ورقة بيانات شاشة LED طراز LTD-6410JG - ارتفاع الرقم 0.56 بوصة - لون أخضر من مادة AlInGaP - جهد أمامي 2.6 فولت - تبديد طاقة 70 ميغاواط - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

شاشة LTD-6410JG هي وحدة عرض LED مكونة من رقمين مزدوجين بسبعة مقاطع، مصممة لتطبيقات القراءة الرقمية. تتميز بارتفاع رقم يبلغ 0.56 بوصة (14.22 ملم)، مما يوفر أحرفًا واضحة وقابلة للقراءة تناسب مجموعة متنوعة من المعدات الإلكترونية. تستخدم الشاشة رقائق LED من مادة AlInGaP (فوسفيد الألومنيوم إنديوم غاليوم) المزروعة على ركيزة GaAs، والمعروفة بكفاءتها العالية وسطوعها في الطيف الأخضر. الجهاز له واجهة رمادية مع مقاطع بيضاء، مما يوفر تباينًا عاليًا لتحسين قابلية القراءة. يتم تصنيفه حسب شدة الإضاءة ويُقدم في غلاف خالٍ من الرصاص متوافق مع توجيهات RoHS.

1.1 الميزات الرئيسية

• ارتفاع الرقم 0.56 بوصة (14.22 ملم).
• مقاطع متواصلة وموحدة لمظهر متناسق.
• متطلبات طاقة منخفضة.
• مظهر ممتاز للأحرف.
• سطوع عالي وتباين عالي.
• زاوية مشاهدة واسعة.
• موثوقية الحالة الصلبة.
• مصنف حسب شدة الإضاءة.
• غلاف خالٍ من الرصاص (متوافق مع RoHS).

1.2 تعريف الجهاز

رقم الجزء LTD-6410JG يحدد شاشة مكونة من رقمين مزدوجين، ذات أنود مشترك، بسبعة مقاطع، مع مصابيح LED خضراء من مادة AlInGaP ونقطة عشرية على الجانب الأيمن.

2. المعلومات الميكانيكية والغلاف

يتم إيواء الشاشة في غلاف LED قياسي مزدوج الأرقام. يتم توفير الأبعاد الحرجة والتفاوتات في رسم الغلاف. تشمل الملاحظات الميكانيكية الرئيسية:

• جميع الأبعاد بالمليمترات. التفاوتات العامة هي ±0.20 ملم ما لم يُذكر خلاف ذلك.
• تفاوت انحراف طرف الطرف هو ±0.4 ملم.
• يتم تحديد حدود للمواد الغريبة على المقاطع (≤10 ميل)، تلوث الحبر على السطح (≤20 ميل)، انحناء العاكس (≤1% من الطول)، والفقاعات داخل المقاطع (≤10 ميل).
• يوصى بقطر فتحة لوحة الدوائر المطبوعة 1.30 ملم للحصول على أفضل ملاءمة.

يتم تمييز الوحدة برقم الجزء (LTD-6410JG)، ورمز تاريخ بتنسيق YYWW، وبلد التصنيع، ورمز تصنيف لتصنيف شدة الإضاءة.

3. التكوين الكهربائي ومخطط التوصيل

3.1 مخطط الدائرة الداخلية

الشاشة ذات تكوين أنود مشترك. كل من الرقمين يشتركان في طرف أنود مشترك، بينما لكل مقطع (من A إلى G و DP) أطراف كاثود فردية لكل رقم. يسمح هذا التكوين بالقيادة المتعددة للتحكم في كلا الرقمين بشكل مستقل.

