ورقة بيانات شاشة سباعية الأجزاء ELD-426UYOWB/S530-A3 - ارتفاع الرقم 10.16 مم - برتقالي 605 نانومتر - جهد أقصى 2.4 فولت - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

شاشة ELD-426UYOWB/S530-A3 هي شاشة أبجدية رقمية سباعية الأجزاء مُصممة للتركيب عبر الثقب، لتوفير عرض رقمي واضح. تتميز بحجم صناعي قياسي بارتفاع رقم يبلغ 10.16 مم (0.4 بوصة)، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات التي تحتاج إلى عرض معلومات رقمية متوسطة الحجم أو أبجدية رقمية محدودة. تم بناء الجهاز بأجزاء مضيئة باللون الأبيض على خلفية سوداء، مما يوفر تباينًا عاليًا وقراءة ممتازة حتى في ظروف الإضاءة المحيطة الساطعة. يقلل هذا التصميم من الوهج ويعزز قدرة المستخدم على تمييز الأحرف المضيئة.

تستخدم التقنية الأساسية مادة أشباه الموصلات من فوسفيد الألومنيوم جاليوم إنديوم (AlGaInP) لرقائق الإضاءة. هذه المادة فعالة في إنتاج الضوء في الطيف البرتقالي المحمر. يقدم الضوء البرتقالي المنبعث، بطول موجي سائد يبلغ 605 نانومتر، وضوحًا جيدًا وغالبًا ما يُختار لوحات المؤشرات وأجهزة القياس. الراتنج المستخدم للتغليف هو من النوع الأبيض المشتت، مما يساعد على تشتيت الضوء من أجزاء LED الفردية بشكل متساوٍ، مما يخلق مظهرًا موحدًا ومتناسقًا عبر جميع أجزاء الحرف.

1.1 الميزات والمزايا الرئيسية

تقدم الشاشة عدة مزايا رئيسية للمصممين والمصنعين. ميزتها الأساسية هي استهلاك الطاقة المنخفض، وهو أمر بالغ الأهمية للأجهزة التي تعمل بالبطارية أو الأنظمة التي تكون كفاءة الطاقة فيها أولوية. يتم تصنيف المكونات (تقسيمها إلى فئات) وفقًا للشدة الضوئية. هذا يعني أن الشاشات يتم فرزها ووضع علامات عليها وفقًا لإخراج الضوء المقاس، مما يسمح بالاتساق في السطوع عبر وحدات متعددة في منتج واحد، وهو أمر أساسي للشاشات متعددة الأرقام أو اللوحات التي تستخدم عدة مكونات من هذا القبيل.

يتوافق الجهاز مع توجيهات الخلو من الرصاص وتوجيهات تقييد المواد الخطرة (RoHS)، مما يجعله مناسبًا للاستخدام في المنتجات المباعة في الأسواق ذات اللوائح البيئية الصارمة. يوفر تصميمه عبر الثقب اتصالات ميكانيكية قوية، مما يجعله موثوقًا به للتطبيقات المعرضة للاهتزاز أو الإجهاد المادي. يضمن البصمة القياسية الصناعية توافقها مع تخطيطات لوحات الدوائر المطبوعة الشائعة ومعدات الإدخال الآلي.

1.2 التطبيقات المستهدفة والسوق

تستهدف شاشة العرض السباعية الأجزاء هذه مجموعة واسعة من التطبيقات الإلكترونية التي تتطلب واجهة رقمية موثوقة وواضحة. تشمل مجالات تطبيقها الرئيسية الأجهزة المنزلية، مثل الأفران وأفران الميكروويف والغسالات ومكيفات الهواء، حيث يمكنها عرض الإعدادات أو المؤقتات أو رموز الحالة. وهي مناسبة بنفس القدر للوحات العدادات في المعدات الصناعية، ولوحات عدادات السيارات (للشاشات الثانوية)، وأجهزة الاختبار والقياس.

تطبيق مهم آخر هو في شاشات العرض الرقمية للمقاييس والعدادات والمؤقتات ولوحات التحكم البسيطة. غالبًا ما يُفضل اللون البرتقالي في البيئات التي تحتاج فيها الشاشة إلى أن تكون سهلة التمييز أو حيث تعمل كتحذير أو مؤشر حالة. تجعل المتانة والحجم القياسي منها خيارًا متعدد الاستخدامات لكل من المنتجات الإلكترونية الاستهلاكية والصناعية.

