ورقة بيانات شاشة LED طراز LTC-4727JR - ارتفاع رقم 0.4 بوصة - لون أحمر فائق - جهد أمامي 2.6 فولت - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

شاشة LTC-4727JR هي وحدة عرض LED رقمية رباعية الأرقام من نوع سبعة أقسام، مُصممة للتطبيقات التي تتطلب قراءات رقمية واضحة وعالية الوضوح. بارتفاع رقم يبلغ 0.4 بوصة (10.0 ملم)، توفر قابلية قراءة ممتازة من مسافة. يستخدم الجهاز تقنية أشباه الموصلات المتقدمة AlInGaP (فوسفيد الألومنيوم إنديوم غاليوم) لإنتاج لون أحمر فائق. يُعرف نظام المواد هذا، المُنمو على ركيزة GaAs غير شفافة، بكفاءته العالية واستقراره. تتميز الشاشة بوجه رمادي وأقسام بيضاء، تعمل معًا لتوفير تباين عالي، مما يعزز وضوح الأحرف تحت ظروف الإضاءة المختلفة. تشمل الأسواق المستهدفة الرئيسية لوحات التحكم الصناعية، ومعدات الاختبار والقياس، وأنظمة نقاط البيع، والأجهزة الإلكترونية الأخرى حيث يكون المؤشر الرقمي الموثوق والمشرق أمرًا بالغ الأهمية.

1.1 الميزات الرئيسية

• ارتفاع رقم 0.4 بوصة (10.0 ملم):يوفر أحرفًا كبيرة يسهل قراءتها.
• أقسام مستمرة موحدة:يضمن مظهرًا بصريًا متسقًا واحترافيًا دون فجوات أو عدم انتظام في الأقسام المضاءة.
• متطلبات طاقة منخفضة:تصميم كفؤ مناسب للتطبيقات التي تعمل بالبطارية أو التي تراعي استهلاك الطاقة.
• مظهر ممتاز للأحرف:التباين العالي بين الوجه الرمادي والأقسام البيضاء يقدم أرقامًا حادة ومحددة بوضوح.
• سطوع عالي وتباين عالي:رقائق AlInGaP تنتج ضوءًا أحمر فائقًا شديدًا، مرئي حتى في البيئات المضاءة بشدة.
• زاوية مشاهدة واسعة:تسمح بقراءة الشاشة بوضوح من مجموعة واسعة من المواضع.
• موثوقية الحالة الصلبة:تقدم مصابيح LED عمر تشغيلي طويل، ومقاومة للصدمات، وتحمل للاهتزازات مقارنة بتقنيات العرض الأخرى.
• مصنفة حسب شدة الإضاءة:يتم فرز الأجهزة لمستويات سطوع متسقة، مما يساعد في تطبيقات العرض المتعددة.
• عبوة خالية من الرصاص (متوافقة مع RoHS):مُصنعة وفقًا للوائح البيئية التي تقيد المواد الخطرة.

1.2 تعريف الجهاز

يرمز رقم الجزء LTC-4727JR تحديدًا إلى شاشة ذات كاثود مشترك متعدد الإرسال (مولتيميديا) مع مصابيح LED حمراء فائقة من نوع AlInGaP وتكوين نقطة عشرية على اليمين. يساعد هذا الاصطلاح في التسمية المصممين على تحديد التكوين الكهربائي والخصائص البصرية للمكون بسرعة.

2. المعلومات الميكانيكية والتعبئة

الأبعاد الفيزيائية لشاشة LTC-4727JR حاسمة للتكامل السليم في تصميمات المنتج النهائي. العبوة من النوع المثقوب القياسي مع دبابيس للتثبيت على لوحة الدوائر المطبوعة (PCB). يتم توفير جميع الأبعاد الأساسية بالمليمترات، مع تسامح عام يبلغ ±0.25 ملم ما لم يُذكر خلاف ذلك. تشمل الملاحظات الميكانيكية الرئيسية بدلات لانزياح طرف الدبوس، وحدود للمواد الغريبة أو تلوث الحبر على سطح القسم، وأقصى حجم مسموح به للفقاعة داخل منطقة القسم. يُسمح بانحناء طفيف للعاكس يصل إلى 1% من طوله. للحصول على ملاءمة ميكانيكية مثالية ووصلات لحام موثوقة، يُوصى بقطر ثقب PCB يبلغ 0.9 ملم لدبابيس العرض.

