ورقة بيانات شاشة العرض السباعية ELS-315SYGWA/S530-E2 - ارتفاع الرقم 9.14 مم - لون أصفر-أخضر - جهد أمامي 2.0 فولت - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

شاشة العرض ELS-315SYGWA/S530-E2 هي شاشة عرض أبجدية رقمية سباعية، مثبتة عبر الثقب، مصممة لعرض قراءات رقمية واضحة. تتميز بحجم صناعي قياسي بارتفاع رقم يبلغ 9.14 مم (0.36 بوصة). تم تصنيع الجهاز بشرائح مضيئة بيضاء على خلفية سطح رمادية، مما يوفر تباينًا عاليًا وقابلية ممتازة للقراءة حتى في ظروف الإضاءة المحيطة الساطعة. يتم تصنيف هذه الشاشة وفقًا للشدة الضوئية وهي متوافقة مع معايير البيئة الخالية من الرصاص ومعايير RoHS، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات الإلكترونية الحديثة.

1.1 المزايا الأساسية والسوق المستهدف

تشمل المزايا الأساسية لهذه الشاشة استهلاك الطاقة المنخفض، والتصميم القياسي الذي يسهل دمجه في التصاميم الحالية، والأداء الموثوق. تستهدف بشكل خاص التطبيقات التي تتطلب مؤشرات رقمية أو أبجدية محدودة متينة وواضحة. تشمل الأسواق المستهدفة الرئيسية الأجهزة المنزلية الاستهلاكية، ولوحات أجهزة القياس الصناعية، وأنظمة عرض القراءات الرقمية المختلفة حيث تكون الموثوقية والوضوح في غاية الأهمية.

2. تحليل متعمق للمعايير التقنية

يقدم هذا القسم تحليلاً مفصلاً وموضوعياً للمواصفات الكهربائية والبصرية الرئيسية للجهاز كما هي محددة في ورقة البيانات.

2.1 القيم القصوى المطلقة

تحدد القيم القصوى المطلقة حدود الإجهاد التي إذا تم تجاوزها قد يحدث تلف دائم للجهاز. هذه ليست ظروف التشغيل العادية.

• الجهد العكسي (V_R):5 فولت. تجاوز هذا الجهد في الانحياز العكسي يمكن أن يسبب انهيار الوصلة.
• التيار الأمامي المستمر (I_F):25 مللي أمبير. أقصى تيار مستمر يمكن تطبيقه بشكل مستمر.
• التيار الأمامي الذروي (I_FP):60 مللي أمبير. يُسمح بهذا فقط في ظروف النبض (دورة عمل 1/10، تردد 1 كيلوهرتز) لتحقيق سطوع أعلى لفترة وجيزة.
• تبديد الطاقة (P_d):60 ميلي واط. أقصى قدرة يمكن للجهاز تبديدها كحرارة.
• درجة حرارة التشغيل (T_opr):من -40°C إلى +85°C. نطاق درجة الحرارة المحيطة للتشغيل الموثوق.
• درجة حرارة التخزين (T_stg):من -40°C إلى +100°C.
• درجة حرارة اللحام (T_sol):260°C لمدة قصوى تبلغ 5 ثوانٍ، نموذجية لعمليات اللحام الموجي أو اليدوي.

2.2 الخصائص الكهروضوئية

يتم قياس هذه المعلمات عند درجة حرارة محيطة قياسية تبلغ 25°C وتحدد أداء الجهاز في ظروف التشغيل النموذجية.

