ورقة بيانات شاشة LED طراز LTC-2623JD-01 - ارتفاع الرقم 0.28 بوصة - اللون الأحمر الفائق - جهد أمامي 2.6 فولت - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

شاشة LTC-2623JD-01 هي وحدة عرض LED رقمية رباعية الأرقام من النوع سباعي الشرائح، مُصممة للتطبيقات التي تتطلب عرض أرقام واضح مع استهلاك طاقة ضئيل. وظيفتها الأساسية هي توفير عرض رقمي متعدد الأرقام عالي الوضوح باستخدام تقنية LED الحالة الصلبة. تكمن الميزة الأساسية لهذا الجهاز في استخدامه لرقائق LED من نوع AlInGaP (ألينيوم إنديوم جاليوم فوسفيد) باللون الأحمر الفائق، والتي توفر كفاءة إضاءة ونقاء لوني متفوقين مقارنة بالمواد التقليدية. ينتج عن ذلك مظهر ممتاز للأحرف، ودرجة سطوع عالية، وتناقض عالي حتى عند تيارات تشغيل منخفضة. يتم تصنيف الجهاز وفقًا لشدة الإضاءة، مما يضمن مستويات سطوع متسقة عبر الوحدات، وهو مُعبأ بتغليف خالٍ من الرصاص متوافق مع اللوائح البيئية.

1.1 الميزات الرئيسية

• ارتفاع الرقم: 0.28 بوصة (7.0 ملم).
• شرائح مستمرة موحدة لمظهر سلس للأحرف.
• متطلبات طاقة منخفضة، قادرة على العمل بتيارات تشغيل منخفضة تصل إلى 1 مللي أمبير لكل شريحة.
• مظهر ممتاز للأحرف بفضل تقنية AlInGaP والوجه الرمادي مع شرائح بيضاء.
• سطوع عالي وتناقض عالي.
• زاوية مشاهدة واسعة.
• موثوقية الحالة الصلبة.
• مصنف حسب شدة الإضاءة (التصنيف في مجموعات).
• عبوة خالية من الرصاص (متوافقة مع RoHS).

1.2 تعريف الجهاز

رقم الجزء LTC-2623JD-01 يحدد شاشة ذات أنود مشترك متعدد الإرسال (مولتيميديا) مع مصابيح LED من نوع AlInGaP باللون الأحمر الفائق ونقطة عشرية على الجانب الأيمن.

2. الغوص العميق في المعلمات التقنية

2.1 الحدود القصوى المطلقة

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

• تبديد الطاقة لكل شريحة: 70 ميلي واط.
• التيار الأمامي الذروي لكل شريحة: 90 مللي أمبير (عند دورة عمل 1/10، وعرض نبضة 0.1 مللي ثانية).
• التيار الأمامي المستمر لكل شريحة: 25 مللي أمبير (عند 25°م). يتناقص هذا التصنيف خطيًا فوق 25°م بمعدل 0.28 مللي أمبير/°م.
• الجهد العكسي لكل شريحة: 5 فولت.
• نطاق درجة حرارة التشغيل: من -35°م إلى +105°م.
• نطاق درجة حرارة التخزين: من -35°م إلى +105°م.
• ظروف اللحام: 260°م لمدة 3 ثوانٍ، على بعد 1/16 بوصة (حوالي 1.6 ملم) أسفل مستوى الجلوس.

2.2 الخصائص الكهربائية والبصرية

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

• شدة الإضاءة المتوسطة (Iv): 320 (الحد الأدنى)، 850 (النموذجي) ميكرو كانديلا عند تيار أمامي (IF) قدره 1 مللي أمبير. يُبرز تيار الاختبار المنخفض للغاية هذا كفاءة الجهاز.
• طول موجة الانبعاث الذروي (λp): 650 نانومتر (النموذجي) عند IF=20 مللي أمبير، مما يضعها في طيف الأحمر الفائق.
• نصف عرض الخط الطيفي (Δλ): 20 نانومتر (النموذجي) عند IF=20 مللي أمبير.
• الطول الموجي السائد (λd): 636 نانومتر (النموذجي) عند IF=20 مللي أمبير.
• الجهد الأمامي لكل شريحة (VF): 2.1 (الحد الأدنى)، 2.6 (النموذجي) فولت عند IF=20 مللي أمبير.
• التيار العكسي لكل شريحة (IR): 100 ميكرو أمبير (الحد الأقصى) عند جهد عكسي (VR) قدره 5 فولت.
• نسبة مطابقة شدة الإضاءة: 2:1 (الحد الأقصى) بين الشرائح تحت ظروف مماثلة (IF=1 مللي أمبير).