3. التكوين الكهربائي ومخطط التوصيل

3.1 مخطط الدائرة الداخلية

تستخدم شاشة LTC-4727JR بنية كاثود مشترك متعدد الإرسال (مولتيميديا). هذا يعني أن كاثودات مصابيح LED لكل رقم متصلة معًا داخليًا، بينما الأنودات لكل قسم (من A إلى G، وDP) مشتركة عبر الأرقام الأربعة جميعها. يقلل هذا التصميم بشكل كبير عدد دبابيس القيادة المطلوبة من 32 (4 أرقام * 8 أقسام) إلى 12 فقط، مما يجعله فعالاً للغاية للوصل مع المتحكم الدقيق.

3.2 تفاصيل توصيل الدبابيس

تحتوي العبوة المزدوجة الخطية ذات 16 دبوسًا على التعيينات التالية للدبابيس:
الدبوس 1: الكاثود المشترك للرقم 1
الدبوس 2: الكاثود المشترك للرقم 2
الدبوس 3: الأنود للقسم D
الدبوس 4: الكاثود المشترك للأقسام L1, L2, L3 (على الأرجح للنقطتين أو مؤشرات أخرى)
الدبوس 5: الأنود للقسم E
الدبوس 6: الكاثود المشترك للرقم 3
الدبوس 7: الأنود للنقطة العشرية (DP)
الدبوس 8: الكاثود المشترك للرقم 4
الدبوس 9: لا توصيل
الدبوس 10: لا يوجد دبوس
الدبوس 11: الأنود للقسم F
الدبوس 12: لا يوجد دبوس
الدبوس 13: الأنود للقسم C و L3
الدبوس 14: الأنود للقسم A و L1
الدبوس 15: الأنود للقسم G
الدبوس 16: الأنود للقسم B و L2
الدبابيس 9 و 10 و 12 غير متصلة أو مفقودة، وهي ممارسة شائعة في مخططات دبابيس العرض لتوحيد حجم العبوة.

4. التقييمات والخصائص

4.1 أقصى تقييمات مطلقة

تحدد هذه التقييمات حدود الإجهاد التي بعدها قد يحدث تلف دائم للجهاز. يتم تحديدها عند درجة حرارة محيطة (Ta) تبلغ 25°م.
تبديد الطاقة لكل قسم:70 ميلي واط كحد أقصى.
تيار أمامي ذروي لكل قسم:90 مللي أمبير، ولكن فقط تحت ظروف النبض (دورة عمل 1/10، عرض نبضة 0.1 مللي ثانية). هذا التقييم مخصص للتعددية (مولتيميديا) عالية التيار لفترة وجيزة.
تيار أمامي مستمر لكل قسم:25 مللي أمبير عند 25°م. يجب تخفيض هذا التيار خطيًا بمقدار 0.33 مللي أمبير لكل درجة مئوية فوق 25°م لمنع ارتفاع درجة الحرارة.
نطاق درجة حرارة التشغيل والتخزين:من -35°م إلى +85°م.
حالة اللحام:يمكن للشاشة تحمل اللحام بالموجة أو اليدوي حيث يتم تطبيق اللحام على بعد 1/16 بوصة (حوالي 1.6 ملم) أسفل مستوى الجلوس لمدة أقصاها 3 ثوانٍ عند 260°م. يجب ألا تتجاوز درجة حرارة جسم الوحدة الحد الأقصى للتقييم أثناء التجميع.

