ورقة البيانات الفنية لشاشة العرض السباعية ELT-512SYGWA/S530-E2 مقاس 0.56 بوصة - حجم 14.22 مم - جهد أمامي 2.0 فولت - لون أصفر-أخضر لامع - وثيقة فنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

شاشة ELT-512SYGWA/S530-E2 هي شاشة عرض أبجدية رقمية سباعية عالية الموثوقية، مصممة لعرض قراءات رقمية واضحة في مختلف التطبيقات الإلكترونية. تنتمي إلى فئة شاشات العرض ذات التثبيت المار بالفتحات، وتتميز بمواصفات قياسية صناعية لتسهيل دمجها في تصميمات لوحات الدوائر المطبوعة الحالية. تكمن القيمة الأساسية لهذا المكون في الجمع بين وضوح الرؤية الجيد، والتغليف القياسي، والامتثال للوائح البيئية الحديثة.

تم تصنيع الجهاز بسطح رمادي وشرائح بيضاء منتشرة. يعزز هذا التصميم المحدد التباين وسهولة القراءة، خاصة في البيئات ذات الإضاءة المحيطة الساطعة، مما يجعله مناسبًا للتطبيقات التي يكون فيها وضوح العرض أمرًا بالغ الأهمية. اللون المنبعث هو أصفر-أخضر لامع، تم تحقيقه باستخدام مادة أشباه الموصلات AlGaInP (فوسفيد الألومنيوم الغاليوم الإنديوم). يُعرف اختيار هذه المادة بكفاءتها وإخراجها اللوني المحدد في طيف الأصفر-الأخضر.

1.1 المزايا الأساسية والسوق المستهدف

تشمل المزايا الأساسية لوحدة العرض هذهاستهلاك الطاقة المنخفض، وهو أمر بالغ الأهمية للأجهزة التي تعمل بالبطارية أو الموفرة للطاقة. يتم تصنيفها حسب شدة الإضاءة، مما يسمح للمصممين باختيار مكونات ذات مستويات سطوع متسقة لمظهر لوحة موحد. علاوة على ذلك، فإن الجهازخالٍ من الرصاص ومتوافق مع RoHS، مما يلبي المعايير الدولية لتقييد المواد الخطرة، وهو أمر أساسي في تصنيع الإلكترونيات الحديثة.

تستهدف التطبيقات بوضوح واجهات وظيفية وصناعية واستهلاكية. تشمل الأسواق الرئيسية:

• الأجهزة المنزلية:الموقتات، وعروض درجة الحرارة، وقراءات لوحات التحكم في الأفران، وأفران الميكروويف، والغسالات، وما إلى ذلك.
• لوحات الأجهزة:معدات الاختبار والقياس، وأنظمة التحكم الصناعية، وأدوات تشخيص السيارات (الشاشات الثانوية).
• شاشات العرض الرقمية:أي جهاز يتطلب إخراجًا رقميًا أو أبجديًا رقميًا محدودًا، مثل الساعات، والعدادات، والمقاييس، ومسجلات البيانات البسيطة.

2. تحليل متعمق للمعايير الفنية

يقدم هذا القسم تفسيرًا تفصيليًا وموضوعيًا للمعايير الكهربائية والبصرية والحرارية المحددة في ورقة البيانات. يعد فهم هذه الحدود والخصائص أمرًا بالغ الأهمية لتصميم دائرة موثوقة.

2.1 الحدود القصوى المطلقة

تحدد الحدود القصوى المطلقة حدود الإجهاد التي قد يتسبب تجاوزها في حدوث تلف دائم للجهاز. هذه ليست ظروف التشغيل العادية.

• الجهد العكسي (V_R):5 فولت. يمكن أن يتسبب تجاوز هذا الجهد في الانحياز العكسي في انهيار الوصلة.
• التيار الأمامي (I_F):25 مللي أمبير تيار مستمر. هذا هو الحد الأقصى للتيار المستمر المسموح به عبر شريحة واحدة.
• تيار الذروة الأمامي (I_FP):60 مللي أمبير. يُسمح بهذا التيار الأعلى فقط في ظل ظروف النبض (دورة العمل ≤ 10%، التردد ≤ 1 كيلو هرتز)، والتي يمكن استخدامها للتعدد أو تعزيز الشدة لفترة وجيزة.
• تبديد الطاقة (P_d):60 ملي واط. هذه هي أقصى طاقة يمكن تبديدها بأمان كحرارة، وتحسب عادةً كـ V_F* I_F.
• درجة حرارة التشغيل والتخزين:-40°C إلى +85°C (التشغيل)، -40°C إلى +100°C (التخزين). يضمن النطاق الواسع الوظيفة في البيئات القاسية.
• درجة حرارة اللحام:260°C لمدة ≤ 5 ثوانٍ. يوجه هذا عمليات اللحام بالموجات أو اللحام اليدوي.

