ورقة بيانات شاشة LED طراز LTC-5837JD - ارتفاع رقم 0.52 بوصة - لون أحمر شديد 650 نانومتر - جهد أمامي 2.6 فولت - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

شاشة LTC-5837JD هي وحدة عرض LED عالية الأداء، رباعية الأرقام، من نوع سبعة أجزاء. وظيفتها الأساسية هي توفير معلومات رقمية وأبجدية محدودة واضحة ومشرقة في مجموعة واسعة من المعدات الإلكترونية. تم بناء الجهاز باستخدام تقنية أشباه الموصلات المتقدمة AlInGaP (فوسفيد الألومنيوم إنديوم الغاليوم) لرقائق LED، والتي يتم تركيبها على ركيزة GaAs غير شفافة. ينتج عن هذا البناء شاشة ذات وجه رمادي وأجزاء بيضاء، مما يوفر تباينًا ممتازًا لسهولة القراءة. تتميز الشاشة بتكوين الأنود المشترك، وهو خيار تصميم قياسي لتبسيط دوائر القيادة المتعددة في التطبيقات متعددة الأرقام.

1.1 المزايا الأساسية والسوق المستهدف

تم تصميم الشاشة للتطبيقات التي تتطلب قراءات رقمية موثوقة وذات وضوح عالٍ. تشمل مزاياها الأساسية، كما هو مذكور في ورقة البيانات، تصميم جزء موحد مستمر لمظهر متماسك، وانخفاض متطلبات الطاقة لكفاءة الطاقة، وسطوع وتباين عاليين للرؤية في ظروف إضاءة مختلفة، وزاوية مشاهدة واسعة. تضمن موثوقية تقنية LED الصلبة عمرًا تشغيليًا طويلاً. تجعل هذه الميزات الشاشة مناسبة للأسواق المستهدفة بما في ذلك أدوات القياس الصناعية (مثل عدادات اللوحة، وحدات تحكم العمليات)، ومعدات الاختبار والقياس، والأجهزة الطبية، ولوحات عدادات السيارات (الشاشات الثانوية)، والأجهزة الاستهلاكية حيث يكون المؤشر الرقمي الواضح أمرًا بالغ الأهمية.

2. التفسير الموضوعي العميق للمعايير التقنية

2.1 الخصائص الضوئية والبصرية

المعيار الضوئي الرئيسي هو متوسط شدة الإضاءة (Iv)، المحدد بحد أدنى 320 ميكروكنديلا، وقيمة نموذجية 700 ميكروكنديلا، وبدون حد أقصى مذكور، تحت حالة اختبار تيار أمامي (IF) بقيمة 1 مللي أمبير. يشير هذا إلى إخراج ساطع مناسب للاستخدام الداخلي. يتميز الضوء بأنه أحمر شديد، مع طول موجة ذروة الانبعاث (λp) 650 نانومتر وطول موجة مهيمن (λd) 639 نانومتر، مما يضعه بقوة في الجزء الأحمر العميق من الطيف المرئي. نصف عرض الخط الطيفي (Δλ) هو 20 نانومتر، وهو ما يصف نقاء الطيف للضوء المنبعث. يتم تحديد نسبة مطابقة شدة الإضاءة (IV-m) بـ 2:1، مما يعني أن شدة الجزء الأقل سطوعًا يجب ألا تقل عن نصف شدة الجزء الأكثر سطوعًا داخل الجهاز، مما يضمن التوحيد البصري.

2.2 المعايير الكهربائية

المعيار الكهربائي الأساسي هو الجهد الأمامي لكل جزء (VF)، والذي تبلغ قيمته النموذجية 2.6 فولت وحد أقصى 2.6 فولت عند IF=1 مللي أمبير. هذه قيمة حرجة لتصميم دائرة تحديد التيار. تحدد التصنيفات القصوى المطلقة حدود التشغيل: تيار أمامي مستمر لكل جزء 25 مللي أمبير (مع تخفيض فوق 25 درجة مئوية)، وذروة تيار أمامي 90 مللي أمبير في ظل ظروف النبض (دورة عمل 1/10)، وجهد عكسي أقصى (VR) 5 فولت لمنع التلف. التيار العكسي (IR) منخفض جدًا، بحد أقصى 100 ميكرو أمبير عند VR=5 فولت. إجمالي تبديد الطاقة لكل جزء محدود بـ 70 ملي واط.

