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

1. نظرة عامة على المنتج

شاشة LTC-4627JD هي شاشة عرض رقمية رباعية الأرقام من نوع سبعة أجزاء، مصممة للتطبيقات التي تتطلب عرضًا رقميًا واضحًا. يتميز كل رقم بارتفاع 0.4 بوصة (10.0 ملم)، مما يوفر وضوحًا جيدًا. يستخدم الجهاز تقنية أشباه الموصلات AlInGaP (فوسفيد الألومنيوم إنديوم غاليوم) لإنتاج إشعاع أحمر فائق. تتميز الشاشة بوجه رمادي مع علامات بيضاء على الأجزاء، مما يعزز التباين وسهولة القراءة. وهي مبنية 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).
• أجزاء متواصلة موحدة لمظهر شخصي متناسق.
• متطلبات طاقة منخفضة، مناسبة للأجهزة التي تعمل بالبطارية.
• مظهر شخصي ممتاز مع سطوع عالي وتباين عالي.
• زاوية مشاهدة واسعة للرؤية من مواقع مختلفة.
• موثوقية الحالة الصلبة بدون أجزاء متحركة.
• يتم تصنيف شدة الإضاءة (تقسيمها إلى فئات) لضمان أداء متناسق عبر الوحدات.
• عبوة خالية من الرصاص متوافقة مع توجيهات RoHS (تقييد المواد الخطرة).

1.2 تعريف الجهاز

يشير رقم الجزء LTC-4627JD تحديدًا إلى شاشة أحمر فائق، متعددة الإرسال ذات أنود مشترك، مع تكوين نقطة عشرية على الجانب الأيمن.

2. الغوص العميق في المعلمات التقنية

2.1 التصنيفات القصوى المطلقة

تحدد هذه التصنيفات الحدود التي بعدها قد يحدث تلف دائم للجهاز. يجب دائمًا الحفاظ على التشغيل ضمن هذه الحدود.

• تبديد الطاقة لكل جزء:70 ميغاواط كحد أقصى.
• تيار أمامي ذروي لكل جزء:90 ملي أمبير كحد أقصى، في ظل ظروف النبض (دورة عمل 1/10، عرض نبضة 0.1 مللي ثانية).
• تيار أمامي مستمر لكل جزء:25 ملي أمبير كحد أقصى عند 25 درجة مئوية. يتناقص هذا التصنيف خطيًا بمعدل 0.33 ملي أمبير/درجة مئوية مع زيادة درجة الحرارة المحيطة فوق 25 درجة مئوية.
• نطاق درجة حرارة التشغيل:من -35 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية.
• نطاق درجة حرارة التخزين:من -35 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية.
• درجة حرارة اللحام:260 درجة مئوية كحد أقصى لمدة لا تزيد عن 3 ثوانٍ، مقاسة على بعد 1.6 ملم (1/16 بوصة) أسفل مستوى جلوس المكون.

2.2 الخصائص الكهربائية والبصرية

هذه هي معلمات الأداء النموذجية المقاسة عند درجة حرارة محيطة (Ta) تبلغ 25 درجة مئوية.

• شدة الإضاءة المتوسطة (I_V):200 ميكروكانديلا (الحد الأدنى)، 650 ميكروكانديلا (النموذجي) عند تيار أمامي (I_F) قدره 1 ملي أمبير. يتم قياس الشدة باستخدام مرشح يقارب استجابة العين البشرية للضوء (منحنى CIE).
• طول موجة الانبعاث الذروي (λ_p):650 نانومتر (النموذجي) عند I_F=20 ملي أمبير.
• نصف عرض الخط الطيفي (Δλ):20 نانومتر (النموذجي) عند I_F=20 ملي أمبير، مما يشير إلى نقاء الطيف للضوء الأحمر.
• الطول الموجي السائد (λ_d):639 نانومتر (النموذجي) عند I_F=20 ملي أمبير، مما يحدد اللون الملحوظ.
• الجهد الأمامي لكل جزء (V_F):2.1 فولت (الحد الأدنى)، 2.6 فولت (النموذجي) عند I_F=20 ملي أمبير. يجب على المصممين مراعاة هذا النطاق لضمان قيادة تيار مناسبة.
• التيار العكسي لكل جزء (I_R):100 ميكرو أمبير (الحد الأقصى) عند جهد عكسي (V_R) قدره 5 فولت. ملاحظة: الجهاز غير مخصص للتشغيل المستمر تحت انحياز عكسي.
• نسبة مطابقة شدة الإضاءة (I_V-m):2:1 (الحد الأقصى) عند I_F=1 ملي أمبير. يحدد هذا أقصى تباين مسموح به في السطوع بين الأجزاء داخل شاشة واحدة.