2.2 الخصائص الكهروضوئية

يتم قياس هذه المعايير في ظل ظروف الاختبار القياسية (Ta=25°C) وتحدد أداء الجهاز.

• شدة الإضاءة (I_v):2.8 مللي كانديلا (الحد الأدنى)، 4.5 مللي كانديلا (النموذجي) عند I_F=10 مللي أمبير. هذا هو متوسط إخراج الضوء لكل شريحة. تشير ورقة البيانات إلى تسامح ±10% في هذه القيمة. يشير التصنيف المذكور في الميزات إلى فرز الأجهزة بناءً على I_vالمقاسة إلى فئات متسقة.
• الطول الموجي للذروة (λ_p):575 نانومتر (النموذجي). هذا هو الطول الموجي الذي يكون فيه الانبعاث الطيفي أقوى.
• الطول الموجي السائد (λ_d):573 نانومتر (النموذجي). هذا هو الطول الموجي الذي تدركه العين البشرية، والذي يحدد اللون (الأصفر-الأخضر).
• عرض النطاق الطيفي (Δλ):20 نانومتر (النموذجي). يشير هذا إلى نطاق الأطوال الموجية المنبعثة، ومركزها حول الذروة.
• الجهد الأمامي (V_F):2.0 فولت (النموذجي)، 2.4 فولت (الحد الأقصى) عند I_F=20 مللي أمبير. يجب على المصممين التأكد من أن دائرة القيادة يمكنها توفير هذا الجهد على الأقل. تم تحديد تسامح ±0.1 فولت.
• التيار العكسي (I_R):100 ميكرو أمبير (الحد الأقصى) عند V_R=5 فولت. هذا هو تيار التسرب الصغير عندما يكون الجهاز في حالة انحياز عكسي.

3. تحليل منحنيات الأداء

توفر ورقة البيانات منحنيات الخصائص النموذجية التي تعد ضرورية لفهم السلوك في ظل ظروف غير قياسية.

3.1 توزيع الطيف

سيظهر منحنى الطيف (شدة الإضاءة النسبية مقابل الطول الموجي) توزيعًا على شكل جرس يتركز حول 575 نانومتر بعرض نموذجي (FWHM) يبلغ 20 نانومتر. يؤكد هذا نقطة اللون الأصفر-الأخضر ويسمح بالتحليل في التطبيقات الحساسة لأطوال موجية محددة.

3.2 التيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي (منحنى I-V)

هذا المنحنى غير خطي. بالنسبة لصمام ثنائي باعث للضوء AlGaInP نموذجي، يظل الجهد منخفضًا نسبيًا حتى عتبة التشغيل (حوالي 1.8-2.0 فولت لهذا اللون)، وبعد ذلك يزداد بشكل أكثر حدة مع التيار. القيمة المحددة لـ V_Fالبالغة 2.0 فولت عند 20 مللي أمبير هي نقطة على هذا المنحنى. يستخدم المصممون هذا لحساب قيم المقاومة التسلسلية: R = (V_المصدر- V_F) / I_F.

3.3 منحنى تخفيض التيار الأمامي

يُظهر هذا الرسم البياني الحرج أقصى تيار أمامي مستمر مسموح به كدالة لدرجة الحرارة المحيطة. مع زيادة درجة الحرارة، ينخفض الحد الأقصى للتيار الآمن خطيًا من 25 مللي أمبير عند 25°C إلى 0 مللي أمبير عند درجة حرارة الوصلة القصوى (المستنتجة من نقطة نهاية المنحنى، على الأرجح حوالي 100-110°C). هذا بسبب انخفاض قدرة تبديد الحرارة في درجات الحرارة المحيطة الأعلى. للتشغيل الموثوق فوق 25°C، يجب تقليل تيار القيادة وفقًا لذلك.