2.3 المواصفات الحرارية والبيئية

تم تصنيف الجهاز لنطاق درجة حرارة تشغيل يتراوح من -35 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية ونطاق تخزين مماثل. يضمن هذا النطاق الواسع الوظيفة في البيئات القاسية. معلمة تجميع حرجة هي أقصى درجة حرارة لحام 260 درجة مئوية لمدة أقصاها 3 ثوانٍ، مقاسة على بعد 1.6 مم أسفل مستوى الجلوس، والتي توجه عملية لحام إعادة التدفق.

3. شرح نظام التصنيف

تنص ورقة البيانات على أن الجهاز \"مصنف لشدة الإضاءة\". هذا يعني أنه يتم فرز الوحدات (تصنيفها) بناءً على قياس إخراج الضوء عند تيار اختبار قياسي. بينما لا يتم توفير رموز تصنيف محددة في هذا المقتطف، يسمح مثل هذا النظام للمصممين باختيار شاشات ذات مستويات سطوع متسقة لتطبيقهم، مما يمنع الاختلافات الملحوظة بين الوحدات المختلفة في المنتج.

4. تحليل منحنى الأداء

تشير ورقة البيانات إلى \"منحنيات الخصائص الكهربائية/البصرية النموذجية\" والتي عادة ما تكون تمثيلات بيانية لكيفية تغير المعايير في ظل ظروف مختلفة. تشمل المنحنيات الشائعة لمثل هذا الجهاز:التيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي (منحنى I-V): يظهر العلاقة غير الخطية، وهي حاسمة لتصميم السائق.شدة الإضاءة مقابل التيار الأمامي: يوضح كيف يزداد إخراج الضوء مع التيار، حتى الحد الأقصى للتصنيف.شدة الإضاءة مقابل درجة الحرارة المحيطة: يوضح انخفاض الإخراج مع ارتفاع درجة الحرارة، وهو أمر مهم لإدارة الحرارة.التوزيع الطيفي: رسم بياني يرسم الشدة النسبية مقابل الطول الموجي، ومركزه حوالي 650 نانومتر.

5. المعلومات الميكانيكية والتغليف

5.1 الأبعاد والمخطط التفصيلي

سيعرض الرسم التخطيطي للتغليف (المشار إليه ولكن غير مفصل في النص) المخطط التفصيلي المادي لوحدة العرض رباعية الأرقام. تشمل الأبعاد الرئيسية الطول الإجمالي والعرض والارتفاع، وارتفاع الرقم 0.52 بوصة (13.2 مم)، والمسافة بين الأرقام، وأبعاد الأجزاء. التسامحات هي عمومًا ±0.25 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك.

5.2 مخطط التوصيل ومخطط التوصيل

يحتوي الجهاز على 40 دبوسًا. يوضح جدول توصيل الدبوس بدقة وظيفة كل دبوس، مع تعيين الكاثودات للأجزاء من A إلى G والنقطة العشرية (D.P.) لكل من الأرقام الأربعة (الرقم 1 إلى 4)، وكذلك الأنود المشترك لكل رقم. على سبيل المثال، الدبوس 1 هو الكاثود للجزء E من الرقم 1، بينما الدبوس 38 هو الأنود المشترك للرقم 1. هذا التعيين الدقيق ضروري لإنشاء تخطيط PCB وبرنامج تشغيل صحيحين. يوضح مخطط الدائرة الداخلية أن جميع الأجزاء داخل رقم واحد تشترك في اتصال أنود مشترك، والذي يتم إخراجه إلى دبوس واحد لكل رقم.

5.3 تحديد القطبية

تم تحديد الجهاز بوضوح كنوع أنود مشترك. يتم تحديد القطبية من خلال جدول توصيل الدبوس. سيؤدي تطبيق جهد موجب على دبوس الأنود المشترك لرقم ما أثناء سحب التيار عبر دبوس الكاثود للجزء المعني إلى إضاءة تلك الأجزاء.