• الشدة الضوئية (I_v):القيمة النموذجية هي 3.2 مللي شمعة لكل شريحة عند تيار أمامي (I_F) قدره 10 مللي أمبير، مع حد أدنى 2.0 مللي شمعة. تشير ورقة البيانات إلى تسامح ±10% على هذه القيمة. هذه الشدة هي متوسط مقاس على شريحة واحدة.
• الطول الموجي الذروي (λ_p):نموذجياً 575 نانومتر. هذا هو الطول الموجي الذي تكون فيه الطاقة الضوئية المنبعثة أعظمية.
• الطول الموجي السائد (λ_d):نموذجياً 573 نانومتر. هذا هو الطول الموجي الذي تدركه العين البشرية، والذي يحدد اللون (أصفر-أخضر في هذه الحالة).
• عرض نطاق الطيف الإشعاعي (Δλ):نموذجياً 20 نانومتر. يشير هذا إلى نقاء الطيف أو عرض الضوء المنبعث.
• الجهد الأمامي (V_F):نموذجياً 2.0 فولت، مع حد أقصى 2.4 فولت عند I_F=20 مللي أمبير. التسامح هو ±0.1 فولت. هذه معلمة حاسمة لتصميم دائرة تحديد التيار.
• التيار العكسي (I_R):أقصى 100 ميكرو أمبير عند جهد عكسي (V_R) قدره 5 فولت، مما يشير إلى تيار التسرب في حالة الإيقاف.

3. شرح نظام التصنيف (Binning)

تشير ورقة البيانات إلى أن الأجهزة \"مصنفة حسب الشدة الضوئية\". يشير هذا إلى عملية تصنيف أو فرز.

• تصنيف الشدة الضوئية:يتم قياس ثنائيات LED من دفعة إنتاج وفرزها إلى مجموعات مختلفة (صناديق) بناءً على ناتجها الضوئي المقاس عند تيار اختبار محدد. يضمن هذا اتساق السطوع في المنتجات النهائية. القيمة النموذجية هي 3.2 مللي شمعة، ولكن يتم تصنيف الأجهزة لضمان حد أدنى 2.0 مللي شمعة، مع الإشارة إلى رمز التصنيف الفعلي على ملصق التغليف (حقل \"CAT\").
• اللون/الطول الموجي:يتم تحديد مادة الشريحة على أنها AlGaInP، والتي تنتج عادة ألوانًا في طيف الأحمر إلى الأصفر-الأخضر. يتم التحكم بإحكام في الطول الموجي السائد (نموذجياً 573 نانومتر)، ولكن قد تتم إدارة الاختلافات الطفيفة أيضًا من خلال التصنيف للحفاظ على اتساق اللون، وهو أمر مهم بشكل خاص في شاشات العرض متعددة الأرقام.

4. تحليل منحنيات الأداء

تشير ورقة البيانات إلى منحنيات الأداء النموذجية التي تعتبر ضرورية لفهم سلوك الجهاز في ظروف غير قياسية.

4.1 توزيع الطيف

يرسم هذا المنحنى الشدة الضوئية النسبية مقابل الطول الموجي. يؤكد بصريًا الطول الموجي الذروي (λ_p~575 نانومتر) وعرض النطاق الطيفي (Δλ ~20 نانومتر). يشير المنحنى الأضيق إلى لون أكثر نقاءً طيفيًا.

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

يظهر هذا الرسم البياني العلاقة بين التيار المتدفق عبر LED وانخفاض الجهد عبره. إنها علاقة غير خطية. يستخدم المصممون هذا المنحنى لتحديد جهد القيادة اللازم لتيار تشغيل مرغوب، وهو أمر بالغ الأهمية لاختيار مقاومات متسلسلة مناسبة أو تصميم مشغلات تيار ثابت.

4.3 منحنى تخفيض تصنيف التيار الأمامي

هذا أحد أهم الرسوم البيانية للموثوقية. يوضح كيف يجب تقليل أقصى تيار أمامي مستمر مسموح به (I_F) مع زيادة درجة الحرارة المحيطة فوق 25°C. تشغيل LED بتيارات عالية في بيئات عالية الحرارة دون تخفيض التصنيف المناسب سيقلل بشكل كبير من عمره الافتراضي بسبب ارتفاع درجة حرارة الوصلة المفرط.

5. معلومات الميكانيكا والتغليف

يستخدم الجهاز تنسيق DIP (حزمة مزدوجة الخط) قياسي مثبت عبر الثقب.