4.2 الخصائص الكهربائية والبصرية

هذه هي معلمات التشغيل النموذجية عند Ta=25°م، والتي تحدد أداء الجهاز تحت الاستخدام العادي.
شدة الإضاءة المتوسطة (Iv):تتراوح من حد أدنى 320 ميكرو شمعة إلى نموذجي 975 ميكرو شمعة لكل قسم عند تشغيله بتيار أمامي (IF) قدره 1 مللي أمبير. هذا السطوع العالي هو ميزة رئيسية.
طول موجة الانبعاث الذروي (λp):639 نانومتر، مما يضع الناتج في المنطقة الحمراء الفائقة من الطيف.
نصف عرض الخط الطيفي (Δλ):20 نانومتر، مما يشير إلى نقاء الطيف للضوء المنبعث.
الطول الموجي السائد (λd):631 نانومتر، مع تسامح ضيق يبلغ ±1 نانومتر، مما يضمن ناتج لوني متسق عبر الوحدات.
الجهد الأمامي لكل رقاقة (VF):عادة 2.6 فولت عند IF=20 مللي أمبير، مع نطاق من 2.0 فولت إلى 2.6 فولت وتسامح ±0.1 فولت. هذه المعلمة حاسمة لتصميم دائرة القيادة.
التيار العكسي لكل قسم (IR):حد أقصى 100 ميكرو أمبير عند تطبيق جهد عكسي (VR) قدره 5 فولت. لاحظ أن هذه حالة اختبار؛ التشغيل المستمر بتحيز عكسي ممنوع.
نسبة مطابقة شدة الإضاءة:2:1 كحد أقصى لمصابيح LED داخل مناطق ضوئية متشابهة. هذا يعني أن ألمع قسم في الشاشة لن يكون أكثر إشراقًا من الخافت بأكثر من الضعف، مما يضمن التجانس.
مواصفات التداخل (Cross Talk):≤ 2.5%، مما يقلل من الإضاءة غير المرغوب فيها للأقسام غير المحددة أثناء التعددية (مولتيميديا).

4.3 تحليل منحنيات الأداء النموذجية

بينما لم يتم توفير نقاط بيانات منحنى محددة في المقتطف، فإن المنحنيات النموذجية لمثل هذا الجهاز ستشمل:
التيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي (منحنى I-V):يظهر العلاقة الأسية، وهي حاسمة لتحديد جهد القيادة المطلوب لتيار مستهدف. سينتقل المنحنى مع درجة الحرارة.
شدة الإضاءة مقابل التيار الأمامي (منحنى I-L):يوضح كيف يزداد ناتج الضوء مع التيار، عادةً في علاقة شبه خطية ضمن نطاق التشغيل، قبل أن تنخفض الكفاءة عند التيارات العالية جدًا.
شدة الإضاءة مقابل درجة الحرارة المحيطة:يظهر تخفيض ناتج الضوء مع زيادة درجة حرارة التقاطع. تظهر مصابيح LED من نوع AlInGaP عمومًا أداءً جيدًا في درجات الحرارة العالية مقارنة بالتقنيات الأخرى.
التوزيع الطيفي:رسم بياني يرسم الشدة النسبية مقابل الطول الموجي، متمركز حول 639 نانومتر مع نصف عرض 20 نانومتر، مؤكدًا نقطة اللون الأحمر الفائق.

5. إرشادات التطبيق واعتبارات التصميم

5.1 ملاحظات تطبيق عامة

هذه الشاشة مخصصة لمعدات إلكترونية تجارية وصناعية قياسية. للتطبيقات ذات متطلبات موثوقية استثنائية أو حيث قد يعرض الفشل السلامة للخطر، الاستشارة إلزامية قبل التصميم. الالتزام بأقصى تقييمات مطلقة أمر أساسي لتجنب التلف. تجاوز تيارات القيادة الموصى بها أو درجات حرارة التشغيل سيسرع من تدهور ناتج الضوء ويمكن أن يؤدي إلى فشل مبكر. يجب أن تتضمن دائرة القيادة حماية ضد الجهود العكسية والارتفاعات العابرة أثناء دورات الطاقة. يُوصى بشدة باستخدام نظام قيادة تيار ثابت بدلاً من الجهد الثابت لضمان شدة إضاءة مستقرة بغض النظر عن اختلافات الجهد الأمامي. يجب تصميم الدائرة لاستيعاب النطاق الكامل لـ VF (من 2.0 فولت إلى 2.6 فولت) لضمان توصيل التيار المقصود إلى جميع الأقسام.