3. شرح نظام التصنيف (Binning)

تشير ورقة البيانات إلى أن شدة الإضاءة مصنفة. هذا يعني أن الشاشات يتم فرزها (تصنيفها) بناءً على قياس ناتج الضوء عند تيار اختبار قياسي. يوصى بشدة باستخدام شاشات من نفس فئة الشدة داخل تطبيق واحد لتجنب اختلافات السطوع الملحوظة (عدم انتظام اللون) بين الأرقام أو الوحدات المتجاورة. بينما لا يتم تفصيل ذلك صراحةً للطول الموجي أو الجهد الأمامي في هذه الوثيقة، فإن مثل هذا التصنيف هو ممارسة شائعة في تصنيع LED لضمان اتساق اللون والخصائص الكهربائية.

4. تحليل منحنيات الأداء

تشير ورقة البيانات إلى منحنيات الخصائص الكهربائية/البصرية النموذجية. هذه التمثيلات الرسومية حاسمة للتصميم:

• منحنى I-V (التيار-الجهد):يوضح العلاقة بين الجهد الأمامي والتيار الأمامي، وهو أمر أساسي لتصميم دائرة تحديد التيار.
• شدة الإضاءة مقابل التيار الأمامي:يوضح كيف يزيد ناتج الضوء مع تيار القيادة، مما يساعد في اختيار نقطة تشغيل للسطوع والكفاءة المطلوبين.
• شدة الإضاءة مقابل درجة الحرارة المحيطة:يوضح كيف ينخفض ناتج الضوء مع ارتفاع درجة الحرارة، وهو أمر بالغ الأهمية لإدارة الحرارة في البيئات عالية الحرارة.
• التوزيع الطيفي:رسم بياني للشدة النسبية مقابل الطول الموجي، يؤكد الأطوال الموجية السائدة والذروية وعرض الطيف.

5. المعلومات الميكانيكية والعبوة

5.1 أبعاد العبوة

تأتي الشاشة في عبوة ثنائية الخط قياسية (DIP). يتم توفير جميع الأبعاد بالمليمترات مع تسامح عام يبلغ ±0.25 ملم ما لم يُذكر خلاف ذلك. يوضح الرسم الميكانيكي التفصيلي الطول الإجمالي، العرض، الارتفاع، تباعد الدبابيس، وتباعد الأرقام.

5.2 توصيل الدبابيس والقطبية

يحتوي الجهاز على تكوين 16 دبوسًا. يكشف مخطط الدائرة الداخلية أنه شاشة متعددة الإرسال ذات أنود مشترك. هذا يعني أن الأنودات لمصابيح LED لكل رقم متصلة داخليًا معًا، بينما الكاثودات لكل نوع من الأجزاء (A-G، DP) متصلة عبر الأرقام. مخطط 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 النقطتين أو علامات أخرى)
• الدبوس 5: الكاثود للجزء E
• الدبوس 6: الأنود المشترك للرقم 3
• الدبوس 7: الكاثود لنقطة العشرية (DP)
• الدبوس 8: الأنود المشترك للرقم 4
• الدبوس 9: لا اتصال
• الدبوس 10: لا يوجد دبوس
• الدبوس 11: الكاثود للجزء F
• الدبوس 12: لا يوجد دبوس
• الدبوس 13: الكاثود للأجزاء C و L3
• الدبوس 14: الكاثود للأجزاء A و L1
• الدبوس 15: الكاثود للجزء G
• الدبوس 16: الكاثود للأجزاء B و L2

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 معلمات اللحام

أقصى درجة حرارة للحام هي 260 درجة مئوية لمدة قصوى تبلغ 3 ثوانٍ. هذا ينطبق عادةً على اللحام بالموجة أو اللحام اليدوي، مقاسة عند نقطة 1.6 ملم أسفل جسم الشاشة. بالنسبة للحام بإعادة التدفق، يجب استخدام ملف تعريف قياسي خالي من الرصاص مع درجة حرارة ذروية لا تتجاوز 260 درجة مئوية.

6.2 ظروف التخزين

التخزين السليم ضروري لمنع أكسدة الدبابيس.

• لشاشات DIP (LTC-4627JD):قم بالتخزين في العبوة الأصلية عند درجة حرارة من 5°C إلى 30°C مع رطوبة أقل من 60% RH. إذا تم فتح كيس الحاجز الرطوبي لأكثر من 6 أشهر، يوصى بتجفيف المكونات عند 60°C لمدة 48 ساعة قبل الاستخدام، مع إكمال التجميع خلال أسبوع واحد بعد التجفيف.
• تحذير عام:تجنب التغيرات السريعة في درجة الحرارة في البيئات الرطبة لمنع التكثيف على الشاشة. لا تطبق قوة ميكانيكية غير طبيعية أثناء التجميع.