2. المعلمات والمواصفات التقنية

إن الفهم التفصيلي لحدود الجهاز وخصائص التشغيل أمر بالغ الأهمية لتصميم دائرة موثوقة وأداء طويل الأمد.

2.1 التقييمات القصوى المطلقة

تحدد التقييمات القصوى المطلقة حدود الإجهاد التي بعدها قد يحدث تلف دائم للجهاز. لا يجوز تجاوز هذه التقييمات أبدًا، حتى بشكل لحظي، أثناء التشغيل أو التعامل. بالنسبة لـ ELD-426UYOWB/S530-A3، فإن أقصى جهد عكسي (V_R) هو 5 فولت. تطبيق جهد عكسي أعلى يمكن أن يؤدي إلى انهيار وصلة LED. أقصى تيار أمامي مستمر (I_F) هو 25 مللي أمبير. تجاوز هذا التيار سيولد حرارة زائدة، مما يؤدي إلى تدهور البنية الداخلية لـ LED ويقصر من عمره الافتراضي.

للتشغيل النبضي، يُسمح بتيار أمامي ذروة أعلى (I_FP) بقيمة 60 مللي أمبير، ولكن فقط تحت ظروف محددة: دورة عمل 1/10 (10%) وتردد 1 كيلو هرتز. هذا يسمح بفترات قصيرة من السطوع الأعلى. أقصى تبديد للطاقة (P_d) هو 60 ملي واط، محسوبًا كحاصل ضرب الجهد الأمامي والتيار. تم تصنيف الجهاز للتشغيل (T_opr) بين -40 درجة مئوية و +85 درجة مئوية، مما يجعله مناسبًا للبيئات القاسية. يمكن أن تتراوح درجة حرارة التخزين (T_stg) من -40 درجة مئوية إلى +100 درجة مئوية. يجب ألا تتجاوز درجة حرارة اللحام (T_sol) 260 درجة مئوية، ويجب أن يكون وقت ملامسة مكواة اللحام 5 ثوانٍ أو أقل لمنع التلف الحراري للغلاف البلاستيكي والروابط الداخلية.

2.2 الخصائص الكهروضوئية

يتم قياس هذه الخصائص تحت ظروف الاختبار القياسية (Ta=25°C) وتمثل الأداء النموذجي للجهاز. الشدة الضوئية (I_v) لها قيمة نموذجية تبلغ 12.5 مللي كانديلا عند تشغيلها بتيار أمامي (I_F) بقيمة 10 مللي أمبير، مع قيمة دنيا محددة تبلغ 5.6 مللي كانديلا. من المهم ملاحظة أن ورقة البيانات تحدد أن هذه قيمة متوسطة تم قياسها على جزء واحد من الأجزاء السبعة. التسامح للشدة الضوئية هو ±10%.

تحدد الخصائص الطيفية لون الضوء المنبعث. الطول الموجي الذروة (λ_p) هو نموذجيًا 611 نانومتر، بينما الطول الموجي السائد (λ_d)، الذي يرتبط ارتباطًا وثيقًا باللون المُدرك، هو نموذجيًا 605 نانومتر (برتقالي). عرض نطاق الإشعاع الطيفي (Δλ) هو نموذجيًا 17 نانومتر، مما يشير إلى انتشار الأطوال الموجية المنبعثة. الجهد الأمامي (V_F) هو نموذجيًا 2.0 فولت بحد أقصى 2.4 فولت عند I_F=20mA، مع تسامح ±0.1V. التيار العكسي (I_R) منخفض جدًا، بحد أقصى 100 ميكرو أمبير عند V_R=5V.

3. تحليل منحنيات الأداء

توفر البيانات الرسومية نظرة أعمق على سلوك الجهاز تحت ظروف متغيرة.

3.1 توزيع الطيف

سيظهر منحنى توزيع الطيف (الشدة الضوئية النسبية مقابل الطول الموجي) ذروة واحدة تتمحور حول 611 نانومتر (نموذجي) بعرض يبلغ حوالي 17 نانومتر عند نصف أقصى شدة (FWHM). وهذا يؤكد الإخراج البرتقالي أحادي اللون لمادة AlGaInP. لا ينبغي أن تكون هناك قمم ثانوية كبيرة، مما يشير إلى انبعاث لون نقي. شكل هذا المنحنى مهم للتطبيقات التي تتضمن اتساق اللون أو ترشيح طول موجي محدد.