5.1 رسم الأبعاد

يوفر رسم التغليف أبعادًا ميكانيكية حاسمة تشمل الارتفاع الإجمالي، والعرض، وحجم الرقم، وتباعد الأطراف (المسافة)، وقطر الأطراف. تشير الملاحظة إلى أن التسامحات هي ±0.25 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك. يستخدم المهندسون هذا الرسم لتصميم بصمة PCB ولضمان الملاءمة المناسبة داخل العلبة.

5.2 تخطيط الأطراف وتحديد القطبية

مخطط الدائرة الداخلية أساسي. يجب تحديد تكوين الأنود المشترك أو الكاثود المشترك من هذا المخطط. يوضح كيف يتم توصيل أنودات وكاثودات جميع الشرائح الفردية (a-g) والنقطة العشرية (dp، إذا كانت موجودة) داخليًا. تحديد القطبية بشكل صحيح إلزامي للتوصيل الصحيح للدائرة. يتم تعريف ترقيم الأطراف هنا أيضًا.

6. إرشادات اللحام والتجميع

توفر ورقة البيانات معلمات محددة لعمليات اللحام اليدوي.

• درجة حرارة اللحام:أقصى درجة حرارة موصى بها لطرف مكواة اللحام هي 260°C.
• زمن اللحام:يجب أن يكون الطرف على اتصال بمكواة اللحام لمدة لا تزيد عن 5 ثوانٍ لمنع تلف الحرارة للشريحة الداخلية وروابط الأسلاك.
• الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي (ESD):الجهاز حساس تجاه ESD. تشمل التوصيات القوية استخدام أساور معصم مؤرضة، ومحطات عمل آمنة من ESD، وسجاد أرضي موصل، وأجهزة تأيين. يجب تأريض جميع المعدات والأفراد بشكل صحيح أثناء التعامل والتجميع.

7. معلومات التغليف والطلب

7.1 مواصفات التغليف

يتم تعبئة الجهاز في أنابيب وصناديق. تدفق التعبئة القياسي هو: 35 قطعة لكل أنبوب، 140 أنبوب لكل صندوق، و4 صناديق لكل كرتون.

7.2 شرح الملصق

يحتوي ملصق التغليف على عدة رموز: CPN (رقم جزء العميل)، P/N (رقم المنتج)، QTY (الكمية)، CAT (فئة/تصنيف الشدة الضوئية)، HUE (مرجع اللون)، REF (مرجع)، LOT No. (رقم دفعة الإنتاج)، ورمز ملصق مرجعي REFERENCE. تُستخدم هذه للتتبع وإدارة المخزون.

8. توصيات التطبيق

8.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

• الأجهزة المنزلية:الموقتات على أفران الميكروويف/الأفران، وعروض درجة الحرارة على منظمات الحرارة أو السخانات، ومؤشرات الدورة على الغسالات.
• لوحات الأجهزة:قراءات الجهد، والتيار، أو التردد، أو RPM على معدات الاختبار، وضوابط الصناعة، ومقاييس السيارات التكميلية.
• قراءات رقمية عامة:أي جهاز يتطلب عرضًا رقميًا بسيطًا وموثوقًا، مثل الساعات، أو العدادات، أو أجهزة القياس الأساسية.

8.2 اعتبارات التصميم

• تحديد التيار:استخدم دائمًا مقاومة متسلسلة أو مشغل تيار ثابت لتحديد I_Fإلى 25 مللي أمبير أو أقل (مع تخفيض التصنيف لدرجة الحرارة). احسب قيمة المقاومة باستخدام R = (V_supply- V_F) / I_F.
• التعددية (Multiplexing):لشاشات العرض متعددة الأرقام، يُعد نظام التعددية شائعًا للتحكم في العديد من الشرائح بعدد أقل من دبابيس الإدخال/الإخراج. تأكد من أن التيار الذروي في تصميمات التعددية لا يتجاوز I_FP(60 مللي أمبير) وأن متوسط التيار لكل شريحة يبقى ضمن الحدود.
• زاوية الرؤية والتباين:الخلفية الرمادية تحسن التباين. ضع في اعتبارك متطلبات زاوية الرؤية للمنتج النهائي.
• إدارة الحرارة:الالتزام بمنحنى تخفيض تصنيف التيار. في بيئات الحرارة العالية، قلل تيار التشغيل أو حسن التهوية.