3. شرح نظام التصنيف في مجموعات

يستخدم الجهاز نظام تصنيف في مجموعات لشدة الإضاءة لضمان الاتساق في التطبيقات التي تستخدم شاشات متعددة. يتم تعريف درجة المجموعة عند تيار أمامي قدره 10 مللي أمبير.

• المجموعة F: 321 - 500 ميكرو كانديلا
• المجموعة G: 501 - 800 ميكرو كانديلا
• المجموعة H: 801 - 1300 ميكرو كانديلا
• المجموعة J: 1301 - 2100 ميكرو كانديلا
• المجموعة K: 2101 - 3400 ميكرو كانديلا

مقدار التسامح في شدة الإضاءة ضمن مجموعة محددة هو ±15%. للتجميعات متعددة الوحدات، يُوصى بشدة باستخدام شاشات من نفس درجة المجموعة لتجنب اختلافات ملحوظة في السطوع (عدم انتظام الدرجة اللونية).

4. تحليل منحنيات الأداء

بينما يتم الإشارة إلى منحنيات رسومية محددة في ورقة البيانات، فإن آثارها حاسمة للتصميم.

• منحنى IV (التيار-الجهد):فهم هذه العلاقة ضروري لتصميم دائرة تحديد التيار. للجهد الأمامي قيمة نموذجية تبلغ 2.6 فولت عند 20 مللي أمبير ولكنه سيختلف مع درجة الحرارة وبين مصابيح LED الفردية.
• شدة الإضاءة مقابل التيار الأمامي:خرج الضوء ليس متناسبًا خطيًا مع التيار، خاصة عند التيارات الأعلى حيث قد تنخفض الكفاءة بسبب التسخين.
• خصائص درجة الحرارة:ينخفض الجهد الأمامي (VF) عادةً مع زيادة درجة حرارة التقاطع، بينما تتدهور كفاءة الإضاءة أيضًا في درجات الحرارة العالية. تخفيض التيار الأمامي المستمر (0.28 مللي أمبير/°م فوق 25°م) هو نتيجة مباشرة لمتطلبات إدارة الحرارة.

5. معلومات الميكانيكا والتغليف

5.1 أبعاد العبوة

تتبع الشاشة بصمة عبوة ثنائية الخط القياسية (DIP). تشمل ملاحظات الأبعاد الرئيسية ما يلي:

• جميع الأبعاد الأساسية بالمليمترات.
• التسامح العام هو ±0.25 ملم ما لم يُذكر خلاف ذلك.
• تسامح انزياح طرف الدبوس هو +0.4 ملم، وهو أمر مهم للحام الموجة أو إدخال المقبس.

5.2 توصيل الدبوس والدائرة الداخلية

للجهاز تكوين أنود مشترك متعدد الإرسال (مولتيميديا). هذا يعني أن الأنودات الخاصة بمصابيح LED لكل رقم متصلة معًا داخليًا، بينما الكاثودات لكل نوع شريحة (A-G، DP) متصلة عبر الأرقام. هذا يقلل من عدد خطوط التحكم المطلوبة. توزيع الدبابيس كما يلي: الدبوس 1 (الأنود المشترك للرقم 1)، الدبوس 2 (الكاثود C، L3)، الدبوس 3 (الكاثود DP)، الدبوس 4 (لا اتصال)، الدبوس 5 (الكاثود E)، الدبوس 6 (الكاثود D)، الدبوس 7 (الكاثود G)، الدبوس 8 (الأنود المشترك للرقم 4)، الدبوس 9 (لا اتصال)، الدبوس 10 (لا دبوس)، الدبوس 11 (الأنود المشترك للرقم 3)، الدبوس 12 (الأنود المشترك لـ L1، L2، L3)، الدبوس 13 (الكاثود A، L1)، الدبوس 14 (الأنود المشترك للرقم 2)، الدبوس 15 (الكاثود B، L2)، الدبوس 16 (الكاثود F). سيوضح مخطط الدائرة الداخلية عقد الأنود المشترك للأرقام 1-4 وخطوط الكاثود المشتركة لكل شريحة عبر هذه الأرقام.

