ورقة بيانات شاشة LED طراز LTC-4627JD-01 - ارتفاع الرقم 0.4 بوصة - لون أحمر شديد - جهد أمامي 2.6 فولت - تبديد طاقة 70 ميغاواط - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

شاشة LTC-4627JD-01 هي شاشة عرض رقمية رباعية الأرقام من نوع سبعة أجزاء، مصممة لتطبيقات القراءة الرقمية. يتميز كل رقم بارتفاع 0.4 بوصة (10.0 ملم)، مما يوفر أحرفًا واضحة وقابلة للقراءة تناسب مجموعة متنوعة من واجهات المعدات الإلكترونية. يستخدم الجهاز تقنية أشباه الموصلات AlInGaP (فوسفيد الألومنيوم إنديوم غاليوم) لإنتاج إشعاع أحمر شديد. يتميز بوجه رمادي مع أجزاء بيضاء، مما يعزز التباين وسهولة القراءة. تم بناء الشاشة كنوع متعدد الإرسال ذي أنود مشترك، وهو التكوين القياسي للشاشات متعددة الأرقام لتقليل عدد دبابيس القيادة المطلوبة.

1.1 الميزات الرئيسية

• ارتفاع الرقم:0.4 بوصة (10.0 ملم).
• تصميم الأجزاء:أجزاء موحدة ومستمرة لمظهر متسق للأحرف.
• كفاءة الطاقة:متطلبات طاقة منخفضة.
• الأداء البصري:مظهر ممتاز للأحرف، سطوع عالي، وتباين عالي.
• زاوية الرؤية:زاوية رؤية واسعة.
• الموثوقية:موثوقية صلبة الحالة.
• مراقبة الجودة:مصنف حسب الشدة الضوئية (مقسم إلى مجموعات).
• الامتثال البيئي:عبوة خالية من الرصاص متوافقة مع توجيهات RoHS.

1.2 تعريف الجهاز

رقم الجزء LTC-4627JD-01 يشير تحديدًا إلى شاشة متعددة الإرسال ذات أنود مشترك مع مصابيح LED AlInGaP أحمر شديد وتتضمن نقطة عشرية على اليمين.

2. الغوص العميق في المواصفات الفنية

2.1 الحدود القصوى المطلقة

تحدد هذه التقييمات الحدود التي بعدها قد يحدث تلف دائم للجهاز. لا يتم ضمان التشغيل تحت هذه الظروف.

• تبديد الطاقة لكل جزء:70 ميغاواط
• التيار الأمامي الذروي لكل جزء:90 مللي أمبير (عند دورة عمل 1/10، عرض النبضة 0.1 مللي ثانية)
• التيار الأمامي المستمر لكل جزء:25 مللي أمبير (عند 25°م)، مع تخفيض خطي بمقدار 0.28 مللي أمبير/°م فوق 25°م.
• نطاق درجة حرارة التشغيل:-35°م إلى +105°م
• نطاق درجة حرارة التخزين:-35°م إلى +105°م
• ظروف اللحام:لحام الموجة عند 260°م لمدة 3 ثوانٍ، مع أن تكون نقطة اللحام على الأقل 1/16 بوصة (حوالي 1.6 ملم) أسفل مستوى الجلوس لجسم الشاشة.

2.2 الخصائص الكهربائية والبصرية

يتم قياس معايير الأداء النموذجية عند درجة حرارة محيطة (Ta) تبلغ 25°م.