9. المقارنة التقنية والتمييز

مقارنة بشاشات العرض السباعية العامة، تقدم ELS-315SYGWA/S530-E2 مزايا محددة:

• الحجم الصناعي القياسي:يضمن التوافق المباشر مع العديد من تخطيطات PCB الحالية وفتحات اللوحة الأمامية.
• تصنيف الشدة:يوفر مستويات سطوع مضمونة كحد أدنى، مما يؤدي إلى مظهر أكثر اتساقًا في التطبيقات متعددة الأرقام مقارنة بالشاشات غير المصنفة.
• الامتثال البيئي:كونها خالية من الرصاص ومتوافقة مع RoHS أمر ضروري للمنتجات المباعة في العديد من الأسواق العالمية.
• مواصفات قوية:تسمح القيم القصوى المطلقة المحددة بوضوح ومنحنيات تخفيض التصنيف بتصاميم أكثر موثوقية وديمومة مقارنة بالأجزاء ذات الحدود الموثقة بشكل سيئ.

10. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعايير التقنية)

س: هل يمكنني تشغيل هذه الشاشة مباشرة من دبوس متحكم دقيق بجهد 5 فولت؟

ج: لا. مع جهد أمامي نموذجي V_Fبقيمة 2.0 فولت، سيتسبب توصيلها مباشرة بـ 5 فولت في تيار مفرط، مما يدمر LED. يجب عليك استخدام مقاومة تحديد تيار. على سبيل المثال، لتشغيل بتيار 10 مللي أمبير من مصدر 5 فولت: R = (5V - 2.0V) / 0.01A = 300 أوم.

س: ماذا يعني \"التيار الأمامي الذروي (I_FP) بقيمة 60 مللي أمبير\" لتصميمي؟

ج: يسمح هذا التصنيف بنبضات قصيرة من تيار أعلى، وهو مفيد في شاشات العرض المتعددة حيث يتم تشغيل كل رقم لجزء من الوقت فقط. يجب أن يظل متوسط التيار على الدورة الكاملة ضمن التصنيف المستمر البالغ 25 مللي أمبير. دورة العمل 1/10 عند 1 كيلوهرتز هي حالة اختبار محددة؛ تتطلب مخططات النبض الأخرى تحليلاً دقيقًا.

س: كيف أفسر رمز \"CAT\" على الملصق؟

ج: يحدد رمز \"CAT\" تصنيف الشدة الضوئية. بينما تعطي ورقة البيانات القيم الدنيا/النموذجية، يضمن التصنيف الفعلي أن جميع الأجهزة في الدفعة لها ناتج ضوئي متشابه. للحصول على سطوع متسق عبر جميع الأرقام في منتج ما، استخدم شاشات من نفس رمز CAT.

11. حالة عملية للتصميم والاستخدام

الحالة: تصميم عرض فولتميتر متعدد الأرقام (4 أرقام) باستخدام التعددية

يقوم مصمم بإنشاء فولتميتر تيار مستمر بسيط من 0 إلى 30 فولت. لدى المتحكم الدقيق عدد محدود من دبابيس الإدخال/الإخراج. يختار استخدام أربع شاشات عرض من نوع ELS-315SYGWA/S530-E2 في تكوين متعدد.

1. تصميم الدائرة:يتم توصيل الأنود المشترك (أو الكاثود المشترك) لكل رقم بدبوس متحكم دقيق عبر مفتاح ترانزستور. يتم توصيل خطوط الشرائح (a-g) بدبابيس المتحكم الدقيق عبر مقاومات تحديد تيار، مشتركة عبر جميع الأرقام.