7. توصيات التطبيق

7.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

هذه الشاشة مناسبة للمعدات الإلكترونية العادية التي تتطلب عرضًا رقميًا، مثل:

• أدوات القياس والاختبار (الملتيميترات، العدادات).
• لوحات التحكم الصناعية والموقتات.
• الأجهزة الاستهلاكية (أفران الميكروويف، الموازين، معدات الصوت).
• نقاط البيع وشاشات المعلومات الأساسية.

ملاحظة مهمة:تنص ورقة البيانات صراحةً على أنها للمعدات العادية. التطبيقات التي تتطلب موثوقية استثنائية (الطيران، الطبي، سلامة النقل) تتطلب استشارة مسبقة.

7.2 اعتبارات التصميم

• دائرة القيادة:يوصى بالقيادة بتيار ثابت لضمان سطوع وعمر افتراضي متناسقين. يجب تصميم الدائرة لاستيعاب النطاق الكامل للجهد الأمامي (2.1V إلى 2.6V).
• تحديد التيار:يجب اختيار تيار التشغيل بناءً على أقصى درجة حرارة محيطة، مع مراعاة تقليل تصنيف التيار بمقدار 0.33 ملي أمبير/درجة مئوية فوق 25 درجة مئوية.
• الحماية:يجب أن تتضمن دائرة القيادة حماية ضد الجهود العكسية والجهود العابرة أثناء دورات الطاقة لمنع التلف.
• التعددية (Multiplexing):باعتبارها شاشة متعددة الإرسال ذات أنود مشترك، يجب على المتحكم الدقيق أو دائرة القيادة المخصصة تفعيل أنود كل رقم بشكل تسلسلي مع توفير نمط الكاثود الصحيح للأجزاء لذلك الرقم. يجب أن يكون معدل التحديث مرتفعًا بما يكفي لتجنب الوميض (عادةً >60 هرتز).
• التكامل الميكانيكي:إذا تم استخدام لوحة أمامية أو فيلم، تأكد من أنها لا تطبق ضغطًا يمكن أن يحرك الطبقات المطبوعة أو يتلف جسم الشاشة.

8. المقارنة التقنية والتمييز

المميزات الرئيسية لـ LTC-4627JD هي استخدامها لتقنية AlInGaP للانبعاث الأحمر الفائق وتنسيقها الميكانيكي/الكهربائي المحدد. مقارنةً بمصابيح LED الحمراء القديمة من نوع GaAsP أو GaP، تقدم AlInGaP كفاءة أعلى، سطوع أفضل، وطول موجي أكثر استقرارًا مع تغير درجة الحرارة. يملأ ارتفاع الرقم 0.4 بوصة فجوة بين الشاشات الأصغر (0.3 بوصة) والأكبر (0.5 بوصة أو 0.56 بوصة). تصميم الأنود المشترك المتعدد هو معيار صناعي للشاشات متعددة الأرقام، يوازن بين عدد الدبابيس وتعقيد القيادة.

9. الأسئلة الشائعة (FAQ)

9.1 ما هو الغرض من "نسبة مطابقة شدة الإضاءة"؟

تضمن هذه النسبة (2:1 كحد أقصى) أنه داخل وحدة عرض واحدة، لا يكون أي جزء أكثر سطوعًا بمرتين من جزء آخر عند تشغيله في نفس الظروف. وهذا يضمن مظهرًا موحدًا للأحرف المشكلة.

9.2 لماذا يوصى بالقيادة بتيار ثابت بدلاً من الجهد الثابت؟

سطوع LED هو في الأساس دالة للتيار. الجهد الأمامي (V_F) له نطاق تسامح (2.1V-2.6V). مصدر جهد ثابت مع مقاوم بسيط سيؤدي إلى تيارات مختلفة (وبالتالي مستويات سطوع مختلفة) للشاشات ذات V_Fمختلفة. يضمن مصدر التيار الثابت تيارًا متطابقًا، وبالتالي سطوعًا متناسقًا، بغض النظر عن V_F variations.

9.3 هل يمكنني قيادة هذه الشاشة مباشرة بمتحكم دقيق 5V؟

لا. الحد الأقصى للتيار الأمامي المستمر لكل جزء هو 25 ملي أمبير، ودبوس GPIO للمتحكم الدقيق المتصل مباشرة سيحاول توفير/استهلاك تيار أعلى بكثير إذا كان V_Fللجزء ~2.6V، مما قد يتلف المتحكم الدقيق. يجب عليك استخدام ترانزستورات خارجية (للأنودات المشتركة) ومقاومات تحديد التيار أو دائرة قيادة LED مخصصة.