3.2 التيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي

يوضح منحنى I-V الخصائص الثنائية لأجزاء LED. إنه غير خطي. عند التيارات المنخفضة جدًا، يكون الجهد ضئيلاً. مع زيادة التيار، يرتفع الجهد الأمامي بشكل حاد ثم يزداد تدريجيًا أكثر في نطاق التشغيل النموذجي (حوالي 2.0 فولت عند 20 مللي أمبير). هذا المنحنى ضروري لتصميم دائرة تحديد التيار. يمكن أن يؤدي تغيير صغير في جهد التشغيل إلى تغيير كبير في التيار، ولهذا السبب يتم تشغيل مصابيح LED عادةً بمصادر تيار ثابتة أو دوائر ذات مقاومات متسلسلة مناسبة.

3.3 منحنى تخفيض التيار الأمامي

هذا أحد أهم المنحنيات للموثوقية. يظهر أقصى تيار أمامي مستمر مسموح به كدالة لدرجة الحرارة المحيطة. عند 25 درجة مئوية، يُسمح بالكامل بـ 25 مللي أمبير. مع زيادة درجة الحرارة المحيطة، يجب تقليل الحد الأقصى للتيار المسموح به خطيًا. هذا لأن درجة حرارة الوصلة الداخلية لـ LED ترتفع مع كل من الحرارة المحيطة والتسخين الذاتي من التيار. يتجاوز درجة حرارة الوصلة الآمنة يقلل بشكل كبير من إخراج الضوء وعمر التشغيل. يُظهر المنحنى عادةً انخفاض التيار إلى الصفر عند أقصى درجة حرارة وصلة، والتي ترتبط بأقصى درجة حرارة محيطة للتشغيل وهي 85 درجة مئوية. يجب على المصممين التأكد من أن نقطة التشغيل (درجة الحرارة المحيطة + تيار التشغيل) تقع ضمن المنطقة الآمنة المحددة بواسطة هذا المنحنى.

4. المعلومات الميكانيكية والمتعلقة بالغلاف

4.1 أبعاد الغلاف

يوفر الرسم الميكانيكي الأبعاد الفعلية الدقيقة للشاشة. تشمل القياسات الرئيسية الارتفاع الإجمالي والعرض والعمق للغلاف، والمسافة بين الأطراف، وقطر وموضع الأطراف، وحجم وموقع نافذة الرقم. يحدد الرسم أن التسامحات هي ±0.25 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك. جميع الأبعاد بالمليمترات (مم). هذه المعلومات حيوية لتخطيط لوحة الدوائر المطبوعة (تصميم البصمة)، وضمان الملاءمة المناسبة داخل غلاف المنتج، ولعمليات التجميع الآلي.

4.2 مخطط الأطراف ومخطط الدائرة الداخلية

يظهر مخطط الدائرة الداخلية الاتصال الكهربائي لأجزاء LED الفردية (a, b, c, d, e, f, g، وغالبًا النقطة العشرية DP) بالأطراف الخارجية. بالنسبة لتكوين الكاثود المشترك أو الأنود المشترك، فإنه يشير إلى أي طرف هو الاتصال المشترك. هذا المخطط ضروري لتوصيل الشاشة بشكل صحيح بدائرة التشغيل (مثل متحكم دقيق أو شريحة فك تشفير). سيؤدي توصيل الطرف المشترك بشكل غير صحيح إلى منع إضاءة الشاشة.

5. إرشادات التجميع والتعامل

5.1 توصيات اللحام

تحدد ورقة البيانات درجة حرارة لحام قصوى تبلغ 260 درجة مئوية مع وقت ملامسة 5 ثوانٍ أو أقل. ينطبق هذا على كل من عمليات اللحام اليدوي واللحام الموجي. يمكن أن يؤدي التعرض المطول لدرجة حرارة عالية إلى إذابة الغلاف البلاستيكي، أو إتلاف الروابط السلكية الداخلية، أو تدهور رقاقة LED. يُوصى باستخدام مكواة لحام ذات تحكم في درجة الحرارة والسماح بوقت تبريد كافٍ بين لحام عدة أطراف. بالنسبة للحام الموجي، يجب التحكم في الملف الشخصي (التسخين المسبق، النقع، درجة الحرارة القصوى، التبريد) للبقاء ضمن هذه الحدود.

