ورقة بيانات شاشة مصفوفة نقطية LED طراز LTP-22157M - ارتفاع 2.2 بوصة (57.22 مم) - مصفوفة 5x7 - لون أحمر برتقالي وأخضر - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

شاشة LTP-22157M هي وحدة عرض مصفوفة نقطية أحادية اللون ومستوية واحدة، مصممة لعرض الأحرف الأبجدية الرقمية. وظيفتها الأساسية هي توفير واجهة إخراج مرئية من خلال إضاءة نمط محدد من مصابيح LED داخل شبكة مكونة من 5 أعمدة و7 صفوف. يدمج الجهاز تقنيتين مختلفتين لرقائق LED داخل غلاف واحد: مصابيح LED حمراء برتقالية ومصابيح LED خضراء. توفر هذه القدرة ثنائية اللون، رغم عدم تمكينها للألوان المتعددة لكل نقطة، إمكانية اختيار اللون على مستوى الوحدة أو أنظمة إشارة ثنائية الحالة بسيطة. تتميز الشاشة بلوحة وجه رمادية مع نقاط بيضاء، مما يعزز التباين وسهولة القراءة تحت ظروف إضاءة مختلفة. تطبيقها الأساسي هو في المعدات الصناعية، وأجهزة القياس، ونقاط بيع الطرفيات، وغيرها من الأنظمة المدمجة التي تتطلب قراءة أحرف بسيطة وموثوقة.

تكمن الميزة الأساسية لهذه الشاشة في بنيتها ذات الحالة الصلبة، مما يوفر موثوقية عالية وعمر تشغيلي طويل مقارنة بتقنيات قديمة مثل شاشات العرض المعتمدة على الفتيل. تتطلب طاقة منخفضة نسبيًا ومصممة لسهولة التكامل الكهربائي، حيث أنها متوافقة مع رموز الأحرف القياسية ASCII وEBCDIC. يسمح التصميم الميكانيكي بالتراص الأفقي، مما يتيح إنشاء شاشات عرض متعددة الأحرف.

2. تفسير عميق للمعايير التقنية

2.1 الخصائص الضوئية والبصرية

يتم تحديد الأداء البصري بشكل منفصل لعناصر LED الخضراء والحمراء البرتقالية. بالنسبة لـمصابيح LED الخضراء، فإن شدة الإضاءة المتوسطة النموذجية هي 4800 ميكروكانديلا عند تشغيلها بتيار ذروة (Ip) قدره 80 مللي أمبير بدورة عمل 1/16. الطول الموجي السائد (λd) هو نموذجيًا 569 نانومتر، وطول موجة الانبعاث القصوى (λp) هو 565 نانومتر، مما يضعها في المنطقة الخضراء النقية من الطيف. عرض النصف للنطاق الطيفي (Δλ) هو 30 نانومتر، مما يشير إلى نطاق انبعاث ضيق بشكل معتدل.

أما بالنسبة لـمصابيح LED الحمراء البرتقالية، فإن شدة الإضاءة المتوسطة النموذجية هي أيضًا 4800 ميكروكانديلا تحت نفس ظروف التشغيل (80 مللي أمبير، دورة عمل 1/16). الطول الموجي السائد هو نموذجيًا 621 نانومتر، ويبلغ ذروة الانبعاث عند 630 نانومتر، مما يميز لونها الأحمر البرتقالي. عرض النصف للنطاق الطيفي أوسع عند 40 نانومتر. معيار رئيسي لتوحيد العرض هو نسبة مطابقة شدة الإضاءة (IV-m)، المحددة بحد أقصى 2:1. وهذا يعني أن شدة الإضاءة لأخفت نقطة في المصفوفة لن تقل عن نصف شدة ألمع نقطة تحت نفس ظروف الاختبار (IF=10mA)، مما يضمن اتساقًا بصريًا مقبولاً عبر الحرف.

2.2 المعايير الكهربائية

تحدد الخصائص الكهربائية حدود التشغيل والأداء النموذجي. إنالحدود القصوى المطلقةمتطابقة لكلا اللونين: تبديد الطاقة المتوسط لكل نقطة هو 36 ميلي واط، تيار الأمام الذروة لكل نقطة هو 100 مللي أمبير، ويجب تخفيض تيار الأمام المتوسط لكل نقطة خطيًا من 13 مللي أمبير عند 25°C بمعدل 0.17 مللي أمبير/°C. أقصى جهد عكسي لكل مقطع هو 5 فولت. تجاوز هذه الحدود قد يتسبب في تلف دائم.