6. إرشادات اللحام والتجميع

الإرشاد الرئيسي المقدم هو حد درجة حرارة اللحام: 260 درجة مئوية كحد أقصى لمدة 3 ثوانٍ، مقاسة على بعد 1.6 مم أسفل مستوى الجلوس. هذا هو ملف تعريف قياسي للحام إعادة التدفق الخالي من الرصاص. يجب على المصممين التأكد من أن ملف فرن إعادة التدفق لا يتجاوز هذا الحد لتجنب إتلاف الغلاف البلاستيكي أو الروابط السلكية الداخلية. يجب مراعاة احتياطات ESD (التفريغ الكهروستاتيكي) القياسية أثناء التعامل. يتم تحديد ظروف التخزين من خلال نطاق درجة حرارة التخزين.

7. معلومات التغليف والطلب

رقم الجزء هو LTC-5837JD. قد يشير اللاحق \"JD\" إلى تصنيف محدد أو متغيرات أخرى. لا توفر ورقة البيانات تفاصيل حول التغليف بالشريط والبكرة، أو كميات الصينية، أو وضع العلامات. للإنتاج، يجب الحصول على هذه المعلومات من الشركة المصنعة أو الموزع.

8. اقتراحات التطبيق

8.1 دوائر التطبيق النموذجية

تكوين الأنود المشترك مثالي للقيادة المتعددة. تتضمن الدائرة النموذجية استخدام متحكم دقيق أو IC سائق عرض مخصص. سيقوم المتحكم الدقيق بتشغيل (تعيين إلى مستوى منطقي عالٍ أو توصيل بـ Vcc عبر ترانزستور) الأنود المشترك لرقم واحد في كل مرة، مع إخراج النمط للأجزاء (الكاثودات) لذلك الرقم، غالبًا من خلال مقاومات تحديد التيار أو سائق مصرف تيار ثابت. يحدث هذا التعدد بشكل أسرع مما تستطيع العين البشرية إدراكه، مما يخلق وهمًا بأن جميع الأرقام تعمل في وقت واحد، مع تقليل عدد دبابيس I/O للمتحكم الدقيق المطلوبة بشكل كبير.

8.2 اعتبارات التصميم

تحديد التيار: ضروري لمنع تجاوز الحد الأقصى للتيار الأمامي المستمر (25 مللي أمبير لكل جزء). يجب حساب المقاومات أو سائقي التيار الثابت بناءً على جهد الإمداد وجهد LED الأمامي (VF).تردد التعدد: يجب أن يكون مرتفعًا بما يكفي لتجنب الوميض المرئي، عادةً فوق 60-100 هرتز.تيار الذروة: في تصميم متعدد، يمكن أن يكون التيار اللحظي خلال وقت التشغيل القصير أعلى من متوسط تيار التيار المستمر. تأكد من أن تيار الذروة لا يتجاوز تصنيف 90 مللي أمبير.زاوية المشاهدة: تتيح زاوية المشاهدة الواسعة مرونة في موضع التركيب بالنسبة للمستخدم.التباين: يوفر تصميم الوجه الرمادي/الأجزاء البيضاء تباينًا جيدًا؛ تجنب التركيب خلف نوافذ ملونة بعمق مما يضعف الضوء الأحمر.

9. المقارنة والتمييز التقني

المميز الأساسي لشاشة LTC-5837JD هو استخدامها لتقنية LED الحمراء الشديدة AlInGaP. مقارنةً بالتقنيات الأقدم مثل مصابيح LED الحمراء القياسية GaAsP (فوسفيد زرنيخيد الغاليوم)، تقدم AlInGaP كفاءة إضاءة أعلى بكثير، مما يؤدي إلى سطوع أكبر لنفس تيار الإدخال، أو نفس السطوع بقدرة أقل. كما توفر عادةً استقرارًا أفضل للطول الموجي على مدى درجة الحرارة والعمر الافتراضي. ارتفاع الرقم 0.52 بوصة هو حجم قياسي، لكن الجمع بين السطوع العالي والتباين والجمالية الرمادية/البيضاء المحددة قد يميزها عن الشاشات الأخرى في فئتها.

10. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعايير التقنية)

س: ما هو الغرض من تسمية \"أحمر شديد\"؟

ج: يشير إلى أن LED ينبعث منه ضوء بطول موجي أطول (~650 نانومتر) مقارنة بمصابيح LED الحمراء القياسية (~630 نانومتر). يمكن أن يظهر هذا الأحمر العميق أكثر حيوية وقد يكون له أداء أفضل في أنظمة المرشحات البصرية المعينة.