6. إرشادات اللحام والتجميع والتخزين

6.1 اللحام

شرط اللحام الموصى به هو 260°م لمدة 3 ثوانٍ، مقاسة على بعد 1.6 ملم أسفل مستوى الجلوس. هذا هو ملف تعريف نموذجي للحام إعادة التدفق أو الحام الموجة. تجاوز هذه الدرجة الحرارية أو المدة يمكن أن يتلف الروابط السلكية الداخلية أو رقائق LED نفسها.

6.2 ظروف التخزين

لمنع أكسدة الدبابيس والحفاظ على الأداء، يجب تخزين الشاشة في عبوة الحاجز الرطوبة الأصلية الخاصة بها تحت الظروف التالية:

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

إذا لم يتم استيفاء هذه الشروط، قد تحدث أكسدة للدبابيس، مما يتطلب إعادة طلاء قبل الاستخدام. يُنصح باستهلاك المخزون بسرعة وتجنب التخزين طويل الأمد لكميات كبيرة.

7. ملاحظات التطبيق واعتبارات التصميم

7.1 تصميم دائرة التشغيل

• التشغيل بتيار ثابت:يوصى به بشدة على التشغيل بجهد ثابت لضمان شدة إضاءة متسقة عبر الشرائح وعبر تغيرات درجة الحرارة.
• تحديد التيار:يجب تصميم الدائرة لتحديد التيار لكل شريحة إلى مستوى آمن، مع مراعاة أقصى درجة حرارة محيطة واستخدام عامل التخفيض.
• نطاق الجهد الأمامي:يجب أن يستوعب مصدر الطاقة النطاق الكامل لـ VF (الحد الأدنى 2.1 فولت، النموذجي 2.6 فولت) لضمان توصيل تيار التشغيل المقصود دائمًا.
• حماية الجهد العكسي:يجب أن تتضمن دائرة التشغيل حماية (مثل ثنائيات على التوالي أو التوازي) لمنع الانحياز العكسي أو طفرات الجهد العابرة أثناء دورات الطاقة، والتي يمكن أن تسبب هجرة معدنية وتعطل.
• التعددية (مولتيميديا):باعتبارها شاشة ذات أنود مشترك متعدد الإرسال، فإنها تتطلب دائرة متكاملة (IC) مشغلة أو متحكم دقيق قادرًا على تنشيط أنود كل رقم على التوالي مع تقديم نمط الكاثود الصحيح لشرائح ذلك الرقم. استمرارية الرؤية تخلق وهم أن جميع الأرقام مضاءة في وقت واحد.

7.2 الاعتبارات الميكانيكية والبيئية

• التكثيف:تجنب التغيرات السريعة في درجة الحرارة في البيئات الرطبة لمنع التكثيف على سطح الشاشة، مما قد يسبب مشاكل كهربائية.
• الإجهاد الميكانيكي:لا تطبق قوة غير طبيعية على جسم الشاشة أثناء التجميع. استخدم الأدوات المناسبة.
• تركيب الفلتر/الغطاء الشفاف:إذا كنت تستخدم فيلم لاصق حساس للضغط (فيلم نمطي)، تأكد من أنه لا يتلامس بإحكام مع اللوحة الأمامية، لأن القوة الخارجية قد تحركه.
• اختبار الاهتزاز/السقوط:إذا تطلب المنتج النهائي مثل هذا الاختبار، فيجب تقييم الشروط مسبقًا لضمان توافق الشاشة.

8. سيناريوهات التطبيق النموذجية

هذه الشاشة مناسبة للمعدات الإلكترونية العادية التي تحتاج إلى إشارة رقمية واضحة ومنخفضة الطاقة. وهذا يشمل، على سبيل المثال لا الحصر:

• معدات الاختبار والقياس (الملتيميترات، مصادر الطاقة).
• لوحات التحكم الصناعية والموقتات.
• الأجهزة الاستهلاكية (أفران الميكروويف، الأفران، الغسالات).
• نقاط البيع والآلات الحاسبة.
• أجهزة المراقبة الطبية (حيث لا تكون الموثوقية الاستثنائية هي عامل السلامة الأساسي؛ للتطبيقات الحرجة لدعم الحياة، استشارة الشركة المصنعة إلزامية).