5.2 الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي (ESD)

مصابيح LED هي أجهزة أشباه موصلات وحساسة للتفريغ الكهروستاتيكي. يمكن أن يتسبب ESD في فشل فوري أو تلف كامن يقلل من الموثوقية طويلة الأمد. توصي ورقة البيانات بشدة بعدة إجراءات مضادة لـ ESD أثناء التعامل والتجميع: يجب على المشغلين ارتداء أساور معصم مؤرضة والعمل على حصائر آمنة من ESD. يجب تأريض محطات العمل والأدوات والمعدات بشكل صحيح. يُوصى باستخدام مؤينات لتحييد الشحنات الساكنة على المواد غير الموصلة. يجب أن تتضمن دائرة التشغيل أيضًا حماية ضد الارتفاعات المفاجئة في الجهد التي قد تحدث أثناء التشغيل.

5.3 احتياطات التشغيل الكهربائي

يجب تشغيل مصابيح LED في انحياز أمامي. يجب تصميم دائرة التشغيل لضمان عدم تطبيق جهد عكسي كبير عبر أجزاء LED، حتى عندما يُفترض أن تكون مطفأة. التطبيق المستمر للجهد العكسي، حتى أقل من الحد الأقصى المطلق البالغ 5 فولت، يمكن أن يسبب هجرة كهربائية داخل مادة أشباه الموصلات، مما يؤدي إلى زيادة تيار التسرب والفشل النهائي. غالبًا ما يتم معالجة ذلك في تصميم الدائرة من خلال التأكد من أن شريحة التشغيل أو الترانزستور يمكنهما تطبيق جهد أمامي فقط أو جهد عكسي صغير جدًا عند الإطفاء.

6. معلومات التعبئة والطلب

6.1 مواصفات التعبئة

يتم تعبئة الجهاز في أنابيب للتعامل الآلي. عملية التعبئة القياسية هي: 25 قطعة لكل أنبوب، 64 أنبوبًا لكل صندوق، و 4 صناديق لكل كرتونة رئيسية. هذا يصل إجماليًا إلى 6,400 قطعة لكل كرتونة. تحمي التعبئة الأنبوبية الأطراف من الانحناء ووجه الشاشة من الخدوش أثناء النقل والتخزين.

6.2 شرح الملصق

تحتوي ملصقات التعبئة على عدة رموز للتحديد والتتبع. تشمل الحقول الرئيسية: CPN (رقم جزء العميل)، P/N (رقم جزء الشركة المصنعة: ELD-426UYOWB/S530-A3)، QTY (كمية التعبئة)، CAT (رتبة/فئة الشدة الضوئية)، و LOT No (رقم الدفعة للتتبع). فهم هذه الملصقات مهم لإدارة المخزون ومراقبة الجودة وضمان استخدام المكون الصحيح في الإنتاج.

7. اعتبارات تصميم التطبيق

7.1 تحديد التيار والتشغيل

الطريقة الأكثر شيوعًا لتشغيل شاشة عرض رقمية سباعية الأجزاء أحادية الرقم مثل هذه هي استخدام مقاوم متسلسل لكل جزء (أو مقاوم واحد على الطرف المشترك للتصاميم المتعددة). يتم حساب قيمة المقاوم باستخدام قانون أوم: R = (V_supply- V_F) / I_F. على سبيل المثال، مع مصدر طاقة 5 فولت، وجهد أمامي نموذجي V_Fبقيمة 2.0 فولت، وتيار مرغوب I_Fبقيمة 10 مللي أمبير، سيكون المقاوم (5 - 2.0) / 0.01 = 300 أوم. سيكون المقاوم 330 أوم خيارًا قياسيًا. للتعددية متعددة الأرقام، يتم استخدام شريحة تشغيل (مثل سجل إزاحة 74HC595 أو مشغل LED مخصص) للتحكم في الأجزاء واختيار الرقم بسرعة، مما يقلل من عدد أطراف المتحكم الدقيقة المطلوبة.

7.2 إدارة الحرارة

على الرغم من أن هذا جهاز منخفض الطاقة، إلا أن الاعتبارات الحرارية لا تزال مهمة لطول العمر، خاصة في تطبيقات درجة الحرارة المحيطة العالية أو عند التشغيل بالقرب من أقصى تيار. يمكن أن يساعد ضمان تدفق هواء كافٍ حول الشاشة على لوحة الدوائر المطبوعة. يمكن أن تعمل لوحة الدوائر المطبوعة نفسها كمشتت حراري للأطراف. للتطبيقات الحرجة، راجع منحنى تخفيض التيار الأمامي وقم بتشغيل LED بتيار أقل إذا كانت درجة الحرارة المحيطة مرتفعة.