5.2 تصميم الدائرة وإدارة الحرارة

يجب اختيار تيار التشغيل الآمن بناءً على أقصى درجة حرارة محيطة متوقعة، مع تطبيق عامل التخفيض المحدد البالغ 0.33 مللي أمبير/°م فوق 25°م. يجب تجنب التحيز العكسي تمامًا في تصميم الدائرة، لأنه يمكن أن يحفز هجرة المعادن داخل رقاقة LED، مما يزيد من تيار التسرب أو يتسبب في حدوث قصر في الدائرة. يجب على المصممين تنفيذ مقاومات تحديد التيار أو دوائر متكاملة مخصصة لقيادة LED مُهيأة للتعددية (مولتيميديا) ذات الكاثود المشترك. يجب تجنب التغيرات السريعة في درجة الحرارة المحيطة، خاصة في البيئات الرطبة، لأنها يمكن أن تسبب تكثفًا على الشاشة، مما قد يؤدي إلى مشاكل كهربائية أو بصرية.

5.3 اعتبارات ميكانيكية وتجميع

أثناء التجميع، تجنب تطبيق قوة غير طبيعية على جسم الشاشة. إذا تم تطبيق فيلم زخرفي أو مرشح باستخدام لاصق حساس للضغط، لا يُنصح بترك هذا الفيلم يتلامس مباشرة وبشكل محكم مع اللوحة الأمامية، لأن القوة الخارجية قد تسبب تحركه. للتطبيقات التي تستخدم شاشتين أو أكثر في مجموعة واحدة، يُوصى بشدة باستخدام شاشات من نفس مجموعة شدة الإضاءة (بن) لمنع اختلافات ملحوظة في السطوع أو اللون بين الوحدات. إذا تطلب المنتج النهائي أن تخضع الشاشة لاختبار السقوط أو الاهتزاز، فيجب تقييم ظروف الاختبار المحددة مسبقًا لضمان التوافق.

6. التخزين والتعامل

للحفاظ على قابلية اللحام والأداء، يجب تخزين شاشات LED في عبوة الحاجز الرطوبة الأصلية تحت ظروف خاضعة للتحكم: درجة حرارة بين 5°م و 30°م، ورطوبة نسبية أقل من 60%. يمكن أن يؤدي التخزين المطول خارج هذه الظروف، أو مع فتح كيس الحاجز الرطوبة لأكثر من ستة أشهر، إلى أكسدة الدبابيس. يُنصح بإدارة المخزون لتجنب التخزين طويل الأمد واستهلاك المنتجات في الوقت المناسب. إذا اشتبه في وجود أكسدة، قد يكون من الضروري إعادة تلبيس الدبابيس قبل الاستخدام.

7. المقارنة التقنية والتمييز

تميز شاشة LTC-4727JR نفسها باستخدامها لتقنية AlInGaP للانبعاث الأحمر الفائق. مقارنة بمصابيح LED الحمراء القديمة القائمة على GaAsP أو GaP، تقدم AlInGaP كفاءة إضاءة أعلى بكثير، مما يؤدي إلى سطوع أكبر لنفس تيار القيادة. يوفر مزيج الوجه الرمادي/الأقسام البيضاء تباينًا فائقًا مقارنة بالشاشات ذات الوجوه المنتشرة أو الملونة. تصميم الكاثود المشترك المتعدد (مولتيميديا) هو بنية قياسية ولكنها كفؤة للشاشات متعددة الأرقام، مما يقلل من تكلفة النظام وتعقيده. يضع حجم رقمها البالغ 0.4 بوصة بين المؤشرات الأصغر وشاشات اللوحات الأكبر، مما يجعلها مثالية للمعدات التي تحتاج إلى قراءة المعلومات من مسافة معتدلة.

