطاق درجة حرارة التخزين (-35°C إلى +105°C)، يجب مراعاة احتياطات ESD (التفريغ الكهروستاتيكي) القياسية عند التعامل مع هذه الأجهزة. يجب تخزينها في بيئة جافة ومضادة للكهرباء الساكنة.

7. معلومات التعبئة والطلب

مواصفات التعبئة هرمية:

• الوحدات لكل أنبوب:20 شاشة معبأة في أنبوب واحد.
• الأنابيب لكل صندوق داخلي:30 أنبوبًا، مما ينتج عنه 600 وحدة لكل صندوق داخلي.
• الأنابيب لكل صندوق خارجي:120 أنبوبًا، مما ينتج عنه 2400 وحدة لكل صندوق خارجي.

رقم الجزء الأساسي للطلب هوLTD-6740KD-06J. اللاحقة \"-06J\" تشير على الأرجح إلى خيارات محددة مثل وضع النقطة العشرية على اليمين، واللون (واجهة رمادية/أقسام بيضاء)، وربما فئة الشدة.

8. اقتراحات التطبيق

8.1 دوائر التطبيق النموذجية

كشاشة ذات كاثود مشترك، يتم تشغيلها عادةً باستخدام تقنية الإرسال المتعدد. يقوم متحكم دقيق أو دائرة متكاملة مخصصة للسائق بتفعيل كاثود كل رقم بشكل تسلسلي (سحب التيار) مع توفير بيانات أنود القسم المناسبة لذلك الرقم (إمداد التيار). تقلل هذه الطريقة عدد دبابيس الإدخال/الإخراج المطلوبة مقارنة بالتشغيل الثابت. مقاومات تحديد التيار الخارجية إلزامية لكل أنود قسم (أو مصدر تيار منظم) لضبط التيار الأمامي (IF) إلى القيمة المطلوبة، عادةً بين 5-20 مللي أمبير اعتمادًا على السطوع المطلوب وميزانية الطاقة.

8.2 اعتبارات التصميم

• تحديد التيار:استخدم دائمًا مقاومات على التوالي. احسب قيمة المقاومة كـ R = (Vcc - VF) / IF، حيث تؤخذ VF من ورقة البيانات (مثال: 2.6V نموذجي).
• تردد الإرسال المتعدد:استخدم معدل تحديث عاليًا بما يكفي لتجنب الوميض المرئي، عادةً أعلى من 60 هرتز لكل رقم.
• تيار الذروة في الإرسال المتعدد:عند الإرسال المتعدد بدورة عمل (DC)، يمكن أن يكون تيار القسم اللحظي أعلى من المتوسط. تأكد من أن تيار الذروة لا يتجاوز الحد الأقصى المطلق لتيار الذروة الأمامي (90 مللي أمبير تحت الظروف المحددة).
• إدارة الحرارة:تأكد من أن اللوحة المطبوعة والتصميم العام يسمحان بتشتيت الحرارة، خاصة إذا كان التشغيل قريبًا من الحدود القصوى أو في درجات حرارة محيطة عالية.

9. المقارنة الفنية والتمييز

المميزات الرئيسية لشاشة LTD-6740KD-06J هي استخدامها لتقنيةAlInGaP الأحمر الفائقومواصفاتها الميكانيكية/البصرية المحددة. مقارنة بمصابيح LED الحمراء القديمة من نوع GaAsP أو GaP، تقدم AlInGaP كفاءة إضاءة وسطوعًا أعلى بكثير. مقارنة بالألوان أو التقنيات الأخرى، يوفر الطول الموجي الأحمر الفائق 650 نانومتر لونًا أحمرًا مميزًا ومشبعًا. يضع ارتفاع الرقم 0.56 بوصة، ومزيج الواجهة الرمادية/الأقسام البيضاء، وتكوين الكاثود المشترك الشاشة في مكانها لمتطلبات تصميم واجهة وقابلية قراءة محددة.

10. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعلمات الفنية)

س1: ما الفرق بين الطول الموجي الذروة (650 نانومتر) والطول الموجي السائد (639 نانومتر)؟

ج1: الطول الموجي الذروة هو نقطة أقصى ناتج طاقة في الطيف. الطول الموجي السائد هو الطول الموجي الوحيد الذي ينتج نفس إدراك اللون مثل ناتج LED. لمصدر أحادي اللون مثل مصباح LED الأحمر هذا، يكونان قريبين ولكن ليسا متطابقين بسبب شكل منحنى حساسية العين البشرية.

