ورقة بيانات شاشة LED موديل LTD-2601JG-J - ارتفاع رقم 0.28 بوصة - لون أخضر بتقنية AlInGaP - جهد أمامي 2.6 فولت - تبديد طاقة 70 ميغاواط - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

موديل LTD-2601JG-J هو وحدة عرض أبجدية رقمية ثنائية الأرقام من نوع سبعة مقاطع، مُصممة لعرض قراءات رقمية واضحة في مختلف التطبيقات الإلكترونية. يتميز بارتفاع رقم يبلغ 0.28 بوصة (7.0 ملم)، مما يوفر توازنًا بين الحجم المضغوط والرؤية الجيدة. يستخدم الجهاز تقنية أشباه الموصلات AlInGaP (فوسفيد الألومنيوم إنديوم الغاليوم) لمقاطع الإضاءة الخضراء، مما يوفر سطوعًا عاليًا وكفاءة. للشاشة وجه رمادي مع مقاطع بيضاء، مما يعزز التباين وسهولة القراءة. تشمل مزاياه الرئيسية استهلاكًا منخفضًا للطاقة، ومظهرًا ممتازًا للأحرف مع مقاطع موحدة ومستمرة، ودرجة سطوع عالية، وزوايا مشاهدة واسعة، وموثوقية عالية من النوع الصلب. يتم تصنيفه حسب شدة الإضاءة ويأتي في عبوة خالية من الرصاص متوافقة مع توجيهات RoHS.

2. الغوص العميق في المعلمات التقنية

2.1 الخصائص الكهربائية والبصرية

يتم تحديد أداء الجهاز عند درجة حرارة محيطة (Ta) تبلغ 25 درجة مئوية. تشمل المعلمات الرئيسية:

• شدة الإضاءة المتوسطة لكل مقطع:تتراوح من حد أدنى 200 ميكروكانديلا إلى حد أقصى 3400 ميكروكانديلا، بقيمة نموذجية 540 ميكروكانديلا، مقاسة عند تيار أمامي (IF) قدره 1 مللي أمبير.
• شدة الإضاءة المتوسطة لنقطة عشرية (DP):حد أدنى 50 ميكروكانديلا عند IF=1 مللي أمبير.
• طول موجة الانبعاث القصوى (λp):571 نانومتر عند IF=20 مللي أمبير.
• الطول الموجي السائد (λd):572 نانومتر عند IF=20 مللي أمبير.
• نصف عرض الخط الطيفي (Δλ):15 نانومتر عند IF=20 مللي أمبير.
• الجهد الأمامي لكل مقطع (VF):نموذجيًا 2.6 فولت، بحد أقصى 2.6 فولت عند IF=20 مللي أمبير.
• التيار العكسي لكل مقطع (IR):حد أقصى 100 ميكرو أمبير عند جهد عكسي (VR) قدره 5 فولت. لاحظ أن هذه حالة اختبار ولا يُقصد بالجهاز العمل تحت انحياز عكسي مستمر.
• نسبة مطابقة شدة الإضاءة:2:1 كحد أقصى للمناطق المضيئة المتشابهة عند IF=1 مللي أمبير.
• دلتا مطابقة الطول الموجي السائد (Δλd):4 نانومتر كحد أقصى للمناطق المضيئة المتشابهة عند IF=20 مللي أمبير.
• التداخل (Crosstalk):محدد ليكون ≤ 2.5%.

2.2 الحدود القصوى المطلقة

قد تؤدي الضغوط التي تتجاوز هذه الحدود إلى تلف دائم.

• تبديد الطاقة لكل مقطع:70 ميغاواط
• التيار الأمامي الذروي لكل مقطع:60 مللي أمبير (دورة عمل 1/10، عرض نبضة 0.1 مللي ثانية)
• التيار الأمامي المستمر لكل مقطع:25 مللي أمبير (مع تخفيض خطي من 25 درجة مئوية بمعدل 0.28 مللي أمبير/درجة مئوية)
• نطاق درجة حرارة التشغيل:من -35 درجة مئوية إلى +105 درجة مئوية
• نطاق درجة حرارة التخزين:من -35 درجة مئوية إلى +105 درجة مئوية
• درجة حرارة اللحام:260 درجة مئوية لمدة 5 ثوانٍ، مقاسة على بعد 1/16 بوصة (≈1.6 ملم) أسفل مستوى الجلوس.