تظهرالخصائص الكهربائية النموذجيةجهد الأمام (VF). بالنسبة لمصابيح LED الخضراء، VF نموذجيًا 2.6 فولت عند 20 مللي أمبير و 3.7 فولت نموذجيًا عند 80 مللي أمبير. بالنسبة لمصابيح LED الحمراء البرتقالية، VF نموذجيًا 2.6 فولت عند 20 مللي أمبير و 3.4 فولت نموذجيًا عند 80 مللي أمبير. التيار العكسي (IR) لأي نقطة هو بحد أقصى 100 ميكرو أمبير عند VR=5 فولت. هذه القيم حاسمة لتصميم دائرة تحديد التيار ومصدر الطاقة.

3. الخصائص الحرارية

تم تصنيف الجهاز لنطاق درجة حرارة تشغيل يتراوح من -35°C إلى +85°C ونفس نطاق درجة حرارة التخزين. منحنى تخفيض تيار الأمام المتوسط هو مواصفة حرارية مباشرة؛ مع ارتفاع درجة حرارة البيئة فوق 25°C، يجب تقليل التيار المستمر المسموح به لمنع ارتفاع درجة الحرارة والتدهور المتسارع. يتم تحديد درجة حرارة اللحام بحد أقصى 260°C لمدة لا تزيد عن 3 ثوانٍ، مقاسة على بعد 1.6 مم تحت مستوى الجلوس، وهو أمر بالغ الأهمية لعمليات تجميع لوحة الدوائر المطبوعة.

4. شرح نظام التصنيف

تشير ورقة البيانات إلى أن الجهازمصنف حسب شدة الإضاءة. وهذا يعني أن الوحدات يتم فرزها (تصنيفها) بناءً على قياس ناتج الضوء الخاص بها. بينما لا يتم توفير رموز تصنيف محددة في هذه الوثيقة، فإن مثل هذا النظام يضمن أن المصممين يمكنهم اختيار شاشات العرض بحد أدنى مضمون للسطوع أو نطاق سطوع ضيق، وهو أمر مهم لتوحيد المنتج، خاصة عند استخدام عدة شاشات عرض جنبًا إلى جنب. لا يوجد ذكر لتصنيف الجهد أو الطول الموجي في ورقة البيانات هذه؛ يتم تقديم الأطوال الموجية السائدة/الذروة كقيم نموذجية.

5. تحليل منحنيات الأداء

تشير ورقة البيانات إلىمنحنيات الخصائص الكهربائية/البصرية النموذجية. على الرغم من أن المنحنيات المحددة غير مفصلة في النص المقدم، فإن مثل هذه الرسوم البيانية المضمنة عادةً في أوراق البيانات الكاملة توضح العلاقة بين تيار الأمام (IF) وجهد الأمام (VF)، والعلاقة بين تيار الأمام وشدة الإضاءة، وتغير هذه المعايير مع درجة حرارة البيئة. يتيح تحليل هذه المنحنيات للمصممين تحسين تيار التشغيل للسطوع والكفاءة المطلوبين، وفهم كيفية تحول الأداء عبر نطاق درجة حرارة التشغيل.

6. معلومات الميكانيكا والتغليف

يبلغ ارتفاع مصفوفة العرض 2.2 بوصة (57.22 مم). يتم توفير أبعاد الغلاف في رسم بجميع الوحدات بالمليمترات وبتسامحات قياسية تبلغ ±0.25 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك. يتميز الجهاب بتكوين 18 طرفًا. يتم تعريف توزيع الأطراف بوضوح: الأطراف 1-4 و 9-12 هي صفوف الأنود (1-7). الأطراف 5-9 هي أعمدة الكاثود لمصابيح LED الخضراء (الأعمدة 1-5). الأطراف 13-17 هي أعمدة الكاثود لمصابيح LED الحمراء البرتقالية (الأعمدة 5-1، بترتيب عكسي). الطرف 18 غير متصل. يسهل هذا الترتيب القيادة المتعددة، حيث يقوم المتحكم بتفعيل كل صف (أنود) بالتتابع مع توفير بيانات العمود (كاثود) لذلك الصف.