9.4 ماذا يعني "نقطة عشرية على اليمين" في وصف الجزء؟

يشير إلى موقع نقطة العشرية LED. في هذه الحالة، تقع نقطة العشرية على يمين الرقم. قد تقدم بعض الشاشات نقاط عشرية على اليسار أو في المنتصف.

10. دراسة حالة تصميمية عملية

السيناريو:تصميم شاشة فولتميتر رباعية الأرقام باستخدام LTC-4627JD، تعمل بنظام 5V مع متحكم دقيق.

1. اختيار دائرة القيادة:اختر دائرة قيادة LED متعددة الإرسال مخصصة (مثل MAX7219، TM1637) أو نفذ التعددية في البرنامج باستخدام دبابيس GPIO للمتحكم الدقيق.
2. ضبط التيار:للحصول على سطوع جيد وعمر افتراضي طويل، اختر تيار جزء يتراوح بين 10-15 ملي أمبير. تحقق من أن هذا ضمن الحد المخفض لأقصى درجة حرارة محيطة متوقعة لديك.
3. تصميم الدائرة:إذا كنت تستخدم دائرة قيادة مخصصة، اتبع ورقة بياناتها. إذا كنت تستخدم ترانزستورات منفصلة، استخدم ترانزستورات PNP أو MOSFETs من نوع P-channel لتبديل دبابيس الأنود المشتركة (المتصلة بـ 5V) وترانزستورات NPN أو MOSFETs/مقاومات من نوع N-channel على جانب الكاثود، يتم التحكم فيها بواسطة المتحكم الدقيق. احسب مقاومات تحديد التيار: R = (V_CC- V_F- V_CE(sat)) / I_F. استخدم أقصى V_F(2.6V) لحساب أسوأ حالة (أكثر سطوعًا).
4. البرنامج:نفذ مقاطعة مؤقت لتحديث الشاشة. يجب أن تقوم الروتينية بإيقاف تشغيل جميع الأرقام، تعيين نمط الأجزاء للرقم التالي، تشغيل الأنود المشترك لذلك الرقم، ثم الانتظار لفترة شريحة التعددية.
5. الحرارة والميكانيكا:تأكد من وجود تهوية كافية. صمم اللوحة الأمامية بفتحة واضحة أكبر قليلاً من منطقة مشاهدة الشاشة لتجنب الضغط على الوجه.

11. مبدأ التشغيل

يعتمد LTC-4627JD على تقنية أشباه الموصلات AlInGaP. عند تطبيق جهد أمامي يتجاوز جهد التقاطع للدايود، تتحد الإلكترونات والثقوب في المنطقة النشطة، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات. يحدد التركيب المحدد لطبقات AlInGaP طاقة فجوة النطاق، والتي تتوافق مع الطول الموجي الأحمر للضوء المنبعث (~639-650 نانومتر). كل جزء من الأجزاء السبعة (من A إلى G) ونقطة العشرية (DP) هو LED منفصل أو مجموعة من رقائق LED. في تكوين الأنود المشترك المتعدد، يتم توصيل أحد الجانبين (الأنود) لجميع مصابيح LED في رقم واحد، مما يسمح بتمكين هذا الرقم بأكمله عن طريق تطبيق جهد موجب على تلك العقدة المشتركة. الأطراف الأخرى (الكاثودات) لكل نوع من الأجزاء متصلة عبر جميع الأرقام، مما يسمح بالتحكم في الأجزاء التي تضيء في الرقم الممكّن.

12. اتجاهات التكنولوجيا

بينما تظل شاشات LED السباعية التقليدية مثل LTC-4627JD حيوية لتطبيقات محددة بسبب بساطتها، سطوعها العالي، وزاوية مشاهدةها الواسعة، فإن سوق العرض الأوسع يتطور. هناك اتجاه نحو تكامل أعلى، مثل الشاشات ذات المتحكمات المدمجة (واجهة I2C أو SPI) التي تبسط مهمة المتحكم الدقيق المضيف. أصبحت شاشات المصفوفة النقطية وشاشات OLED/LCD الرسومية أكثر تنافسية من حيث التكلفة للتطبيقات التي تتطلب إخراجًا أبجديًا رقميًا أو رسوميًا. ومع ذلك، للعروض الرقمية البحتة في البيئات القاسية (درجة حرارة واسعة، سطوع عالي مطلوب)، تستمر تكنولوجيا LED السباعية، خاصة مع مواد فعالة مثل AlInGaP، في تقديم حل قوي وموثوق. قد تركز التطورات المستقبلية على كفاءة أعلى، استهلاك طاقة أقل، وربما ميزات ذكية مدمجة مع الحفاظ على الشكل الكلاسيكي للتتوافق مع الإصدارات السابقة.