4. معلومات الميكانيكا والتغليف

4.1 أبعاد العبوة

يبلغ ارتفاع الرقم في الشاشة 14.22 مم (0.56 بوصة). يُظهر رسم الأبعاد التفصيلي مواصفات قياسية ثنائية الخط (DIP). تشمل الملاحظات الميكانيكية الرئيسية تسامحًا قياسيًا يبلغ ±0.25 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك. تم تصميم تباعد المسامير والأبعاد الكلية لتكون متوافقة مع تخطيطات لوحات الدوائر المطبوعة القياسية والمقابس.

4.2 مخطط الدائرة الداخلية وقطبية التوصيل

يكشف مخطط الدائرة الداخلية عن تكوين كاثود مشترك. جميع الكاثودات (الأطراف السالبة) للشرائح السبعة (وعادة النقطة العشرية، إذا كانت موجودة) متصلة داخليًا بدبوس مشترك واحد أو اثنين. يتم توصيل الأنود (الطرف الموجب) لكل شريحة بدبوس منفصل. هذا التكوين شائع للقيادة المتعددة، حيث يتم تحويل الكاثود المشترك إلى الأرض بينما يتم تشغيل أنودات الشرائح المطلوبة.

5. إرشادات اللحام والتركيب

على الرغم من عدم تقديم ملفات إعادة التدفق المحددة لهذا المكون ذي التثبيت المار بالفتحات، فإن ورقة البيانات تعطي حدودًا واضحة لللحام اليدوي أو بالموجات.

• اللحام:أقصى درجة حرارة للحام هي 260°C، ويجب ألا تتجاوز مدة التعرض عند هذه الدرجة 5 ثوانٍ. هذا يمنع التلف الحراري للعبوة البلاستيكية والروابط السلكية الداخلية.
• الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي (ESD):الجهاز حساس للتفريغ الكهروستاتيكي. توصي ورقة البيانات بشدة بتدابير التحكم القياسية في التفريغ الكهروستاتيكي أثناء التعامل والتركيب: استخدام أسوار معصم مؤرضة، ومحطات عمل آمنة من التفريغ الكهروستاتيكي، وسجاد أرضي موصل، وتأريض مناسب لجميع المعدات. إذا كانت هناك مواد عازلة، فيجب استخدام مؤينات أو طرق أخرى لتحييد الشحنة.
• ظروف التخزين:يجب تخزين الأجهزة ضمن نطاق درجة الحرارة المحدد من -40°C إلى +100°C في بيئة جافة وآمنة من التفريغ الكهروستاتيكي.

6. معلومات التغليف والطلب

6.1 مواصفات التعبئة

يتم تعبئة المكونات في أنابيب للإدخال الآلي أو التعامل اليدوي. تدفق التعبئة القياسي هو:13 قطعة لكل أنبوب → 63 أنبوبًا لكل صندوق → 4 صناديق لكل كرتونة. هذا يصل إجماليًا إلى 3,276 قطعة لكل كرتونة (13 * 63 * 4).

6.2 شرح الملصق

يحتوي ملصق التغليف على عدة رموز:

• CPN:رقم منتج العميل (لرجوع العميل).
• P/N:رقم منتج الشركة المصنعة (ELT-512SYGWA/S530-E2).
• QTY:كمية التعبئة.
• CAT:رتبة شدة الإضاءة (فئة التصنيف).
• LOT No:رقم الدفعة القابل للتتبع لمراقبة الجودة.

7. اعتبارات تصميم التطبيق

7.1 تصميم دائرة القيادة

لقيادة شريحة واحدة عند تيار أمامي نموذجي قدره 20 مللي أمبير مع مصدر طاقة 5 فولت، يلزم وجود مقاومة تسلسلية للحد من التيار. باستخدام V_Fالنموذجي البالغ 2.0 فولت: R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 Ω. ستؤدي المقاومة القياسية 150Ω إلى I_F≈ 20 مللي أمبير. الطاقة المبددة في المقاومة هي (3V * 0.02A) = 60 ملي واط، لذا فإن مقاومة 1/8W (125 ملي واط) أو 1/4W مناسبة. للتعدد بين أرقام متعددة، يمكن أن يكون تيار الذروة لكل شريحة أعلى (حتى I_FP=60 مللي أمبير) ولكن يجب أن يظل متوسط التيار ضمن حد I_Fالمستمر، ويتم حسابه بواسطة دورة العمل.