7. إرشادات اللحام والتجميع

الإرشاد الرئيسي للتجميع هو ملف تعريف درجة حرارة اللحام: يجب ألا يتعرض جسم المكون لدرجات حرارة تتجاوز 260°C لأكثر من 3 ثوانٍ أثناء إعادة التدفق أو لحام الموجة. نقطة القياس هي 1.6 مم (1/16 بوصة) تحت مستوى الجلوس، وهو ما يقابل تقريبًا سطح لوحة الدوائر المطبوعة. يجب مراعاة احتياطات التفريغ الكهروستاتيكي القياسية أثناء التعامل، حيث أن مصابيح LED حساسة للكهرباء الساكنة. بالنسبة للتخزين، النطاق الموصى به هو -35°C إلى +85°C في بيئة منخفضة الرطوبة.

8. اقتراحات التطبيق

8.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

هذه الشاشة مثالية للتطبيقات التي تتطلب قراءات أبجدية رقمية بسيطة ومنخفضة التكلفة. أمثلة على ذلك: شاشات الحالة على لوحات التحكم الصناعية، القراءات الأساسية على معدات الاختبار والقياس، الرسائل البسيطة على الأجهزة الاستهلاكية، والمؤشرات القائمة على الأحرف في الأنظمة القديمة أو الحساسة للتكلفة. تتيح ميزة التراص الأفقي إنشاء شاشات عرض متعددة الأرقام للعدادات، المؤقتات، أو عرض البيانات الأساسي.

8.2 اعتبارات التصميم

دائرة القيادة:تتطلب الشاشة دائرة قيادة متعددة خارجية. يتم عنونة كل نقطة LED بواسطة صفها (أنود) وعمودها (كاثود). يجب أن يوفر السائق تيار ذروة كافي (حتى 80 مللي أمبير المقننة للسطوع الكامل) في نبضات قصيرة، حيث أن التيار المتوسط محدود بدورة العمل. مقاومات تحديد التيار المناسبة أو سائقي التيار الثابت ضرورية لكل خط كاثود لضبط التيار وحماية مصابيح LED.

واجهة المتحكم الدقيق:يمكن إدارة التعددية بواسطة متحكم دقيق بأطراف إدخال/إخراج كافية أو عبر دوائر متكاملة مخصصة لقيادة العرض (مثل MAX7219). يجب أن يكون معدل التحديث مرتفعًا بما يكفي (عادةً >60 هرتز) لتجنب الوميض المرئي.

اختيار اللون:يجب على المصمم اختيار استخدام إما مصابيح LED الخضراء أو الحمراء البرتقالية عن طريق الاتصال بأطراف الكاثود المقابلة. لا يمكن خلطها على مستوى النقطة الفردية.

زاوية المشاهدة:تذكر ورقة البيانات \"زاوية مشاهدة واسعة\"، لكنها لا تحدد قيمة. بالنسبة لتطبيقات زاوية المشاهدة الحرجة، يجب التحقق من ذلك أو اختباره.

9. المقارنة التقنية

مقارنة بشاشات OLED أو TFT الرسومية الحديثة، فإن هذه المصفوفة النقطية محدودة بشدة في الدقة، القدرة اللونية، وكثافة المعلومات. مزاياها هيالبساطة الشديدة، المتانة، نطاق درجة حرارة التشغيل الواسع، التكلفة المنخفضة، والسطوع العالي. مقارنة بشاشات مصفوفة نقطية LED أخرى من نفس العصر، فإن المميز الرئيسي لها هو تضمين لونين متميزين من LED في غلاف واحد، مما يوفر مرونة في التصميم. ارتفاع الحرف البالغ 2.2 بوصة كبير نسبيًا، مما يجعله مناسبًا للتطبيقات التي تكون فيها إمكانية القراءة من مسافة مهمة.

10. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعايير التقنية)

س: هل يمكنني تشغيل مصابيح LED الحمراء والخضراء في نفس الوقت لإنشاء اللون الأصفر؟

ج: لا. مصابيح LED الحمراء البرتقالية والخضراء هي رقائق منفصلة متصلة بأطراف كاثود مختلفة لكل عمود. يمكنك تمكين مجموعة لون واحدة للشاشة بأكملها في كل مرة. لا يمكنك خلط الألوان لكل نقطة.

س: ماذا تعني \"دورة عمل 1/16\" في حالة اختبار شدة الإضاءة؟

ج: هذا يعني أن مصباح LED يتم تشغيله بنبض لمدة 1/16 من إجمالي وقت الدورة. شدة الإضاءة المحددة (4800 ميكروكانديلا) هي الشدة المتوسطة على مدار الدورة الكاملة. الشدة اللحظية الذروة أثناء وقت التشغيل أعلى بكثير. هذا معيار للشاشات المتعددة.