3.2 جدول توصيل الأطراف

للجهاز ذو الـ 18 طرفًا التعيينات التالية:

• الطرف 1: كاثود E (الرقم 1)
• الطرف 2: كاثود D (الرقم 1)
• الطرف 3: كاثود C (الرقم 1)
• الطرف 4: كاثود D.P. (الرقم 1)
• الطرف 5: كاثود E (الرقم 2)
• الطرف 6: كاثود D (الرقم 2)
• الطرف 7: كاثود G (الرقم 2)
• الطرف 8: كاثود C (الرقم 2)
• الطرف 9: كاثود D.P. (الرقم 2)
• الطرف 10: كاثود B (الرقم 2)
• الطرف 11: كاثود A (الرقم 2)
• الطرف 12: كاثود F (الرقم 2)
• الطرف 13: الأنود المشترك (الرقم 2)
• الطرف 14: الأنود المشترك (الرقم 1)
• الطرف 15: كاثود B (الرقم 1)
• الطرف 16: كاثود A (الرقم 1)
• الطرف 17: كاثود G (الرقم 1)
• الطرف 18: كاثود F (الرقم 1)

4. التقييمات والخصائص

4.1 الحدود القصوى المطلقة (درجة حرارة المحيط = 25°م)

• تبديد الطاقة لكل شريحة: 70 ميغاواط
• التيار الأمامي الذروي لكل شريحة (1 كيلوهرتز، دورة عمل 25%): 60 مللي أمبير
• التيار الأمامي المستمر لكل شريحة: 25 مللي أمبير (التخفيض: 0.33 مللي أمبير/°م فوق 25°م)
• نطاق درجة حرارة التشغيل: من -35°م إلى +105°م
• نطاق درجة حرارة التخزين: من -35°م إلى +105°م
• ظروف اللحام: 1/16 بوصة تحت مستوى الجلوس لمدة 5 ثوانٍ عند 260°م.

4.2 الخصائص الكهربائية والبصرية (درجة حرارة المحيط = 25°م)

• شدة الإضاءة المتوسطة (I_V): 320 (الحد الأدنى)، 750 (النموذجي) μcd عند I_F=1 مللي أمبير
• طول موجة الانبعاث الذروي (λ_p): 571 نانومتر (النموذجي) عند I_F=20 مللي أمبير
• نصف عرض الخط الطيفي (Δλ): 15 نانومتر (النموذجي) عند I_F=20 مللي أمبير
• الطول الموجي السائد (λ_d): 572 نانومتر (النموذجي) عند I_F=20 مللي أمبير
• الجهد الأمامي لكل شريحة (V_F): 2.05 (الحد الأدنى)، 2.6 (الحد الأقصى) فولت عند I_F=20 مللي أمبير
• التيار العكسي لكل شريحة (I_R): 100 ميكرو أمبير (الحد الأقصى) عند V_R=5 فولت
• نسبة مطابقة شدة الإضاءة (منطقة الضوء المتشابهة): 2:1 (الحد الأقصى) عند I_F=1 مللي أمبير
• التداخل: ≤2.5%

ملاحظات: يتم قياس شدة الإضاءة باستخدام مرشح استجابة عين CIE. الجهد العكسي لأغراض الاختبار فقط وليس للتشغيل المستمر.

5. منحنيات الأداء النموذجية

تتضمن ورقة البيانات منحنيات نموذجية توضح العلاقة بين التيار الأمامي وشدة الإضاءة، وكذلك تغير الجهد الأمامي مع درجة الحرارة. هذه المنحنيات ضرورية للمصممين لتحسين تيار القيادة للسطوع المطلوب مع إدارة تبديد الطاقة والتأثيرات الحرارية. تُظهر تكنولوجيا AlInGaP عالية الكفاءة عادةً علاقة خطية نسبيًا بين التيار وإخراج الضوء ضمن نطاق التشغيل المحدد.

6. اختبارات الموثوقية والبيئة

يخضع طراز LTD-6410JG لمجموعة شاملة من اختبارات الموثوقية بناءً على المعايير العسكرية (MIL-STD) والصناعية اليابانية (JIS) لضمان الأداء طويل الأمد والمتانة.