9. المقارنة التقنية والتمييز

تتميز شاشة LTC-2623JD-01 عن غيرها بشكل أساسي من خلالتقنية LED AlInGaP باللون الأحمر الفائق. مقارنة بمصابيح LED القديمة من نوع GaAsP أو الأحمر القياسي من نوع GaP، تقدم AlInGaP:

• كفاءة إضاءة أعلى:مخرج ضوئي أكثر (لومن) لكل وحدة من قوة الإدخال الكهربائية (واط)، مما يتيح شاشات ساطعة عند تيارات منخفضة جدًا مثل 1 مللي أمبير.
• نقاء لوني متفوق:الطول الموجي السائد البالغ 636 نانومتر يوفر لونًا أحمر عميقًا ومشبعًا.
• استقرار أفضل لدرجة الحرارة:يظهر عمومًا انخفاضًا أقل في الكفاءة مع زيادة درجة الحرارة مقارنة بالتكنولوجيات القديمة.
• يجعل الجمع بين القدرة على العمل بتيار منخفض، والسطوع العالي، والتصنيف في مجموعات لاتساق الشدة، هذه الشاشة خيارًا قويًا للتصاميم التي تعمل بالبطارية أو التي تراعي الكفاءة وتتطلب شاشة حمراء متعددة الأرقام.

10. الأسئلة الشائعة (FAQ)

10.1 ما هو الحد الأدنى للتيار اللازم لإضاءة شريحة؟

تحدد ورقة البيانات شرط اختبار قدره 1 مللي أمبير لشدة الإضاءة، مما يشير إلى أنها مصممة للعمل بفعالية عند هذا التيار المنخفض جدًا. سيكون الحد الأدنى الفعلي للتيار المرئي أقل، اعتمادًا على الضوء المحيط.

10.2 لماذا يُوصى بالتشغيل بتيار ثابت؟

سطوع LED هو في الأساس دالة للتيار، وليس الجهد. يختلف الجهد الأمامي (VF) مع درجة الحرارة وبين مصابيح LED الفردية. يضمن مصدر التيار الثابت أن يبقى خرج الضوء مستقرًا على الرغم من هذه الاختلافات، مما يوفر سطوعًا موحدًا عبر جميع الشرائح وعبر نطاق درجة حرارة التشغيل.

10.3 هل يمكنني تشغيلها مباشرة من دبوس متحكم دقيق؟

لا، ليس مباشرة لجميع الشرائح في وقت واحد. يمكن لدبوس MCU نموذجي أن يزود أو يستقبل فقط 20-40 مللي أمبير. تتطلب هذه الشاشة ما يصل إلى 25 مللي أمبير لكل شريحة وتستخدم التعددية (مولتيميديا). أنت بحاجة إلى مشغلات خارجية (مثل مصفوفات الترانزستور أو دوائر IC مخصصة لتشغيل LED) للتعامل مع التيار ومنطق التعددية.

10.4 ماذا يعني "مصنف حسب شدة الإضاءة"؟

يعني أن الشاشات يتم اختبارها وتصنيفها في مجموعات سطوع (المجموعات من F إلى K). هذا يسمح للمصممين باختيار شاشات ذات سطوع متشابه للتطبيقات متعددة الوحدات، مما يمنع ظهور بعض الأرقام أكثر سطوعًا أو خفوتًا من غيرها.

11. مثال دراسة حالة للتصميم الداخلي

السيناريو:تصميم مسجل بيانات بيئي محمول يعمل بالبطارية يعرض قراءات درجة الحرارة والرطوبة على شاشة مكونة من 4 أرقام.