3. شرح نظام التصنيف (Binning)

يستخدم الجهاز نظام تصنيف (Binning) لتصنيف الوحدات بناءً على شدة إضاءتها المقاسة عند 1 مللي أمبير. وهذا يضمن اتساق السطوع للتطبيقات التي تتطلب مظهرًا موحدًا. يتم تعريف التصنيفات على النحو التالي، مع تسامح في شدة الإضاءة يبلغ ±15% داخل كل تصنيف:

• التصنيف E:201 - 320 ميكروكانديلا
• التصنيف F:321 - 500 ميكروكانديلا
• التصنيف G:501 - 800 ميكروكانديلا
• التصنيف H:801 - 1300 ميكروكانديلا
• التصنيف J:1301 - 2100 ميكروكانديلا
• التصنيف K:2101 - 3400 ميكروكانديلا

يتم وضع رمز التصنيف المحدد لكل وحدة على عبوة الجهاز. كما يتم إجراء مطابقة للطول الموجي السائد ضمن دلتا 4 نانومتر للمقاطع في المناطق المضيئة المتشابهة.

4. تحليل منحنيات الأداء

تشير ورقة البيانات إلى منحنيات الخصائص الكهربائية والبصرية النموذجية. بينما لا يتم تفصيل الرسوم البيانية المحددة في النص المقدم، فإن مثل هذه المنحنيات توضح عادة العلاقة بين التيار الأمامي (IF) والجهد الأمامي (VF)، واعتماد شدة الإضاءة على التيار الأمامي، وتغير هذه المعلمات مع درجة الحرارة المحيطة. يعد تحليل هذه المنحنيات أمرًا بالغ الأهمية لتصميم الدوائر لضمان تحديد التيار المناسب، والتنبؤ بالسطوع تحت ظروف القيادة المختلفة، وفهم التأثيرات الحرارية على الأداء. يجب أن يتوقع المصممون أن يكون للجهد الأمامي معامل درجة حرارة سالب، وأن تنخفض شدة الإضاءة مع زيادة درجة الحرارة.

5. معلومات الميكانيكا والتغليف

5.1 أبعاد التغليف

للشاشة بصمة قياسية لشاشة سبعة مقاطع ثنائية الأرقام. تشمل الملاحظات الأبعاد الرئيسية:

• جميع الأبعاد بالمليمترات.
• التسامح العام هو ±0.25 ملم ما لم يُذكر خلاف ذلك.
• تسامح انزياح طرف الطرف هو ±0.4 ملم.
• يتم تحديد حدود العيوب للمواد الغريبة على المقاطع (≤10 ميل)، تلوث الحبر (≤20 ميل)، انحناء العاكس (≤1/100 من طوله)، والفقاعات في المقاطع (≤10 ميل).
• يوصى بقطر ثقب لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) يبلغ Ø1.4 ملم للتثبيت.

5.2 توصيل الأطراف والقطبية

يستخدم الجهاز تكوين أنود مشترك. يظهر مخطط الدائرة الداخلية أنودين مشتركين (واحد لكل رقم) وأقطاب كاثود فردية لكل مقطع (من A إلى G و DP). مخطط التوصيل كالتالي:

• الطرف 1: كاثود E
• الطرف 2: كاثود D
• الطرف 3: كاثود C
• الطرف 4: كاثود G
• الطرف 5: كاثود DP (النقطة العشرية)
• الطرف 6: الأنود المشترك (الرقم 2)
• الطرف 7: كاثود A
• الطرف 8: كاثود B
• الطرف 9: الأنود المشترك (الرقم 1)
• الطرف 10: كاثود F

التعريف الصحيح لأطراف الأنود المشتركة ضروري لتعدد الإرسال (Multiplexing) للرقمين.

6. دليل اللحام والتجميع

6.1 ملف تعريف اللحام

اللحام الآلي:الشرط الموصى به هو 260 درجة مئوية لمدة 5 ثوانٍ، مقاسة على بعد 1/16 بوصة (≈1.6 ملم) أسفل مستوى الجلوس. يجب ألا تتجاوز درجة حرارة الوحدة أثناء التجميع الحد الأقصى لدرجة الحرارة المسموح بها.
اللحام اليدوي:الشرط الموصى به هو 350 درجة مئوية ±30 درجة مئوية لمدة أقصاها 5 ثوانٍ، مقاسة على بعد 1/16 بوصة أسفل مستوى الجلوس.