• الشدة الضوئية المتوسطة (I_V):200 - 650 ميكرو كنديلا (عند I_F= 1 مللي أمبير). هذا هو المقياس الأساسي للسطوع.
• طول موجة الانبعاث الذروي (λ_p):650 نانومتر (عند I_F= 20 مللي أمبير). هذا هو الطول الموجي الذي تكون فيه شدة الضوء المنبعث أعلى.
• نصف عرض الخط الطيفي (Δλ):20 نانومتر (عند I_F= 20 مللي أمبير). هذا يشير إلى نقاء اللون؛ القيمة الأصغر تعني ضوءًا أكثر أحادية اللون.
• الطول الموجي السائد (λ_d):639 نانومتر (عند I_F= 20 مللي أمبير). هذا هو الطول الموجي الذي تدركه العين البشرية.
• الجهد الأمامي لكل شريحة (V_F):2.1 فولت (الحد الأدنى)، 2.6 فولت (النموذجي) (عند I_F= 20 مللي أمبير). التسامح هو ±0.1 فولت.
• التيار العكسي لكل جزء (I_R):100 ميكرو أمبير كحد أقصى (عند V_R= 5 فولت). ملاحظة: هذه حالة اختبار؛ لا يُسمح بتشغيل انحياز عكسي مستمر.
• نسبة مطابقة الشدة الضوئية:2:1 كحد أقصى (للأجزاء داخل نفس المنطقة الضوئية، عند I_F= 1 مللي أمبير). هذا يضمن تجانس السطوع عبر الأجزاء.
• التداخل:≤ 2.5%. يحدد هذا أقصى تسرب ضوئي مسموح به بين الأجزاء المجاورة عندما يكون أحدهما قيد التشغيل والآخر مغلق.

2.3 نظام التصنيف للشدة الضوئية

يتم فرز (تصنيف) مصابيح LED بناءً على شدة ضوئيتها المقاسة عند تيار أمامي قدره 10 مللي أمبير. هذا يسمح للمصممين باختيار شاشات ذات مستويات سطوع متسقة لتطبيقهم. جدول التصنيف كما يلي:

• المجموعة E:200 - 320 ميكرو كنديلا
• المجموعة F:321 - 500 ميكرو كنديلا
• المجموعة G:501 - 800 ميكرو كنديلا
• المجموعة H:801 - 1300 ميكرو كنديلا
• المجموعة J:1301 - 2100 ميكرو كنديلا

تسامح الشدة الضوئية داخل مجموعة محددة هو ±15%. للتطبيقات التي تستخدم شاشات متعددة في تجميع واحد، يوصى بشدة باستخدام شاشات من نفس المجموعة لتجنب اختلافات ملحوظة في السطوع (عدم تجانس اللون).

3. المعلومات الميكانيكية والعبوة

3.1 أبعاد العبوة

تتوافق الشاشة مع بصمة عبوة ثنائية الخط القياسية (DIP). جميع الأبعاد بالمليمترات مع تسامح عام ±0.25 ملم ما لم يُذكر خلاف ذلك. تشمل الملاحظات الميكانيكية الرئيسية:

• تسامح انزياح طرف الدبوس: ±0.4 ملم.
• مواد غريبة على جزء: ≤ 10 ميل (حوالي 0.254 ملم).
• انحناء العاكس: ≤ 1% من طوله.
• فقاعات داخل جزء: ≤ 10 ميل.
• تلوث الحبر على السطح: ≤ 20 ميل (حوالي 0.508 ملم).
• قطر ثقب اللوحة المطبوعة الموصى به للدبابيس: 1.0 ملم.

3.2 تكوين الدبابيس ومخطط الدائرة

تحتوي الشاشة على تكوين 16 دبوسًا، على الرغم من عدم وجود جميع الدبابيس فعليًا أو توصيلها كهربائيًا. إنها من نوع متعدد الإرسال ذي أنود مشترك. يظهر مخطط الدائرة الداخلي دبابيس الأنود المشتركة الأربعة (واحد لكل رقم) ودبابيس الكاثود المشتركة لكل جزء (من A إلى G و DP). جدول توصيل الدبابيس كما يلي:

