ورقة بيانات شاشة عرض سباعية الأجزاء بيضاء 7.62 مم - ارتفاع الرقم 0.3 بوصة - جهد أمامي 2.4 فولت - تيار أمامي 25 مللي أمبير - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

توضح هذه الوثيقة مواصفات شاشة عرض أبجدية رقمية سباعية الأجزاء بارتفاع رقم 7.62 مم (0.3 بوصة). تم تصميم الجهاز للتركيب عبر الثقب (THT) ويتميز بأجزاء مضيئة باللون الأبيض على خلفية سطح رمادي. يوفر هذا المزيج تباينًا عاليًا وقراءة ممتازة حتى في ظروف الإضاءة المحيطة الساطعة، مما يجعله مناسبًا لتطبيقات المؤشرات وعرض القراءات المختلفة. يتم تصنيف المنتج وفقًا للشدة الضوئية وهو متوافق مع معايير البيئة الخالية من الرصاص ومعايير RoHS.

1.1 المزايا الأساسية والسوق المستهدف

تشمل المزايا الأساسية لهذه الشاشة بصمتها القياسية الصناعية، مما يضمن التوافق مع تخطيطات اللوحات المطبوعة والمقابس الحالية، وخصائص استهلاك الطاقة المنخفضة. تم بناء الجهاز من أجل الموثوقية والعمر الطويل. تشمل أسواقه المستهدفة الرئيسية الأجهزة المنزلية الاستهلاكية، ولوحات أجهزة القياس الصناعية والسيارات، وشاشات عرض القراءات الرقمية العامة حيث تحتاج إلى عرض معلومات رقمية أو أبجدية محدودة واضحة وأحادية اللون.

2. الغوص العميق في المعلمات التقنية

يتم تعريف أداء الشاشة من خلال مجموعة من الحدود القصوى المطلقة والخصائص الكهروضوئية القياسية المقاسة عند درجة حرارة محيطة (Ta) تبلغ 25 درجة مئوية.

2.1 الحدود القصوى المطلقة

تحدد هذه التصنيفات الحدود التي بعدها قد يحدث تلف دائم للجهاز. لا ينبغي تجاوزها تحت أي ظروف تشغيل.

• الجهد العكسي (V_R):5 فولت - أقصى جهد يمكن تطبيقه في الاتجاه العكسي عبر جزء LED.
• التيار الأمامي (I_F):25 مللي أمبير - أقصى تيار مستمر DC مسموح به عبر جزء واحد.
• تيار الذروة الأمامي (I_FP):60 مللي أمبير - أقصى تيار نابض، مسموح به فقط تحت دورة عمل 1/10 بتردد 1 كيلو هرتز.
• تبديد الطاقة (P_d):60 ملي واط - أقصى طاقة يمكن تبديدها بواسطة جزء واحد.
• درجة حرارة التشغيل (T_opr):-40°C إلى +85°C - نطاق درجة الحرارة المحيطة الذي صُمم الجهاز للعمل ضمنه.
• درجة حرارة التخزين (T_stg):-40°C إلى +100°C - نطاق درجة الحرارة للتخزين غير التشغيلي.
• درجة حرارة اللحام (T_sol):260°C - أقصى درجة حرارة للحام الموجي أو اليدوي، مع عدم تجاوز وقت التعرض 5 ثوانٍ.

2.2 الخصائص الكهروضوئية

هذه هي معلمات الأداء النموذجية تحت ظروف الاختبار المحددة.

• الشدة الضوئية (I_v):5.6 مللي كانديلا (الحد الأدنى)، 11.0 مللي كانديلا (النموذجي) لكل جزء، مقاسة عند I_F= 10 مللي أمبير. التسامح هو ±10%.
• طول موجة الذروة (λ_p):632 نانومتر (النموذجي) عند I_F= 20 مللي أمبير. يشير هذا إلى الطول الموجي الذي تكون فيه شدة الضوء المنبعث أعلى ما يمكن.
• الطول الموجي السائد (λ_d):624 نانومتر (النموذجي) عند I_F= 20 مللي أمبير. هذا هو الطول الموجي الذي تدركه العين البشرية، والذي يحدد اللون (الأبيض، في هذه الحالة، بناءً على مادة الشريحة).
• عرض نطاق الإشعاع الطيفي (Δλ):20 نانومتر (النموذجي) عند I_F= 20 مللي أمبير. هذا يحدد العرض الطيفي للضوء المنبعث.
• الجهد الأمامي (V_F):2.0 فولت (النموذجي)، 2.4 فولت (الحد الأقصى) عند I_F= 20 مللي أمبير. التسامح هو ±0.1 فولت. هذا هو انخفاض الجهد عبر LED أثناء التشغيل.
• التيار العكسي (I_R):100 ميكرو أمبير (الحد الأقصى) عند V_R= 5 فولت.