8. الأسئلة المتكررة (FAQ)

س: ما الفرق بين طول موجة الذروة والطول الموجي السائد؟
ج: طول موجة الذروة (λp) هو الطول الموجي الذي يكون فيه طيف الانبعاث بأقصى شدة (639 نانومتر). الطول الموجي السائد (λd) هو الطول الموجي الفردي للضوء أحادي اللون الذي يطابق اللون الملاحظ لـ LED (631 نانومتر). λd أكثر صلة بتحديد اللون.

س: لماذا يُوصى بقيادة التيار الثابت؟
ج: سطوع LED هو في الأساس دالة للتيار، وليس الجهد. يمكن أن يختلف الجهد الأمامي (VF) من وحدة إلى أخرى ومع درجة الحرارة. يضمن مصدر التيار الثابت تحقيق شدة الإضاءة المطلوبة بشكل متسق، بغض النظر عن هذه الاختلافات في VF.

س: كيف أحسب المقاوم التسلسلي لهذه الشاشة إذا لم أستخدم دائرة متكاملة مخصصة للقيادة؟
ج: للقيادة الثابتة البسيطة (غير متعددة)، استخدم قانون أوم: R = (Vsupply - VF_total) / IF. VF_total هو مجموع الجهود الأمامية للأقسام المتصلة على التوالي (إن وجدت). اختر IF ضمن التقييم المستمر (مثل 10-20 مللي أمبير) وتأكد من أن تبديد الطاقة في المقبول. للقيادة المتعددة (مولتيميديا)، استخدم تقييم تيار الذروة ودورة العمل لحساب متوسط التيار.

س: ماذا يعني "مصنفة حسب شدة الإضاءة"؟
ج: أثناء التصنيع، يتم اختبار الشاشات وفرزها (بنينج) بناءً على ناتج الضوء المقاس عند تيار اختبار قياسي. هذا يسمح للمصممين بشراء وحدات من نفس مجموعة السطوع (بن)، مما يضمن التجانس البصري عند استخدام شاشات متعددة جنبًا إلى جنب.

9. دراسة حالة تصميم واستخدام

السيناريو: تصميم شاشة لجهاز قياس رقمي متعدد (ملتيميتر) مكتبي.
شاشة LTC-4727JR مرشحة ممتازة. توفر أرقامها البالغة 0.4 بوصة قابلية قراءة واضحة على طاولة العمل. سيستخدم المصمم متحكمًا دقيقًا به عدد كافٍ من دبابيس الإدخال/الإخراج لقيادة الكاثودات المشتركة الأربعة وأنودات الأقسام 7-8 بطريقة التعددية بتقسيم الوقت. يمكن أيضًا استخدام موسع منفذ مخصص لقيادة LED لتفريغ هذه المهمة من المتحكم الدقيق. ستشمل الدائرة مقاومات تحديد التيار على كل خط أنود قسم. سيتم اختيار قيمة التيار (مثل 15 مللي أمبير) لتوفير سطوع وافٍ مع البقاء ضمن الحدود المخفضة لأقصى درجة حرارة متوقعة داخل العلبة (مثل 50°م). اللون الأحمر الفائق سهل على العينين للمشاهدة المطولة. سيتم الحرص في تخطيط PCB على وضع الشاشة بعيدًا عن مصادر الحرارة الرئيسية مثل منظمات الجهد. سيتم استخدام مصدر طاقة مستقر ومرشح لتجنب ارتفاعات الجهد. أخيرًا، قد يتم وضع مرشح كثافة محايد أو نافذة مضادة للتوهج فوق الشاشة لتعزيز التباين في إضاءة المختبر الساطعة، مع الحرص على عدم تطبيق ضغط قد يحرك فيلمًا زخرفيًا إذا تم استخدامه.