7.2 التصميم من أجل الموثوقية

إدارة الحرارة:راقب منحنى تخفيض التيار. في بيئة عالية الحرارة (مثل داخل جهاز)، قلل تيار القيادة لمنع ارتفاع درجة الحرارة والشيخوخة المبكرة.الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي:قم بتضمين ثنائيات الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي على خطوط لوحة الدوائر المطبوعة المتصلة بدبابيس العرض، خاصة إذا كانت الواجهة معرضة لملامسة المستخدم.زاوية المشاهدة:توفر الشرائح البيضاء المنتشرة زاوية مشاهدة واسعة، ولكن توزيع الشدة الزاوية الدقيق غير محدد. للتطبيقات الحرجة للمشاهدة، يوصى بالنماذج الأولية.

8. المقارنة الفنية والتمييز

مقارنة بالتكنولوجيات الأقدم أو شاشات العرض الأصغر، تقدم ELT-512SYGWA/S530-E2 مزايا محددة:

• مقارنة بشاشات العرض المتوهجة أو VFD:استهلاك طاقة أقل بكثير، وعمر أطول، وعدم وجود فتيلة تحترق. ومع ذلك، فهي تتطلب تنظيم التيار، وليس الجهد فقط.
• مقارنة بشاشات LED الأصغر (مثل 0.3 بوصة):يقدم حجم الرقم الأكبر (0.56 بوصة) وضوح رؤية أفضل من مسافة، على حساب مساحة أكبر على لوحة الدوائر المطبوعة.
• مقارنة بشاشات LCD:شاشات LED باعثة للضوء وبالتالي يسهل قراءتها في ظروف الإضاءة المنخفضة بدون إضاءة خلفية، ولكنها تستهلك طاقة أكثر من شاشات LCD العاكسة في الضوء الساطع.
• المميز الرئيسي:يجعل الجمع بين اللون الأصفر-الأخضر المحدد (AlGaInP)، والحجم القياسي الصناعي 0.56 بوصة، وتكوين الكاثود المشترك، والامتثال لـ RoHS هذا المنتج حلاً محددًا جيدًا لمجموعة محددة من التطبيقات.

9. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعايير الفنية)

س1: هل يمكنني قيادة هذه الشاشة مباشرة من دبوس متحكم دقيق؟ج: لا. يمكن لدبوس متحكم دقيق نموذجي توفير/استيعاب 20-25 مللي أمبير فقط، وهذا هو الحد لشريحة واحدة. سيؤدي قيادة شرائح متعددة أو الكاثود المشترك (الذي يحمل مجموع تيارات الشرائح المضاءة) إلى تجاوز قدرة المتحكم الدقيق. استخدم مقويات الترانزستور أو دوائر متكاملة مخصصة لقيادة LED.

س2: لماذا شاشتي أقل سطوعًا مما هو متوقع؟ج: أولاً، تحقق من التيار الأمامي. ستقلل المقاومة التسلسلية الأعلى من المحسوبة التيار والسطوع. ثانيًا، تحقق من فئة شدة الإضاءة (رمز CAT)؛ قد يكون لديك وحدة من الطرف الأدنى من النطاق (أقرب إلى 2.8 مللي كانديلا). ثالثًا، تأكد من أن الجهد الأمامي لوحدتك المحددة ليس في الطرف العلوي من التسامح، مما سيقلل أيضًا من التيار لقيمة مقاومة ثابتة.

س3: هل يلزم وجود مشتت حراري؟ج: للتشغيل المستمر عند أقصى I_Fالبالغة 25 مللي أمبير بالقرب من درجة حرارة الغرفة، لا يلزم عادةً وجود مشتت حراري إضافي لرقم واحد. ومع ذلك، إذا تم تجميع أرقام متعددة بكثافة أو تشغيلها في درجة حرارة محيطة عالية، يجب أن يسمح تخطيط لوحة الدوائر المطبوعة ببعض تبديد الحرارة من خلال المسارات النحاسية المتصلة بالدبابيس.