• الدبوس 1: الأنود المشترك للرقم 1
• الدبوس 2: الأنود المشترك للرقم 2
• الدبوس 3: الكاثود للجزء D
• الدبوس 4: الأنود المشترك للأجزاء L1، L2، L3 (على الأرجح لأيقونات مخصصة)
• الدبوس 5: الكاثود للجزء E
• الدبوس 6: الأنود المشترك للرقم 3
• الدبوس 7: الكاثود للنقطة العشرية (DP)
• الدبوس 8: الأنود المشترك للرقم 4
• الدبوس 9: لا يوجد اتصال
• الدبوس 10: لا يوجد دبوس
• الدبوس 11: الكاثود للجزء F
• الدبوس 12: لا يوجد دبوس
• الدبوس 13: الكاثود للجزء C و L3
• الدبوس 14: الكاثود للجزء A و L1
• الدبوس 15: الكاثود للجزء G
• الدبوس 16: الكاثود للجزء B و L2

4. منحنيات الأداء والتحليل

تتضمن ورقة البيانات منحنيات الخصائص النموذجية الضرورية لتصميم الدوائر التفصيلي. تمثل هذه المنحنيات بيانيًا العلاقة بين المعلمات الرئيسية تحت ظروف متغيرة. يجب على المصممين الرجوع إليها من أجل:

• التيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي (منحنى I_F-V_F):يوضح العلاقة غير الخطية، وهي بالغة الأهمية لتصميم دائرة تحديد التيار.
• الشدة الضوئية مقابل التيار الأمامي (منحنى I_V-I_F):يشير إلى كيفية قياس السطوع مع تيار القيادة، مما يساعد في التحسين للسطوع المطلوب واستهلاك الطاقة.
• الشدة الضوئية مقابل درجة الحرارة المحيطة (منحنى I_V-T_a):يوضح تخفيض ناتج الضوء مع زيادة درجة الحرارة، وهو أمر حيوي للتطبيقات في بيئات عالية الحرارة.
• التوزيع الطيفي النسبي:يوضح شدة الضوء المنبعث عبر طيف الأطوال الموجية، متمركزًا حول الطول الموجي الذروي 650 نانومتر.

5. إرشادات وتحذيرات التطبيق

5.1 اعتبارات التصميم والتطبيق

• الاستخدام المقصود:للمعدات الإلكترونية العادية (المكتبية، الاتصالات، المنزلية). لا يوصى بها لأنظمة السلامة الحرجة (الطيران، الطبية، إلخ.) دون استشارة وتقييم مسبق.
• تصميم دائرة القيادة:
  • قيادة تيار ثابت:يوصى بشدة لضمان شدة ضوئية مستقرة وعمر طويل.
  • نطاق الجهد:يجب أن تستوعب الدائرة نطاق الجهد الأمامي الكامل (V_F) (من 2.0 فولت إلى 2.7 فولت مع مراعاة التسامح) لتوصيل التيار المقصود.
  • الحماية:قم بتضمين حماية ضد الجهود العكسية والارتفاعات العابرة أثناء دورات الطاقة.
  • تخفيض التيار:اختر تيار التشغيل بعد النظر في أقصى درجة حرارة محيطة، حيث أن أقصى تيار مستمر يتناقص فوق 25°م.
• الحرارية والبيئية:
  • تجنب التشغيل فوق التيار/درجة الحرارة الموصى بها لمنع التدهور السريع للضوء.
  • تجنب التغيرات السريعة في درجة الحرارة في البيئات الرطبة لمنع التكثيف على الشاشة.
• التعامل الميكانيكي:لا تطبق قوة غير طبيعية على جسم الشاشة أثناء التجميع. إذا تم تطبيق فيلم زخرفي، تجنب ملامسته المباشرة للوحة أمامية/غطاء حيث قد تحركه القوة الخارجية.
• تجميعات الشاشات المتعددة:استخدم شاشات من نفس مجموعة الشدة الضوئية لضمان مظهر موحد.
• اختبار الموثوقية:إذا تطلب المنتج النهائي اختبار سقوط أو اهتزاز، فيجب مشاركة الظروف للتقييم قبل إقرار التصميم النهائي.