7.3 الاعتبارات البصرية

توفر الخلفية السوداء تباينًا عاليًا. عند تصميم اللوحة الأمامية أو العدسة التي تغطي الشاشة، ضع في اعتبارك المواد والطلاءات التي تقلل من الانعكاس والوهج للحفاظ على إمكانية القراءة. زاوية الرؤية للشاشة (المستنتجة من الراتنج المشتت) عادة ما تكون واسعة، ولكن يجب التحقق من ذلك إذا كانت الرؤية خارج المحور حرجة. قد يتم ترشيح اللون البرتقالي أو يظهر بشكل مختلف خلف المرشحات الملونة أو الزجاج الملون، لذلك يُوصى بالاختبار في التجميع النهائي.

8. المقارنة التقنية والاختيار

عند اختيار شاشة عرض سباعية الأجزاء، تشمل المميزات الرئيسية ارتفاع الرقم، واللون، والسطوع (الشدة الضوئية)، والجهد الأمامي، واستهلاك الطاقة، ونوع الغلاف (عبر الثقب مقابل SMD). المزايا الأساسية لـ ELD-426UYOWB/S530-A3 هي حجمها القياسي 0.4 بوصة، ولونها البرتقالي للرؤية العالية، والشدة الضوئية المصنفة للاتساق، والبناء القوي عبر الثقب. مقارنة بشاشات SMD الأصغر، يسهل عمل نموذج أولي بها وقد تكون أكثر ملاءمة للتطبيقات التي تتطلب متانة أعلى. مقارنة بالألوان الأخرى، غالبًا ما يكون للون البرتقالي سطوع مُدرك أعلى عند مستويات تيار أقل من الأحمر أو الأخضر في بعض مواد أشباه الموصلات، ويمكن أن يكون أكثر وضوحًا في ظروف إضاءة معينة.

9. الأسئلة الشائعة (FAQ)

9.1 ما هو الغرض من تصنيف الشدة الضوئية (CAT)؟

يضمن التصنيف تجانس السطوع. سيكون للشاشات من نفس رمز CAT إخراج ضوء متشابه. هذا أمر بالغ الأهمية عند استخدام عدة شاشات جنبًا إلى جنب (على سبيل المثال، ساعة مكونة من 4 أرقام) لتجنب اختلافات السطوع الملحوظة بين الأرقام، والتي ستبدو غير احترافية.

9.2 هل يمكنني تشغيل هذه الشاشة مباشرة من طرف متحكم دقيق؟

لا يُنصح بتشغيل جزء LED مباشرة من طرف GPIO قياسي للمتحكم الدقيق. يمكن لطرف GPIO النموذجي أن يزود أو يستقبل فقط 20-25 مللي أمبير، وهو الحد الأقصى المطلق لجزء واحد. تشغيل جزء واحد بأقصى تيار لا يترك هامشًا ويخاطر بتلف المتحكم الدقيق إذا تم تشغيل عدة أجزاء عن طريق الخطأ. علاوة على ذلك، سيتجاوز إجمالي التيار لرقم مضاء بالكامل (جميع الأجزاء السبعة) بكثير قدرات المتحكم الدقيق. استخدم دائمًا مقاومًا متسلسلًا و/أو شريحة تشغيل (ترانزستور، عازل، مشغل LED مخصص).

9.3 ماذا يعني "خالٍ من الرصاص ومتوافق مع RoHS"؟

هذا يعني أنه يتم تصنيع الجهاز دون استخدام الرصاص (Pb) في طلاء اللحام أو المواد الأخرى، وأنه يتوافق مع توجيه الاتحاد الأوروبي لتقييد المواد الخطرة. هذا يجعل المكون مناسبًا للاستخدام في المنتجات المباعة في معظم الأسواق العالمية، التي اعتمدت لوائح بيئية مماثلة.

9.4 كيف أحدد الطرف المشترك (أنود أو كاثود)؟

سيظهر مخطط الدائرة الداخلية في قسم أبعاد الغلاف في ورقة البيانات مخطط الأطراف بوضوح. سيُشير إلى أي طرف متصل بجميع الأنودات (أنود مشترك) أو جميع الكاثودات (كاثود مشترك) لمصابيح LED الأجزاء. يجب أن تعرف هذا لتصميم دائرة التشغيل الخاصة بك بشكل صحيح. إذا لم يكن المخطط متاحًا، يمكن استخدام اختبار بسيط بمصدر طاقة محدود التيار (على سبيل المثال، 3 فولت مع مقاوم 1 كيلو أوم على التوالي) لفحص أزواج الأطراف.