6.2 احتياطات وملاحظات تطبيقية

هذه الشاشة مخصصة للمعدات الإلكترونية العادية في التطبيقات المكتبية والاتصالية والمنزلية. بالنسبة للتطبيقات التي تتطلب موثوقية استثنائية حيث قد يعرض الفشل الحياة أو الصحة للخطر (مثل الطيران، الأنظمة الطبية)، فإن الاستشارة قبل الاستخدام إلزامية. يجب على المصممين الالتزام الصارم بالحدود القصوى المطلقة. يجب توخي الحذر أثناء التعامل لتجنب التفريغ الكهروستاتيكي (ESD)، على الرغم من عدم تقديم تصنيفات ESD محددة في هذا المقتطف. يجب أن يكون التخزين ضمن نطاق درجة الحرارة المحدد من -35 درجة مئوية إلى +105 درجة مئوية في بيئة جافة.

7. معلومات التعبئة والطلب

مواصفات التعبئة القياسية كالتالي:

• الوحدات لكل أنبوب: 33
• الأنابيب لكل صندوق داخلي: 90
• الوحدات لكل صندوق داخلي: 2,970
• الأنابيب لكل صندوق خارجي: 360
• الوحدات لكل صندوق خارجي: 11,880

يتضمن وضع العلامات على الجهاز رقم الجزء (LTD-2601JG-J)، ورمز التاريخ (بتنسيق YYWW)، وبلد التصنيع، ورمز التصنيف (Z).

8. اقتراحات التطبيق

8.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

هذه الشاشة مناسبة لأي جهاز يتطلب قراءة رقمية ثنائية الأرقام مضغوطة وواضحة. تشمل التطبيقات الشائعة لوحات العدادات، الإلكترونيات الاستهلاكية (الساعات، المؤقتات، الموازين)، عناصر التحكم الصناعية، معدات الاختبار والقياس، وشاشات الأجهزة المنزلية.

8.2 اعتبارات التصميم

• تحديد التيار:مقاومات تحديد التيار الخارجية إلزامية لكل مقطع أو أنود مشترك لمنع تجاوز الحد الأقصى للتيار الأمامي المستمر (25 مللي أمبير لكل مقطع). يجب حساب القيمة بناءً على جهد الإمداد وانخفاض الجهد الأمامي لـ LED.
• تعدد الإرسال (Multiplexing):للتحكم في الرقمين بشكل مستقل باستخدام 10 أطراف فقط، يتم استخدام تقنية تعدد الإرسال. يتم تشغيل الأنودات المشتركة (الأطراف 6 و 9) بالتتابع بتردد عالٍ، بينما يتم تنشيط أقطاب الكاثود للمقاطع المناسبة بشكل متزامن. هذا يقلل من عدد أطراف الإدخال/الإخراج (I/O) المطلوبة في المتحكم الدقيق.
• زاوية المشاهدة:زاوية المشاهدة الواسعة مفيدة للتطبيقات التي قد يتم فيها مشاهدة الشاشة من مواقع خارج المحور.
• التحكم في السطوع:يمكن ضبط السطوع عن طريق تغيير التيار الأمامي (ضمن التقييمات) أو باستخدام تعديل عرض النبضة (PWM) على إشارات القيادة.

9. المقارنة التقنية والتمييز

المميزات الرئيسية لـ LTD-2601JG-J هي استخدامه لتقنية AlInGaP للانبعاث الأخضر ونظام التصنيف المحدد لشدة الإضاءة. مقارنةً بالتقنيات الأقدم مثل GaP، تقدم AlInGaP سطوعًا وكفاءة أعلى. يوفر نظام التصنيف الواضح للمصممين مستويات سطوع يمكن التنبؤ بها، وهو أمر بالغ الأهمية للتطبيقات التي تتطلب اتساقًا بصريًا عبر وحدات أو منتجات متعددة. يضع ارتفاع الرقم 0.28 بوصة المنتج في فئة حجم شائعة، مما يوفر حلًا وسطًا جيدًا بين سهولة القراءة ومساحة اللوحة.

10. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعلمات التقنية)

س: ما هو الغرض من رمز التصنيف (Bin Code)؟
ج: يشير رمز التصنيف (المشار إليه بـ 'Z' على الجهاز) إلى نطاق شدة الإضاءة لتلك الوحدة المحددة. وهذا يسمح للمصممين باختيار قطع ذات سطوع متسق لتطبيقهم أو بتوريد مستوى سطوع محدد إذا لزم الأمر.

س: هل يمكنني تشغيل هذه الشاشة بدون مقاومات تحديد تيار؟
ج: لا. إن تشغيل LED مباشرة من مصدر جهد سيؤدي إلى تدفق تيار مفرط، مما قد يتجاوز الحد الأقصى المطلق للتصنيف ويدمر المقطع. استخدم دائمًا مقاومات على التوالي.