10. دراسة حالة تصميمية عملية

السيناريو:تصميم موقت بسيط مكون من 4 أرقام لجهاز منزلي يعمل في درجة حرارة محيطة تصل إلى 50°C.

خطوات التصميم:

1. اختيار التيار:استشر منحنى تخفيض التيار. عند 50°C، يتم تخفيض الحد الأقصى للتيار المستمر. بافتراض تخفيض خطي من 25 مللي أمبير عند 25°C إلى 0 مللي أمبير عند ~100°C، فإن التيار المسموح به عند 50°C هو حوالي 18-20 مللي أمبير. نختار 15 مللي أمبير لكل شريحة هامش أمان وطول العمر.
2. حساب المقاومة:باستخدام V_المصدر= 5 فولت، V_F(الحد الأقصى) = 2.4 فولت، I_F= 15 مللي أمبير. R = (5 - 2.4) / 0.015 = 173 Ω. استخدم القيمة القياسية التالية، 180 Ω. أعد حساب التيار الفعلي باستخدام V_Fالنموذجي: I = (5 - 2.0) / 180 = 16.7 مللي أمبير (مقبول).
3. دائرة القيادة:استخدم متحكمًا دقيقًا مع دائرة متكاملة لفك التشفير/القيادة من 4 إلى 16 (مثل سجل إزاحة 74HC595 مع مقاومات للحد من التيار) أو مشغل LED مخصص للتعدد. سيتم تحويل الكاثود المشترك لكل رقم بواسطة ترانزستور PNP أو ترانزستور تأثير المجال من النوع N قادر على استيعاب إجمالي تيار يصل إلى 8 شرائح مضاءة (8 * 16.7 مللي أمبير ≈ 134 مللي أمبير).
4. تخطيط لوحة الدوائر المطبوعة:ضع مقاومات الحد من التيار بالقرب من الدائرة المتكاملة للمشغل، وليس الشاشة. تأكد من أن المسارات المؤدية إلى دبابيس الكاثود المشترك عريضة بما يكفي لتحمل تيار الكاثود الذروي.

11. مبدأ التشغيل

شاشة العرض السباعية هي تجميع لمصابيح ثنائية باعثة للضوء (LED) مرتبة في نمط رقم ثمانية. كل شريحة (مسماة a, b, c, d, e, f, g، وأحيانًا dp للنقطة العشرية) هي صمام ثنائي باعث للضوء فردي. من خلال تطبيق جهد أمامي (يتجاوز جهد تشغيل الصمام الثنائي، ~2.0 فولت هنا) والحد من التيار بمقاومة تسلسلية، تتحد الإلكترونات والثقوب في المنطقة النشطة لأشباه الموصلات AlGaInP، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات. يحدد التركيب المحدد لسبيكة AlGaInP الطول الموجي (اللون) للضوء المنبعث، في هذه الحالة، الأصفر-الأخضر (573-575 نانومتر). تقوم الراتنج الأبيض المنتشر فوق شريحة LED بتشتيت الضوء، مما يخلق مظهر شريحة مضاءة بشكل موحد.

12. اتجاهات التكنولوجيا

في حين أن شاشات العرض السباعية التقليدية ذات التثبيت المار بالفتحات مثل هذه تظل حيوية للموثوقية وسهولة الصيانة في التطبيقات الصناعية والأجهزة، فإن الاتجاه العام في تكنولوجيا العرض يتحرك نحو عبوات الأجهزة ذات التثبيت السطحي (SMD) لكثافة أعلى وتجميع آلي. علاوة على ذلك، لمعلومات أكثر تعقيدًا، أصبحت شاشات OLED أو TFT LCD ذات المصفوفة النقطية أكثر شيوعًا. ومع ذلك، للقراءات الرقمية البسيطة، الساطعة، منخفضة التكلفة، وعالية الموثوقية، تستمر شاشات العرض السباعية LED في الحفاظ على مكانة قوية. قد تشمل التطورات المستقبلية مواد ذات كفاءة أعلى، ودوائر قيادة متكاملة داخل العبوة، ومجموعة أوسع من الألوان والأحجام في صيغ SMD، ولكن من المتوقع أن يستمر المبدأ الأساسي وتطبيق شاشات العرض المنفصلة في قطاعات سوقية محددة.