• اختبار عمر التشغيل (RTOL):1000 ساعة عند أقصى تيار مقنن تحت درجة حرارة الغرفة.
• التخزين في درجة حرارة عالية / رطوبة عالية (THS):500 ساعة عند 65°م ±5°م ورطوبة نسبية 90-95%.
• التخزين في درجة حرارة عالية (HTS):1000 ساعة عند 105°م ±5°م.
• التخزين في درجة حرارة منخفضة (LTS):1000 ساعة عند -35°م ±5°م.
• دورة الحرارة (TC):30 دورة بين -35°م و 105°م.
• الصدمة الحرارية (TS):30 دورة نقل من سائل إلى سائل بين -35°م و 105°م.
• مقاومة اللحام (SR):غمر لمدة 10 ثوانٍ عند 260°م.
• قابلية اللحام (SA):غمر لمدة 5 ثوانٍ عند 245°م.

7. إرشادات اللحام والتركيب

7.1 اللحام الآلي

للحام الموجي أو إعادة التدفق، الشرط الموصى به هو الحفاظ على درجة حرارة نقطة اللحام عند 260°م لمدة أقصاها 5 ثوانٍ، مقاسة من 1/16 بوصة (حوالي 1.6 ملم) تحت مستوى جلوس الشاشة على لوحة الدوائر المطبوعة.

7.2 اللحام اليدوي

عند استخدام مكواة اللحام، يجب أن تكون درجة حرارة الطرف 350°م ±30°م. يجب ألا تتجاوز مدة اللحام لكل طرف 5 ثوانٍ، مرة أخرى مقاسة من 1/16 بوصة تحت مستوى الجلوس.

8. ملاحظات وتحذيرات التطبيق

8.1 الاستخدام المقصود والقيود

تم تصميم هذه الشاشة للمعدات الإلكترونية العادية في تطبيقات المكتب والاتصالات والمنزل. لا يوصى باستخدامها في أنظمة السلامة الحرجة (الطيران، دعم الحياة الطبي، إلخ) دون استشارة مسبقة وتأهيل.

8.2 اعتبارات التصميم

• الحدود القصوى المطلقة:يجب تصميم دائرة القيادة لضمان عدم تجاوز الحدود القصوى المطلقة للتيار والطاقة ودرجة الحرارة أبدًا. التشغيل خارج هذه الحدود يمكن أن يسبب تدهورًا شديدًا في الضوء أو فشلاً كارثيًا.
• قيادة التيار:يوصى بشدة باستخدام قيادة تيار ثابت بدلاً من قيادة جهد ثابت لضمان إخراج إضاءة مستقر وطول العمر. يجب ضبط التيار وفقًا للسطوع المطلوب، عادةً بين 1 مللي أمبير و 20 مللي أمبير لكل مقطع.
• حماية الجهد العكسي:يجب أن تتضمن دائرة القيادة حماية ضد الجهود العكسية وارتفاعات الجهد العابرة التي قد تحدث أثناء عمليات التشغيل أو الإيقاف. حتى التعرض القصير للتحيز العكسي يمكن أن يتلف رقائق LED.
• الإدارة الحرارية:على الرغم من أن الجهاز يمكن أن يعمل حتى 105°م، فإن درجات حرارة التقاطع المنخفضة تطيل العمر الافتراضي وتحافظ على السطوع. يجب النظر في تخطيط مناسب للوحة الدوائر المطبوعة، وإذا لزم الأمر، استخدام مشتت حراري لتطبيقات درجة الحرارة المحيطة العالية أو عند القيادة بتيارات أعلى.
• التعددية (Multiplexing):نظرًا لأنها ذات أنود مشترك وتكوين طرفًا بطرف، فإن الشاشة مثالية للقيادة المتعددة. يجب على المصممين التأكد من أن تردد التعددية مرتفع بما يكفي لتجنب الوميض المرئي (عادةً >60 هرتز) وأن التيار الذروي في كل دورة تعددية لا يتجاوز الحدود القصوى المطلقة.