س: كيف أحسب مقاومة تحديد التيار المطلوبة؟

ج: استخدم الصيغة: R = (Vcc - VF - Vdrop) / IF. حيث Vcc هو جهد مصدر الطاقة الخاص بك، VF هو جهد الأمام لـ LED من ورقة البيانات (استخدم القيمة القصوى للسلامة، على سبيل المثال 3.7 فولت للأخضر عند 80 مللي أمبير)، Vdrop هو أي انخفاض في الجهد عبر الترانزستور القائد، و IF هو تيار الأمام المطلوب (على سبيل المثال 20 مللي أمبير لسطوع أقل). تأكد من أن تصنيف قدرة المقاومة كافٍ: P = IF^2 * R.

س: يظهر توزيع الأطراف أن أعمدة الكاثود للأحمر والأخضر بترتيب عكسي. هل هذا خطأ؟

ج: لا. هذا هو اتصال الطرف الموثق. سيوضح مخطط الدائرة الداخلية (المشار إليه في ورقة البيانات) كيفية اتصال الأنودات والكاثودات. يجب على المصمم اتباع توزيع الأطراف هذا بدقة عند تصميم لوحة الدوائر المطبوعة وكتابة برنامج القيادة.

11. حالة استخدام عملية

الحالة: قراءة وحدة تحكم درجة الحرارة الصناعية.يراقب النظام درجة حرارة الفرن ويحتاج إلى عرضها على لوحة مرئية من عدة أمتار. يتم استخدام شاشتين LTP-22157M، متراصة أفقياً. يقرأ المتحكم الدقيق مستشعر درجة الحرارة، يحول القيمة إلى أحرف ASCII، ويقود الشاشات عبر روتين متعدد. تم اختيار مصابيح LED الحمراء البرتقالية لرؤيتها العالية. تم ضبط تيار القيادة على 60 مللي أمبير لكل نقطة بدورة عمل 1/8، مما يوفر أرقامًا مشرقة وواضحة تلبي متطلبات الشدة. يستخدم التصميم نطاق درجة حرارة التشغيل الواسع لضمان الموثوقية داخل العلبة الصناعية.

12. مقدمة المبدأ

شاشة مصفوفة نقطية 5x7 هي شبكة من 35 مصباح LED يمكن عنونتها بشكل مستقل. لعرض حرف، يتم إضاءة نمط محدد من هذه النقاط. بسبب قيود الأطراف، لا يتم توصيل مصابيح LED بشكل فردي. بدلاً من ذلك، يتم ترتيبها فيتكوين مصفوفة. تشترك جميع مصابيح LED في نفس الصف في اتصال أنود مشترك، وتشترك جميع مصابيح LED في نفس العمود في اتصال كاثود مشترك (للون معين). لإضاءة نقطة محددة، يتم تشغيل خط الصف المقابل لها إلى مستوى عالٍ (تفعيل الأنود)، ويتم تشغيل خط العمود المقابل لها إلى مستوى منخفض (تفعيل الكاثود). لعرض حرف كامل، يقوم المتحكم بالدوران بسرعة عبر كل صف (1-7)، وتفعيله مع توفير بيانات النمط لذلك الصف على خطوط الأعمدة الخمسة. تتيح تقنية التعددية هذه التحكم في 35 نقطة باستخدام 12 طرفًا فقط (7 صفوف + 5 أعمدة).

13. اتجاهات التطوير

تمثل شاشات مثل LTP-22157M تقنية قديمة وناضجة. اتجهت الاتجاهات في شاشات العرض الأبجدية الرقمية نحوتكامل أعلى وذكاء. غالبًا ما تتضمن الوحدات الحديثة دائرة القيادة المتكاملة، المتحكم، وأحيانًا حتى مكتبة خطوط داخل غلاف العرض، تتواصل عبر واجهات تسلسلية بسيطة (I2C، SPI). هذا يقلل بشكل كبير من تعقيد التصميم لمهندس النظام. علاوة على ذلك، هناك تحول نحوقدرات متعددة الألوان ورسومية كاملةفي أغلفة بحجم مماثل، مثل شاشات OLED، التي يمكنها عرض رسومات مخصصة، أسطر متعددة من النص، وألوان متنوعة. ومع ذلك، بالنسبة للتطبيقات التي تتطلب سطوعًا عاليًا جدًا، متانة بيئية قصوى، أقل تكلفة ممكنة، أو استبدال بسيط في التصميمات الحالية، تظل شاشات مصفوفة نقطية LED التقليدية مثل هذه حلاً قابلاً للتطبيق وموثوقًا.