2. البرنامج:تقوم البرامج الثابتة بالدوران عبر كل رقم بسرعة (على سبيل المثال، عند 200 هرتز)، وتشغيل دبوس المشترك لرقم واحد في كل مرة مع تعيين نمط الشريحة المناسب لذلك الرقم. يجعل استمرارية الرؤية جميع الأرقام تبدو مضاءة في وقت واحد.

3. حساب التيار:لتحقيق سطوع جيد، قد يهدف المصمم إلى تيار ذروي للشريحة بقدر 15 مللي أمبير خلال فترته الزمنية النشطة. مع 4 أرقام، تكون دورة العمل لكل رقم 1/4. متوسط التيار لكل شريحة هو 15 مللي أمبير / 4 = 3.75 مللي أمبير، وهو ضمن التصنيف المستمر البالغ 25 مللي أمبير. الذروة البالغة 15 مللي أمبير هي أيضًا بأمان أقل من I_FP rating.

4. قيمة المقاومة:باستخدام مصدر طاقة 5 فولت للشرائح: R = (5V - 2.0V) / 0.015A ≈ 200 أوم.

12. مقدمة عن مبدأ التشغيل

شاشة العرض LED السباعية هي تجميع لعدة ثنائيات باعثة للضوء (LEDs) مرتبة في نمط يشبه الرقم ثمانية. كل شريحة (موسومة من a إلى g) هي LED فردي. من خلال تشغيل مجموعات مختلفة من هذه الشرائح بشكل انتقائي، يمكن تشكيل أرقام من 0 إلى 9 وبعض الحروف. يستخدم الجهاز الموصوف مادة شبه موصلة من AlGaInP (فوسفيد الألومنيوم الغاليوم الإنديوم). عندما يتم تحيزها أماميًا (تطبيق جهد موجب على الأنود بالنسبة للكاثود)، تتحد الإلكترونات والفجوات في المنطقة النشطة من أشباه الموصلات، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). يحدد التركيب المحدد لسبيكة AlGaInP طاقة فجوة النطاق، والتي بدورها تحدد الطول الموجي (اللون) للضوء المنبعث - في هذه الحالة، أصفر-أخضر (~573 نانومتر). ينبعث الضوء من الشريحة عبر عدسة إيبوكسي مصبوبة تشكل أيضًا شكل الشريحة.

13. اتجاهات التكنولوجيا والسياق

تمثل شاشات العرض LED السباعية تقنية عرض ناضجة وموثوقة للغاية. بينما تقدم التقنيات الأحدث مثل شاشات OLED أو LCD ذات المصفوفة النقطية مرونة أكبر للرسومات والأحرف الأبجدية الرقمية، تحتفظ شاشات LED السباعية بمزايا قوية في مجالات محددة:قابلية القراءة القصوى:شرائحها البسيطة عالية التباين سهلة القراءة من مسافة وفي مجموعة واسعة من ظروف الإضاءة، بما في ذلك ضوء الشمس المباشر.المتانة والعمر الطويل:إنها أجهزة صلبة بدون أجزاء متحركة، مقاومة للصدمات والاهتزازات، وتوفر أعمار تشغيلية طويلة جدًا (غالبًا عشرات الآلاف من الساعات).البساطة والفعالية من حيث التكلفة:تتطلب إلكترونيات قيادة بسيطة نسبيًا مقارنة بالشاشات الأكثر تعقيدًا، مما يجعلها حلاً فعالاً من حيث التكلفة للتطبيقات التي تحتاج فقط إلى عرض أرقام أو مجموعة محدودة من الأحرف. يميل اتجاه المكونات مثل ELS-315SYGWA/S530-E2 نحو التحسين المستمر للموثوقية، والمزيد من تقليل استهلاك الطاقة، والامتثال لمعايير البيئة المتطورة (مثل RoHS)، بدلاً من التغيير التكنولوجي الجذري. تظل الخيار المفضل للتطبيقات حيث الوضوح والمتانة والبساطة هي المحركات الأساسية للتصميم.