9. المقارنة التقنية والمزايا

يوفر استخدام تكنولوجيا AlInGaP عدة مزايا رئيسية مقارنة بالتكنولوجيات الأقدم مثل مصابيح LED القياسية من GaP أو GaAsP:

• سطوع وكفاءة أعلى:تقدم مصابيح LED من مادة AlInGaP شدة إضاءة أعلى بكثير لنفس تيار القيادة، مما يتيح استهلاك طاقة أقل أو شاشات أكثر سطوعًا.
• نقاء لوني فائق:تنتج الخصائص الطيفية (الذروة عند 571 نانومتر، نصف عرض ضيق) لونًا أخضر مشبعًا ونقيًا يكون مميزًا بصريًا ويوفر تباينًا عاليًا ضد الخلفية الرمادية.
• استقرار حراري أفضل:تُظهر مصابيح LED من مادة AlInGaP عمومًا تباينًا أقل في الجهد الأمامي وإخراج الإضاءة مع تغيرات درجة الحرارة مقارنة ببعض أنواع LED الأخرى، مما يؤدي إلى أداء أكثر اتساقًا.
• التصنيف حسب الفئات (Binning):يوفر رموز فئات شدة الإضاءة للمصممين اختيار شاشات بمستويات سطوع متطابقة، مما يضمن مظهرًا موحدًا في تطبيقات الأرقام المتعددة أو الوحدات المتعددة.

10. سيناريوهات التطبيق النموذجية

شاشة LTD-6410JG مناسبة تمامًا لمجموعة واسعة من تطبيقات العرض الرقمية، بما في ذلك:

• معدات الاختبار والقياس (الملتيميديا، عدادات التردد).
• لوحات التحكم الصناعية والموقتات.
• الأجهزة الاستهلاكية (الميكروويف، الأفران، الغسالات).
• معدات الصوت / الفيديو (المكبرات، الضوابط).
• نقاط البيع والآلات الحاسبة.
• شاشات السوق الإضافية للسيارات (حيث يتم استيفاء المواصفات البيئية).

11. الأسئلة الشائعة (FAQ)

س: ما الفرق بين الأنود المشترك والكاثود المشترك؟

ج: في شاشة الأنود المشترك، يتم توصيل جميع الأنودات الخاصة بمصابيح LED في رقم واحد معًا بمصدر إيجابي. يتم تشغيل المقاطع بتطبيق إشارة أرضية (منخفضة) على أطراف الكاثود الخاصة بها. شاشة LTD-6410JG هي جهاز ذو أنود مشترك.

س: كيف أحسب المقاوم المحدد للتيار المطلوب؟

ج: استخدم قانون أوم: R = (V_المصدر- V_F) / I_F. على سبيل المثال، مع مصدر 5 فولت، V_Fنموذجي بقيمة 2.3 فولت لكل مقطع، و I_Fمطلوب بقيمة 10 مللي أمبير: R = (5 - 2.3) / 0.01 = 270 أوم. استخدم أقصى V_Fمن ورقة البيانات لتصميم متحفظ.

س: هل يمكنني قيادة هذه الشاشة مباشرة من متحكم دقيق؟

ج: معظم أطراف الإدخال/الإخراج للمتحكم الدقيق لا يمكنها توفير أو استيعاب تيار كافٍ (عادةً 20-25 مللي أمبير كحد أقصى، وغالبًا أقل). ستحتاج إلى ترانزستورات قيادة (للأنودات المشتركة) وربما دوائر متكاملة لقيادة المقاطع (مثل سجل إزاحة 74HC595 بقدرة تيار أعلى أو سائق LED مخصص) للوصل بأمان وفعالية.

س: ماذا يعني "نسبة مطابقة شدة الإضاءة 2:1"؟

ج: يعني ذلك أنه داخل وحدة عرض واحدة، لن يكون سطوع أي مقطع أقل من نصف سطوع ألمع مقطع عند القياس تحت نفس الظروف. وهذا يضمن التوحيد البصري.

12. دراسة حالة للتصميم والاستخدام

السيناريو: تصميم عداد بسيط مكون من رقمين.

يحتاج مصمم إلى شاشة لعداد أحداث أساسي يزداد من 00 إلى 99. يختار شاشة LTD-6410JG لوضوح قراءتها وواجهتها القياسية.