5.2 ظروف التخزين

للحفاظ على الأداء ومنع مشاكل مثل أكسدة الدبابيس، يجب تخزين الشاشة في عبوتها الأصلية تحت الظروف التالية:

• درجة الحرارة:5°م إلى 30°م
• الرطوبة النسبية:أقل من 60% RH

6. دليل اللحام والتجميع

طريقة اللحام الموصى بها هي لحام الموجة. المعلمة الحرجة هي التأكد من أن نقطة اللحام على اللوحة المطبوعة على الأقل 1.6 ملم (1/16 بوصة) أسفل مستوى الجلوس للشاشة لمنع وصول الحرارة المفرطة إلى الجسم البلاستيكي وشرائح LED. يجب أن تكون درجة حرارة اللحام 260°م لمدة 3 ثوانٍ. يجب ألا تتجاوز درجة حرارة وحدة الشاشة نفسها خلال هذه العملية الحد الأقصى لتصنيف درجة حرارتها.

7. المقارنة الفنية والتحديد

تضع شاشة LTC-4627JD-01 نفسها كحل عرض رقمي موثوق وذو سطوع متوسط. تشمل عوامل التمييز الرئيسية:

• تقنية AlInGaP:تقدم كفاءة أعلى واستقرار حراري أفضل مقارنة بتقنيات GaAsP أو GaP القديمة لمصابيح LED الحمراء، مما يؤدي إلى تصنيف \"أحمر شديد\" مع سطوع جيد.
• ارتفاع الرقم 0.4 بوصة:حجم شائع يوفر توازنًا بين قابلية القراءة واستهلاك مساحة اللوحة، مناسب للوحات العدادات، الأجهزة الاستهلاكية، والتحكم الصناعي.
• التصنيف للتجانس:توفير مجموعات الشدة الضوئية هو علامة على مراقبة الجودة، مما يتيح أداءً يمكن التنبؤ به في الإنتاج الضخم.
• الامتثال لـ RoHS:يلبي اللوائح البيئية الحديثة للتصنيع الخالي من الرصاص.

8. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعلمات الفنية)

س: ما الفرق بين الطول الموجي الذروي (650 نانومتر) والطول الموجي السائد (639 نانومتر)؟

ج: الطول الموجي الذروي هو النقطة الفيزيائية لأعلى انبعاث طيفي. الطول الموجي السائد هو الطول الموجي الفردي الذي تدركه العين البشرية ويتطابق مع لون مصدر الضوء. لمصباح LED الأحمر العميق هذا، تدرك العين طولًا موجيًا أقصر قليلاً من الذروة الفيزيائية.

س: لماذا يوصى بقيادة تيار ثابت بدلاً من جهد ثابت؟

ج: سطوع LED هو في الأساس دالة للتيار. الجهد الأمامي (V_F) له تسامحات تصنيعية ويختلف مع درجة الحرارة. يضمن مصدر التيار الثابت مرور نفس التيار (وبالتالي سطوع متسق) عبر كل جزء بغض النظر عن هذه الاختلافات في V_F variations.

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

ج: لا. التيار المستمر لكل جزء هو 25 مللي أمبير، وهو يتجاوز التصنيف النموذجي لتيار دبوس GPIO للمتحكم الدقيق (غالبًا 20-25 مللي أمبير كحد أقصى مطلق). يجب عليك استخدام قواد خارجية، مثل مصفوفات الترانزستور أو دوائر IC مخصصة لقيادة LED، والتي تسهل أيضًا التعددية المطلوبة لشاشة مكونة من 4 أرقام.

س: ماذا يعني \"أنود مشترك متعدد الإرسال\" لتصميم دوارتي؟

ج: يعني أن أنودات مصابيح LED لكل رقم متصلة داخليًا معًا (أنود الرقم 1، أنود الرقم 2، إلخ). لعرض رقم، تقوم بتشغيل أنود مشترك لرقم واحد في كل مرة مع تطبيق نمط الكاثود الصحيح للأجزاء المطلوبة. تدور هذه العملية بسرعة (عادة >100 هرتز) لخلق وهم أن جميع الأرقام تعمل في وقت واحد، مما يقلل بشكل كبير من عدد دبابيس الإدخال/الإخراج المطلوبة.