3. شرح نظام التصنيف

تشير ورقة البيانات إلى أن الأجهزة \"مصنفة حسب الشدة الضوئية\". وهذا يعني وجود نظام تصنيف.

3.1 تصنيف الشدة الضوئية

بينما لا توجد رموز تصنيف محددة مذكورة في المقتطف المقدم، فإن الشدة الضوئية النموذجية هي 11.0 مللي كانديلا مع حد أدنى 5.6 مللي كانديلا عند 10 مللي أمبير. يقوم المصنعون عادةً بتجميع مصابيح LED في مجموعات بناءً على الناتج الضوئي المقاس لضمان الاتساق داخل دفعة الإنتاج. يجب على المصممين الرجوع إلى وثائق التصنيف الكاملة للمصنع لاختيار درجة الشدة المناسبة لتطبيقهم، مما يضمن سطوعًا موحدًا عبر جميع الأرقام في شاشة متعددة الأرقام.

4. تحليل منحنيات الأداء

تشير ورقة البيانات إلى منحنيات الخصائص النموذجية التي تعتبر حاسمة لفهم سلوك الجهاز تحت الظروف غير القياسية.

4.1 توزيع الطيف

سيظهر منحنى توزيع الطيف (عند Ta=25°C) بيانياً الشدة الضوئية النسبية عبر أطوال موجية مختلفة، مركزة حول طول موجة الذروة النموذجي البالغ 632 نانومتر. يساعد هذا المنحنى في فهم نقاء اللون والتطبيق المحتمل في سيناريوهات الترشيح الضوئي.

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

يوضح هذا المنحنى (عند Ta=25°C) العلاقة غير الخطية بين التيار المتدفق عبر جزء LED والجهد عبره. إنه ضروري لتصميم دائرة تحديد التيار (عادةً مقاومة على التوالي) لضمان التشغيل المستقر عند السطوع المطلوب دون تجاوز الحد الأقصى للتيار الأمامي.

4.3 منحنى تخفيض التيار الأمامي

هذا أحد أهم المنحنيات للتصميم الموثوق. يوضح كيف يجب تقليل الحد الأقصى المسموح به للتيار الأمامي المستمر (I_F) مع زيادة درجة حرارة التشغيل المحيطة فوق 25°C. على سبيل المثال، سيتطلب التشغيل عند 85°C تيار تشغيل أقل بكثير من الحد الأقصى المطلق البالغ 25 مللي أمبير لمنع ارتفاع درجة الحرارة والتدهور المتسارع.

5. المعلومات الميكانيكية والمتعلقة بالعبوة

5.1 أبعاد العبوة

تتبع الشاشة بصمة قياسية صناعية بارتفاع رقم 7.62 مم للتركيب عبر الثقب. يوفر الرسم التفصيلي ذو الأبعاد جميع القياسات الحرجة بما في ذلك الارتفاع الكلي، وحجم الرقم، وتباعد المسامير (الملعب)، وقطر المسامير. التسامح الافتراضي للأبعاد هو ±0.25 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك. الالتزام الدقيق بهذه الأبعاد ضروري لتخطيط PCB المناسب والملاءمة الميكانيكية.

5.2 تخطيط المسامير وتحديد القطبية

يظهر مخطط الدائرة الداخلية التكوين ذو الأنود المشترك للأجزاء السبعة والنقطة العشرية (إن وجدت). يحدد المخطط أرقام المسامير المقابلة لكل جزء (من a إلى g) ومسامير الأنود المشترك. يجب مراعاة القطبية الصحيحة أثناء التثبيت؛ حيث أن تطبيق جهد عكسي يتجاوز 5 فولت يمكن أن يتلف تقاطعات LED.

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 معلمات اللحام

يحدد الحد الأقصى المطلق درجة حرارة اللحام (T_sol) تبلغ 260°C لمدة لا تزيد عن 5 ثوانٍ. ينطبق هذا على عمليات اللحام الموجي أو اللحام اليدوي. بالنسبة للحام إعادة التدفق، يجب استخدام ملف تعريف متوافق مع العبوة البلاستيكية للجهاز، مع البقاء عادةً ضمن حدود درجة حرارة راتنج الإيبوكسي.