خيارات التصميم باستخدام LTC-2623JD-01:

1. كفاءة الطاقة:القدرة على تشغيل الشرائح عند 1-5 مللي أمبير تمدد عمر البطارية بشكل كبير مقارنة بالشاشات التي تتطلب 10-20 مللي أمبير.
2. اختيار المشغل:تم اختيار دائرة متكاملة (IC) مشغلة LED منخفضة الطاقة ومتعددة الإرسال (مولتيميديا) بمخرجات تيار ثابت. تم ضبط تيار المشغل على 3 مللي أمبير لكل شريحة، مما يوفر وضوحًا جيدًا مع البقاء ضمن حد 25 مللي أمبير.
3. التصنيف في مجموعات:لأغراض الإنتاج، يتم تحديد شاشات من المجموعة G (501-800 ميكرو كانديلا @10 مللي أمبير) لضمان أن جميع الوحدات لها سطوع متوسط ومتسق.
4. حماية الدائرة:يتم وضع ثنائيات شوتكي على التوالي مع كل خط أنود مشترك للحماية من الاتصال العكسي العرضي لقطبية البطارية.
5. إدارة الحرارة:يتم وضع الجهاز في غلاف بلاستيكي. أقصى درجة حرارة محيطة متوقعة هي 50°م. باستخدام عامل التخفيض (0.28 مللي أمبير/°م فوق 25°م)، الحد الأقصى الآمن للتيار المستمر لكل شريحة عند 50°م هو: 25 مللي أمبير - [0.28 مللي أمبير/°م * (50°م - 25°م)] = 25 مللي أمبير - 7 مللي أمبير = 18 مللي أمبير. تيار التشغيل المختار البالغ 3 مللي أمبير يوفر هامش أمان كبير.

12. مبدأ التشغيل

يعتمد العرض على مبدأ الإضاءة الكهربائية لمصابيح LED شبه الموصلة. عندما يتم تطبيق جهد انحياز أمامي يتجاوز جهد فجوة النطاق للثنائي عبر تقاطع p-n من نوع AlInGaP، تتحد الإلكترونات والثقوب، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). يحدد التركيب المحدد لأشباه الموصلات AlInGaP الطول الموجي (اللون) للضوء المنبعث، في هذه الحالة، الأحمر الفائق (~636 نانومتر). الشرائح السبعة هي مصابيح LED فردية مرتبة في نمط الرقم ثمانية. من خلال تشغيل مجموعات مختلفة من هذه الشرائح بشكل انتقائي، يمكن تشكيل الأرقام من 0 إلى 9 وبعض الحروف. يقلل هيكل الأنود المشترك المتعدد الإرسال (مولتيميديا) عدد دبابيس الإدخال/الإخراج المطلوبة من (7 شرائح + 1 DP) * 4 أرقام = 32 إلى 4 أنودات مشتركة + 8 كاثودات مشتركة = 12 خط تحكم، بالإضافة إلى الطاقة.

13. اتجاهات التكنولوجيا

بينما تظل شاشات العرض السباعية الشرائح أساسية، فإن تكنولوجيا LED الأساسية تستمر في التطور. تمثل AlInGaP نظامًا متقدمًا للمواد لمصابيح LED الحمراء والعنبرية. تشمل الاتجاهات الحالية المؤثرة على مثل هذه الشاشات ما يلي:

• زيادة الكفاءة:يهدف البحث المستمر إلى تحسين الكفاءة الكمية الداخلية واستخراج الضوء من مصابيح LED من نوع AlInGaP، مما قد يسمح بتيارات تشغيل أقل أو سطوع أعلى.
• التصغير:هناك اتجاه نحو مسافات بكسل أصغر ووحدات متعددة الأرقام بكثافة أعلى، على الرغم من أن حجم 0.28 بوصة يبقى معيارًا للوضوح.
• التكامل:بعض الشاشات الحديثة تدمج دائرة المشغل (IC) مباشرة في العبوة، مما يبسط تصميم الدائرة الخارجية.
• تقنيات بديلة:للاحتياجات الملونة بالكامل أو الرسومية، أصبحت شاشات مصفوفة النقاط من نوع OLED (LED العضوي) أكثر شيوعًا، ولكن للقراءات الرقمية البسيطة عالية السطوع ومنخفضة الطاقة، تحتفظ شاشات العرض السباعية الشرائح من نوع LED مثل LTC-2623JD-01، خاصة مع المواد الفعالة مثل AlInGaP، بمكانة قوية بسبب موثوقيتها وبساطتها وفعاليتها من حيث التكلفة.