9. دراسة حالة التصميم والاستخدام

السيناريو: تصميم عرض لملتيميتر رقمي

يقوم مصمم بإنشاء ملتيميتر رقمي مكون من 4 أرقام. يختار شاشة LTC-4627JD-01 لقابليتها للقراءة ولونها الأحمر، وهو شائع في مثل هذه الأدوات.

1. اختيار السطوع:قد يتم استخدام الملتيميتر في الداخل والخارج. يختار المصمم شاشات من المجموعة G (501-800 ميكرو كنديلا) لضمان سطوع كافٍ في ظروف إضاءة مختلفة.
2. دائرة القيادة:يتم اختيار دائرة IC مخصصة لقيادة LED متعددة الإرسال. يحدد المصمم التيار الثابت ليكون 15 مللي أمبير لكل جزء - أقل بكثير من الحد الأقصى 25 مللي أمبير - لضمان موثوقية طويلة الأجل ومراعاة درجات الحرارة المحيطة المحتملة الأعلى داخل غلاف المتر.
3. تخطيط اللوحة المطبوعة:يتم استخدام قطر الثقب الموصى به 1.0 ملم للدبابيس. يتم الحرص في تخطيط اللوحة المطبوعة لضمان أن الوسادة الحرارية (إن وجدت) والمسارات يمكنها التعامل مع التيار التراكمي عند إضاءة أجزاء متعددة.
4. البرمجيات:يقوم برنامج المتحكم الدقيق بتنفيذ روتين التعددية، بالتناوب عبر دبابيس الأنود الأربعة بتردد عالٍ. كما يتضمن منطقًا للتحكم في النقطة العشرية اليمنى (كاثود الدبوس 7).
5. الاختبار:قبل التجميع النهائي، يتم اختبار عينة عبر نطاق درجة حرارة التشغيل للتحقق من تجانس السطوع، مما يضمن أن تيار القيادة المختار مناسب حتى في الطرف العلوي لنطاق درجة الحرارة.

10. مبدأ التشغيل واتجاهات التكنولوجيا

10.1 مبدأ التشغيل

تعتمد الشاشة على شرائح LED من نوع AlInGaP. عندما يتم تطبيق جهد أمامي يتجاوز جهد فجوة النطاق للشريحة (حوالي 2 فولت)، تتحد الإلكترونات والثقوب في المنطقة النشطة، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات - وهي عملية تسمى الإضاءة الكهربائية. يحدد التركيب المحدد لطبقات AlInGaP طاقة فجوة النطاق وبالتالي الطول الموجي (اللون) للضوء المنبعث، والذي يكون في هذه الحالة في طيف الأحمر الشديد. الأجزاء السبعة هي مصابيح LED فردية أو مجموعات من شرائح LED مرتبة في نمط الرقم ثمانية. التعددية هي تقنية إلكترونية تستغل استمرارية الرؤية البشرية للتحكم في العديد من مصابيح LED بأقل عدد من الأسلاك عن طريق إضاءتها بتسلسل سريع.

10.2 اتجاهات التكنولوجيا

بينما تظل شاشات السبعة أجزاء أساسية، فإن مشهد تكنولوجيا عرض LED الأوسع يتطور. تشمل الاتجاهات:

• كفاءة أعلى:تهدف تحسينات علوم المواد المستمرة إلى تحقيق لومن أعلى لكل واط (فعالية)، مما يقلل استهلاك الطاقة لنفس السطوع.
• التصغير:يتم تطوير شاشات بارتفاع أرقام ومسافات أصغر للأجهزة المدمجة.
• التكامل:يتم دمج إلكترونيات القيادة بشكل متزايد في وحدات العرض، مما يبسط تصميم النظام.
• مواد متقدمة:يبشر البحث في مواد مثل البيروفسكايت والنقاط الكمومية بشاشات مستقبلية ذات نطاق ألوان أوسع وخصائص قابلة للضبط. ومع ذلك، بالنسبة للمؤشرات الرقمية القياسية، توفر التقنيات الناضجة مثل AlInGaP توازنًا مثاليًا بين الأداء والموثوقية والتكلفة.