س2: هل يمكنني تشغيل هذه الشاشة بمصدر طاقة 5 فولت؟

ج2: نعم، ولكن يجب عليك استخدام مقاومة تحديد تيار. على سبيل المثال، لتحقيق تيار أمامي نموذجي IF قدره 20 مللي أمبير مع جهد أمامي VF قدره 2.6 فولت باستخدام مصدر طاقة 5 فولت: R = (5V - 2.6V) / 0.02A = 120 أوم. مقاومة قياسية 120Ω ستكون مناسبة.

س3: ماذا تعني \"نسبة مطابقة شدة الإضاءة ≤ 2:1\"؟

ج3: تعني أن ألمع قسم في الجهاز لن يكون أكثر سطوعًا بمرتين من أقسى قسم داخل نفس \"منطقة الضوء\" المحددة. هذا يضمن تجانسًا بصريًا.

س4: لماذا يوجد منحنى تخفيض للتيار الأمامي المستمر؟

ج4: مع زيادة درجة الحرارة، تقل قدرة LED على تبديد الحرارة. لمنع درجة حرارة الوصلة من تجاوز الحدود الآمنة، يجب تقليل أقصى تيار مستمر مسموح به. يوفر عامل التخفيض البالغ 0.28 مللي أمبير/°C الإرشاد لهذا التخفيض.

11. حالة تصميم واستخدام عملية

الحالة: تصميم قراءة فولتميتر رقمي بسيط

يقوم مصمم ببناء فولتميتر تيار مستمر مكون من رقمين باستخدام متحكم دقيق مزود بمحول تناظري رقمي (ADC). تم اختيار شاشة LTD-6740KD-06J لقابليتها للقراءة. سيقوم المتحكم الدقيق بتشغيل روتين إرسال متعدد. تم تكوين اثنين من دبابيس الإدخال/الإخراج كمخرجات ذات مصرف مفتوح لسحب التيار للكاثودات المشتركة (الرقم 1 و 2). تم تكوين ثمانية دبابيس إدخال/إخراج أخرى (7 أقسام + نقطة عشرية واحدة) لإمداد التيار عبر مقاومات 150Ω إلى أنودات الأقسام. يمسح البرنامج كل رقم بمعدل 100 هرتز، محولًا الجهد المقاس إلى تنسيق BCD وابحث عن نمط السبعة أقسام المقابل من جدل لإخراجه إلى الأنودات. توفر الواجهة الرمادية تباينًا جيدًا في بيئة المختبر المضاءة جيدًا.

12. مبدأ التشغيل

LED هو ثنائي أشباه الموصلات. عندما يتم تطبيق جهد أمامي يتجاوز طاقة فجوة النطاق عبر وصلة p-n، تتحد الإلكترونات والثقوب في المنطقة النشطة (طبقة AlInGaP في هذه الحالة). يطلق هذا الاتحاد الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). يتم تحديد الطول الموجي المحدد للضوء (اللون) بواسطة طاقة فجوة النطاق لمادة أشباه الموصلات. تمتلك AlInGaP فجوة نطاق تتوافق مع الضوء الأحمر/البرتقالي. في شاشة السبعة أقسام، يتم تركيب رقائق LED فردية متعددة على شكل الأقسام ومتصلة كهربائيًا وفقًا لمخطط توزيع الدبابيس.

13. اتجاهات التكنولوجيا

بينما تظل شاشات السبعة أقسام التقليدية ذات الثقوب المارة مثل هذه ذات صلة بالعديد من التطبيقات، فإن الاتجاه الأوسع في تكنولوجيا العرض هو نحو عبوات الأجهزة ذات التركيب السطحي (SMD) للتجميع الآلي، وكثافة أعلى، وملف منخفض. هناك أيضًا اتجاه نحو التكامل، حيث يتم دمج دائرة السائق مع وحدة العرض. علاوة على ذلك، بالنسبة للقراءات الرقمية، توفر شاشات المصفوفة النقطية أو شاشات الأحرف والأرقام المتكاملة بالكامل مرونة أكبر. ومع ذلك، فإن البساطة والمتانة والسطوع العالي والقابلية الممتازة للقراءة لمصابيح LED السبعة أقسام المنفصلة تضمن استمرار استخدامها في أجهزة القياس، والتحكم الصناعي، والتطبيقات التي يُفضل فيها عرض رقمي كلاسيكي عالي الوضوح.