س: كيف يمكنني التحكم في الرقمين بشكل مستقل؟
ج: يجب عليك استخدام تعدد الإرسال (Multiplexing). قم بتشغيل الأنود المشترك للرقم 1 لفترة وجيزة أثناء ضبط أقطاب الكاثود للمقاطع المطلوبة للرقم 1. ثم قم بإيقاف تشغيل أنود الرقم 1، وقم بتشغيل أنود الرقم 2، وضبط أقطاب الكاثود لمقاطع الرقم 2. كرر هذه الدورة بسرعة (على سبيل المثال، >60 هرتز) لخلق وهم أن كلا الرقمين يعملان باستمرار.

س: ماذا يعني "أنود مشترك"؟
ج: يعني ذلك أن الأنودات (الجوانب الموجبة) لجميع مصابيح LED في رقم واحد متصلة معًا بطرف واحد. لإضاءة مقطع ما، تقوم بتطبيق جهد موجب على طرف الأنود المشترك الخاص به وتوصيل الكاثود (الجانب السالب) لذلك المقطع المحدد بالأرض (أو مستوى منطقي منخفض).

11. حالة عملية للتصميم والاستخدام

الحالة: تصميم عداد رقمي بسيط مكون من رقمين.
يمكن استخدام متحكم دقيق لتنفيذ عداد من 00 إلى 99. هناك حاجة إلى عشرة أطراف إدخال/إخراج (I/O): اثنان لقيادة الأنودات المشتركة (يفضل عبر ترانزستورات لتيار أعلى) وثمانية لقيادة أقطاب الكاثود للمقاطع (من A إلى G و DP). ستحافظ البرامج الثابتة (Firmware) على قيمة العداد، وتحول كل رقم إلى نمط سبعة مقاطع، وتنفذ روتين تعدد الإرسال. يمكن حساب قيمة مقاومة تحديد التيار (R) لكل مقطع باستخدام قانون أوم: R = (Vcc - Vf) / If، حيث Vcc هو جهد الإمداد (على سبيل المثال، 5 فولت)، Vf هو الجهد الأمامي لـ LED (~2.6 فولت)، و If هو التيار الأمامي المطلوب (على سبيل المثال، 10 مللي أمبير). هذا يعطي R = (5 - 2.6) / 0.01 = 240 أوم. ستكون مقاومة 220 أوم أو 270 أوم قيمًا قياسية مناسبة.

12. مقدمة في المبدأ العلمي

يعتمد الجهاز على تقنية الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED). LED هو صمام ثنائي تقاطع p-n شبه موصل يشع ضوءًا عند انحيازه كهربائيًا في الاتجاه الأمامي. تندمج الإلكترونات مع الفجوات داخل الجهاز، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات. يتم تحديد لون الضوء (الطول الموجي) من خلال فجوة النطاق الطاقي لمادة أشباه الموصلات. يستخدم LTD-2601JG-J مادة AlInGaP، وهي نظام مواد مناسب جدًا لإنتاج ضوء أحمر وبرتقالي وعنبر وأخضر عالي الكفاءة. يستخدم تصميم السبعة مقاطع رقائق LED فردية متعددة مرتبة في نمط قياسي (المقاطع من A إلى G ونقطة عشرية DP) لتشكيل الأحرف الرقمية. تكوين الأنود المشترك هو تصميم دائرة شائع يبسط تعدد الإرسال للشاشات متعددة الأرقام.

13. اتجاهات التطور

في حين أن شاشات LED السباعية المنفصلة تظل ذات صلة بتطبيقات محددة، فإن الاتجاهات الأوسع في تكنولوجيا العرض تشمل التحول نحو شاشات مصفوفة النقاط المتكاملة (التي تقدم قدرة أبجدية رقمية ورسومية)، وشاشات الصمام الثنائي الباعث للضوء العضوي (OLED) لرقتها وتباينها، ودمج دوائر القيادة وأحيانًا المتحكمات الدقيقة مباشرة في وحدة العرض (شاشات "ذكية"). ومع ذلك، بالنسبة للقراءات الرقمية البسيطة منخفضة التكلفة وعالية السطوع والموثوقة للغاية، تظل شاشات LED السباعية مثل LTD-2601JG-J حلاً قويًا وفعالاً، خاصة في السياقات الصناعية والسيارات والأجهزة المنزلية حيث تعد طول العمر والرؤية تحت ظروف الإضاءة المختلفة أمرًا بالغ الأهمية.