6.2 احتياطات التفريغ الكهروستاتيكي (ESD)

رقائق LED داخل الشاشة حساسة للتفريغ الكهروستاتيكي. يوصى بشدة باتخاذ احتياطات التعامل: استخدام أساور المعصم الموصولة بالأرض ومحطات العمل، واستخدام الحصائر الموصلة للأرضية والطاولة، واستخدام المؤينات لتحييد الشحنة في المناطق التي تحتوي على مواد عازلة. مطلوب التأريض المناسب لجميع المعدات المستخدمة في التجميع.

6.3 ظروف التخزين

يجب تخزين الجهاز ضمن نطاق درجة حرارة التخزين المحدد من -40°C إلى +100°C، في بيئة جافة لمنع امتصاص الرطوبة الذي قد يسبب \"انفجار\" أثناء اللحام.

7. معلومات التعبئة والطلب

7.1 مواصفات التعبئة

تنسيق التعبئة القياسي هو 26 قطعة لكل أنبوب. ثم يتم تعبئة هذه الأنابيب في صناديق، مع 88 أنبوبًا لكل صندوق. أخيرًا، يتم تعبئة 4 صناديق في كرتونة رئيسية.

7.2 شرح الملصق

تتضمن ملصقات المنتج عدة حقول رئيسية: رقم منتج العميل (CPN)، ورقم منتج المصنع (P/N)، وكمية التعبئة (QTY)، ورتبة الشدة الضوئية (CAT)، ورقم الدفعة (LOT No). ترتبط رتبة الشدة (CAT) بالتصنيف المذكور سابقًا.

8. توصيات التطبيق

8.1 دوائر التطبيق النموذجية

كشاشة ذات أنود مشترك، يتم تشغيل كاثود كل جزء بشكل مستقل، عادةً بواسطة دبوس GPIO لوحدة التحكم الدقيقة أو دائرة متكاملة مخصصة للسائق (مثل سجل الإزاحة 74HC595 أو MAX7219). يجب توصيل مقاومة تحديد تيار على التوالي مع كاثود كل جزء. يتم حساب قيمة المقاومة باستخدام R = (V_supply- V_F) / I_F، حيث V_Fو I_Fهما نقطة التشغيل المطلوبة من ورقة البيانات (على سبيل المثال، 2.0 فولت عند 10 مللي أمبير). لمصدر طاقة 5 فولت، R = (5V - 2.0V) / 0.01A = 300 أوم.

8.2 اعتبارات التصميم

• تحديد التيار:استخدم دائمًا مقاومات تحديد تيار خارجية. سيؤدي تشغيل مصابيح LED مباشرة من دبوس وحدة تحكم دقيقة أو مصدر جهد على الأرجح إلى تجاوز الحد الأقصى للتيار الأمامي وتدمير الجزء.
• التعدد الزمني:للشاشات متعددة الأرقام، يكون التعدد الزمني شائعًا لتقليل عدد المسامير. تأكد من أن تيار الذروة في عملية التعدد لا يتجاوز تصنيف I_FP، مع مراعاة دورة العمل.
• إدارة الحرارة:الالتزام بمنحنى تخفيض التيار الأمامي. في تطبيقات درجة الحرارة المحيطة العالية، قلل تيار التشغيل للحفاظ على الموثوقية.
• زاوية المشاهدة:تحسن الخلفية الرمادية التباين في ظروف الإضاءة المحيطة العالية ولكن قد تؤثر على خصائص زاوية المشاهدة مقارنة بالخلفيات السوداء.

9. المقارنة التقنية والتمييز

مقارنة بالشاشات المماثلة ذات الخلفيات السوداء، يوفر السطح الرمادي لهذا النموذج قابلية قراءة فائقة في البيئات المضاءة جيدًا عن طريق تقليل الوهج المنعكس. يوفر استخدام مادة شريحة AlGaInP للضوء الأبيض (من المحتمل أن يكون من النوع المحول بالفوسفور) عادةً كفاءة واستقرارًا جيدين. يوفر تصميم الثقب عبر اللوحة اتصالاً ميكانيكيًا قويًا، مما يجعله مناسبًا للتطبيقات المعرضة للاهتزاز أو حيث تكون موثوقية اللحام في غاية الأهمية، على عكس الأجهزة ذات التركيب السطحي.

10. الأسئلة الشائعة (FAQ)

س: هل يمكنني تشغيل هذه الشاشة مباشرة من دبوس وحدة تحكم دقيقة 5 فولت عند 20 مللي أمبير؟

ج: لا. يجب عليك استخدام مقاومة تحديد تيار على التوالي لكل جزء. يجب مراعاة كل من قدرة دبوس وحدة التحكم الدقيقة على توفير/استهلاك التيار و V_Fلمصباح LED في حساب المقاومة.