1. تصميم الدائرة:يستخدمون متحكمًا دقيقًا صغيرًا لإدارة منطق العد. يتم توصيل أطراف الإدخال/الإخراج للمتحكم الدقيق بكاثودات المقاطع عبر مقاومات محددة للتيار (محسوبة كما سبق). يتم توصيل طرفي الأنود المشترك بالمتحكم الدقيق عبر ترانزستورات NPN للتعامل مع التيار التراكمي الأعلى لرقم مضاء بالكامل (مثل الرقم "8" بالإضافة إلى النقطة العشرية).
2. البرنامج:يقوم البرنامج الثابت بتنفيذ التعددية. يقوم بتشغيل الترانزستور للرقم 1، ويضبط أطراف الكاثود لعرض قيمة خانة العشرات، وينتظر فترة قصيرة (مثل 5 مللي ثانية)، ثم يقوم بإيقاف تشغيل الرقم 1. ثم يقوم بتشغيل الترانزستور للرقم 2، ويضبط أطراف الكاثود لخانة الآحاد، وينتظر، ثم يقوم بإيقاف تشغيله. تتكرر هذه الدورة بسرعة.
3. النتيجة:تعرض الشاشة رقمًا مكونًا من رقمين مستقرًا وخاليًا من الوميض. يجعل التباين العالي والسطوع لمصابيح LED من مادة AlInGaP الأرقام سهلة القراءة حتى في البيئات ذات الإضاءة المعتدلة. يضمن التصنيف حسب الفئات ظهور كلا الرقمين بنفس السطوع.

13. مبدأ التشغيل

مصباح LED (الصمام الثنائي الباعث للضوء) هو جهاز أشباه موصلات يصدر ضوءًا عندما يتدفق التيار عبره في الاتجاه الأمامي. في شاشة LTD-6410JG، المادة الباعثة للضوء هي AlInGaP. عند تطبيق جهد أمامي يتجاوز عتبة الصمام الثنائي (حوالي 2 فولت)، تتحد الإلكترونات والثقوب في المنطقة النشطة من أشباه الموصلات، مما يطلق الطاقة في شكل فوتونات. يحدد التركيب المحدد لسبيكة AlInGaP الطول الموجي (اللون) للضوء المنبعث، والذي في هذه الحالة يكون في المنطقة الخضراء من الطيف (~571 نانومتر). المقاطع السبعة هي مصابيح LED فردية مرتبة في نمط الرقم ثمانية. من خلال إضاءة مجموعات مختلفة من هذه المقاطع بشكل انتقائي، يمكن تشكيل الأرقام من 0 إلى 9 وبعض الحروف.

14. اتجاهات التكنولوجيا

في حين أن شاشات LED المنفصلة المكونة من سبعة مقاطع مثل LTD-6410JG تظل ذات صلة عالية بسبب بساطتها وموثوقيتها وفعاليتها من حيث التكلفة في التطبيقات الرقمية المخصصة، فإن اتجاهات تكنولوجيا العرض الأوسع واضحة. هناك تحول عام نحو تكامل أعلى، مثل الشاشات ذات المتحكمات المدمجة (واجهة I2C أو SPI) التي تقلل من عدد أطراف المتحكم الدقيق وعبء البرنامج. علاوة على ذلك، في التطبيقات التي تتطلب محتوى أبجديًا رقميًا أو رسوميًا، أصبحت شاشات LED ذات المصفوفة النقطية، وشاشات OLED، وشاشات LCD أكثر شيوعًا بسبب مرونتها. ومع ذلك، بالنسبة للإخراج الرقمي البحيث حيث يكون السطوع العالي وزوايا المشاهدة الواسعة والعمر الطويل أمرًا بالغ الأهمية، خاصة في البيئات الصناعية أو الخارجية، تظل شاشات LED التقليدية المكونة من سبعة مقاطع التي تستخدم مواد أشباه موصلات فعالة مثل AlInGaP خيارًا ممتازًا وقويًا.