س: هل يمكنني تشغيل هذه الشاشة باستخدام متحكم دقيق 5 فولت بدون سائقات خارجية؟

ج: ربما، ولكن بحذر. قيمة VF النموذجية هي 2.6 فولت. مع إمداد 5 فولت، مقاومة تحديد التيار إلزامية. قيمة المقاومة R = (Vcc - VF) / IF. بالنسبة لـ IF=10 مللي أمبير، R = (5 - 2.6) / 0.01 = 240 أوم. يجب أيضًا التأكد من أن دبابيس I/O للمتحكم الدقيق يمكنها استيعاب تيار الجزء التراكمي عندما يتم إضاءة أجزاء متعددة في رقم واحد أثناء التعدد.

س: ماذا يعني \"أنود مشترك\" لتصميم الدائرة الخاص بي؟

ج: يعني أن جميع الأنودات (الجوانب الموجبة) لمصابيح LED لرقم واحد متصلة معًا. لإضاءة جزء، تقوم بتطبيق جهد موجب على دبوس الأنود المشترك لذلك الرقم وتوصيل دبوس الكاثود للجزء المطلوب بالأرض (من خلال محدد تيار). هذا عكس شاشة الكاثود المشترك.

11. حالة تصميم واستخدام عملية

الحالة: تصميم قراءة فولتميتر رباعي الأرقام.يقوم مصمم ببناء مصدر طاقة مكتبي ويحتاج إلى عرض جهد واضح. يختار LTC-5837JD لسطوعها وحجمها. لدى المتحكم الدقيق (مثل ARM Cortex-M أو PIC) I/O محدود. باستخدام مخطط التعدد، يحتاج فقط إلى 4 دبابيس لأنودات الأرقام (يتم التحكم فيها عبر ترانزستورات NPN أو MOSFETs) و 8 دبابيس لكاثودات الأجزاء (7 أجزاء + نقطة عشرية). يمسح البرنامج الثابت الأرقام من 1 إلى 4 بسرعة. يقرأ محول التناظري إلى الرقمي الجهد، ويحوله إلى تنسيق BCD، ويبحث البرنامج الثابت عن أنماط الأجزاء المقابلة من جدول، ويخرجها بالتزامن مع تمكين الأنود. يتم وضع مقاومات تحديد التيار على خطوط الكاثود. يوفر الوجه الرمادي مظهرًا احترافيًا أمام لوحة الأجهزة.

12. مقدمة المبدأ

شاشة السبعة أجزاء هي تجميع لمصابيح ثنائية باعثة للضوء (LEDs) مرتبة في نمط رقم ثمانية. كل جزء من الأجزاء السبعة (المسمى من A إلى G) هو LED فردي. من خلال إضاءة مجموعات محددة من هذه الأجزاء، يمكن تشكيل جميع الأرقام العشرية (0-9) وبعض الحروف. في شاشة متعددة الأرقام مثل هذه، كل رقم هو مجموعة منفصلة من الأجزاء، لكن الأجزاء المقابلة (مثل جميع أجزاء 'A') غالبًا ما تكون كهربائيًا مستقلة للسماح بالتحكم المتعدد، مما يقلل العدد الإجمالي لدبابيس الاتصال المطلوبة.

13. اتجاهات التطوير

يستمر اتجاه شاشات LED السباعية الأجزاء نحو كفاءة أعلى، مما يسمح بشاشات أكثر سطوعًا باستهلاك طاقة أقل، وهو أمر بالغ الأهمية للأجهزة التي تعمل بالبطارية. التكامل هو اتجاه آخر، حيث يتم دمج دائرة سائق العرض، وأحيانًا حتى متحكم دقيق، في وحدة العرض نفسها، مما يبسط تصميم النظام. هناك أيضًا اتجاه نحو نطاق ألوان أوسع واستخدام مواد متقدمة مثل AlInGaP و InGaN (للأزرق/الأخضر) لتحسين الأداء والموثوقية. ومع ذلك، بالنسبة للعديد من التطبيقات الصناعية وأدوات القياس، يظل التصميم الكلاسيكي ذو الثقب المار مع الأحمر عالي السطوع شائعًا بسبب موثوقيته المثبتة، وتباينه الممتاز، وسهولة تصميمه.