س: ما الفرق بين طول موجة الذروة والطول الموجي السائد؟

ج: طول موجة الذروة هو الذروة الفيزيائية لطيف الانبعاث. الطول الموجي السائد هو الطول الموجي الفردي الذي تدركه العين البشرية ويتطابق مع لون الضوء. بالنسبة لمصابيح LED البيضاء، غالبًا ما يختلفان بشكل كبير.

س: كيف أختار مجموعة الشدة الضوئية الصحيحة؟

ج: لمظهر موحد في منتج متعدد الوحدات، حدد مجموعة الشدة المطلوبة (رمز CAT) لموزعك أو مصنعك. يمكن أن يؤدي استخدام أجهزة من مجموعات مختلطة إلى مستويات سطوع مختلفة بشكل مرئي.

س: هل مطلوب مشتت حراري؟

ج: للتشغيل المستمر عند الحد الأقصى للتيار المقنن (25 مللي أمبير) بالقرب من الطرف العلوي لنطاق درجة حرارة التشغيل، يُنصح بتخطيط PCB دقيق لتبديد الحرارة. للتشغيل النموذجي عند 10-20 مللي أمبير في بيئات معتدلة، لا حاجة إلى مشتت حراري خاص.

11. دراسة حالة تصميم عملية

السيناريو:تصميم قراءة فولتميتر بسيط مكون من 4 أرقام لتطبيق لوحة عدادات السيارة (درجة حرارة محيطة تصل إلى 70 درجة مئوية).

خطوات التصميم:

1. دائرة التشغيل:استخدم وحدة تحكم دقيقة مع محيط سائق شاشة 7 أجزاء مكون من 4 أرقام أو دائرة متكاملة سائق خارجية مثل MAX7219 للتعدد الزمني، مما يبسط الأسلاك.

2. ضبط التيار:استشر منحنى التخفيض. عند 70 درجة مئوية، يكون الحد الأقصى للتيار المستمر أقل من 25 مللي أمبير. يضمن اختيار تيار تشغيل يتراوح بين 8-10 مللي أمبير لكل جزء الموثوقية والسطوع الكافي.

3. حساب المقاومة:بافتراض مصدر طاقة 5 فولت و V_F= 2.0 فولت عند 10 مللي أمبير، R = (5V - 2.0V) / 0.01A = 300 أوم. استخدم مقاومة بقيمة قياسية 300Ω أو 330Ω لكل كاثود جزء.

4. تخطيط PCB:ضع الشاشة على الجانب العلوي من PCB. تأكد من تطابق ثقوب المسامير مع أبعاد ورقة البيانات. وفر مستوى أرضيًا أكبر قليلاً حول منطقة العرض للمساعدة في تبديد الحرارة.

12. مبدأ التشغيل

شاشة العرض السباعية الأجزاء هي تجميع لعدة ثنائيات باعثة للضوء (LED) مرتبة في نمط الرقم ثمانية. كل جزء من الأجزاء السبعة المستطيلة (الموسومة من a إلى g) هو LED فردي. من خلال إضاءة مجموعات محددة من هذه الأجزاء بشكل انتقائي، يمكن تشكيل الأرقام من 0 إلى 9 وبعض الحروف. في تكوين الأنود المشترك مثل هذا، يتم توصيل جميع الأنودات الخاصة بمصابيح LED الأجزاء معًا إلى مصدر جهد موجب مشترك. يتم تشغيل كل جزء عن طريق تطبيق منطق منخفض (أو مسار أرضي) على دبوس الكاثود الخاص به من خلال مقاومة تحديد تيار.

13. اتجاهات التكنولوجيا

يتجه اتجاه تكنولوجيا العرض نحو أجهزة ذات كثافة أعلى، وألوان كاملة، وتركيب سطحي. ومع ذلك، تظل شاشات العرض السباعية الأجزاء عبر الثقب مثل هذه ذات صلة عالية بسبب بساطتها، وقوتها، وتكلفتها المنخفضة، وسهولة استخدامها في النماذج الأولية، والمجموعات التعليمية، والتحكم الصناعي، والتطبيقات التي تتطلب موثوقية ووضوحًا شديدين. تستمر التطورات في مواد شرائح LED في تحسين الكفاءة (لومن لكل واط) والعمر الطويل، حتى لهذه الأنواع الكلاسيكية من العبوات. أصبح الالتزام بمعايير RoHS والخالية من الرصاص الآن مطلبًا عالميًا، مدفوعًا باللوائح البيئية العالمية.