ورقة بيانات شاشة العرض السباعية الأقسام ELS-2326USOWA/S530-A4 - ارتفاع الرقم 57.0 مم - ثقوب تمريرية - أقسام بيضاء - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

شاشة ELS-2326USOWA/S530-A4 هي شاشة عرض أبجدية رقمية سباعية الأقسام عالية السطوع، مصممة لتوفير وضوح في القراءة تحت ظروف إضاءة متنوعة. وظيفتها الأساسية هي توفير قراءات رقمية للأجهزة الإلكترونية وأجهزة القياس.

1.1 المزايا الأساسية

تقدم هذه الشاشة عدة مزايا رئيسية للمصممين والمهندسين. تتميز بمواصفات قياسية صناعية، مما يضمن التوافق مع تخطيطات لوحات الدوائر المطبوعة (PCB) والمقابس الحالية. تم تصميم الجهاز ليكون منخفض استهلاك الطاقة، مما يجعله مناسبًا للتطبيقات التي تعمل بالبطاريات أو التي تراعي كفاءة الطاقة. علاوة على ذلك، يتم تصنيف أقسام الشاشة حسب شدة الإضاءة، مما يوفر اتساقًا في السطوع عبر دفعات الإنتاج. المنتج متوافق أيضًا مع توجيهات البيئة الخالية من الرصاص (Pb-free) وتوجيهات RoHS.

1.2 السوق المستهدف

يستهدف هذا العرض التطبيقات التي تتطلب ناتجًا رقميًا أو أبجديًا محدودًا موثوقًا وسهل القراءة. تجعل متانته ووضوحه مثاليًا للتكامل في الأجهزة المنزلية، ولوحات أجهزة القياس المتنوعة، وشاشات العرض الرقمية للأغراض العامة حيث يُفضل التثبيت بثقوب تمريرية للمتانة وسهولة التجميع.

2. تحليل معمق للمعايير التقنية

يعد التحليل التفصيلي لمواصفات الجهاز أمرًا بالغ الأهمية لتصميم الدائرة الكهربائية والتطبيق بشكل صحيح.

2.1 الخصائص الفيزيائية والبصرية

يبلغ ارتفاع الرقم في الشاشة 57.0 مليمترًا (2.24 بوصة)، وهو ما يعتبر حجمًا كبيرًا، مما يوفر وضوحًا ممتازًا من مسافة. تم بناء الجهاز بأقسام مضيئة باللون الأبيض على خلفية سطح رمادي، مما يعزز التباين ويقلل من الوهج في الضوء المحيط الساطع، وبالتالي يحسن الموثوقية العامة وتجربة المستخدم.

2.2 المعايير الكهربائية

بينما تذكر المقتطفات المقدمة "الحدود القصوى المطلقة"، فإن القيم المحددة لجهد الأمام والتيار واستهلاك الطاقة غير مفصلة في المحتوى المقدم. يجب على المصممين الرجوع إلى ورقة البيانات الكاملة لهذه المعايير الحرجة لضمان تشغيل الشاشة ضمن نطاق التشغيل الآمن (SOA) لمنع الفشل المبكر.

2.3 الاعتبارات الحرارية

يتم معالجة إدارة الحرارة ضمنيًا من خلال الحدود القصوى المطلقة، والتي تشمل عادةً معايير مثل درجة حرارة التخزين، ودرجة حرارة التشغيل، ودرجة حرارة اللحام. الالتزام بهذه الحدود ضروري للحفاظ على عمر LED واستقرار أدائه.

3. شرح نظام التصنيف (Binning)

تشير ورقة البيانات إلى أن الأجهزة "مصنفة حسب شدة الإضاءة". يشير هذا إلى عملية تصنيف حيث يتم فرز شاشات العرض وتجميعها بناءً على قياس ناتجها الضوئي عند تيار اختبار محدد. يضمن ذلك أن الوحدات ضمن نفس التصنيف لها مستويات سطوع متشابهة جدًا، وهو أمر بالغ الأهمية للتطبيقات التي تستخدم شاشات عرض متعددة حيث يكون التوحيد البصري مطلوبًا.

4. تحليل منحنيات الأداء

يشير ملف PDF إلى قسم "منحنيات الخصائص الكهروبصرية النموذجية"، والذي يحتوي عادةً على بيانات بيانية أساسية لفهم سلوك الجهاز تحت ظروف مختلفة.

4.1 توزيع الطيف

سيقوم منحنى "توزيع الطيف"، المقاس عند Ta=25°C، برسم الشدة النسبية للضوء المنبعث مقابل الطول الموجي. بالنسبة لشاشة LED بيضاء، سيظهر هذا المنحنى طيفًا واسعًا، من المحتمل أن يبلغ ذروته في المنطقة الزرقاء (من شريحة LED) مع انبعاث أوسع في المنطقة الصفراء/الحمراء من طلاء الفسفور، مما يجتمع لإنتاج الضوء الأبيض. يحدد شكل هذا المنحنى وطول موجته القصوى درجة حرارة اللون الملحوظة (مثل الأبيض البارد، الأبيض المحايد) للشاشة.

4.2 شدة الإضاءة مقابل التيار الأمامي (منحنى I-V)

على الرغم من عدم عرضه صراحة في المقتطف، فإن منحنى الخصائص القياسي يوضح العلاقة بين التيار الأمامي (If) المطبق على قسم LED وشدة إضاءته الناتجة (Iv). هذا المنحنى غير خطي؛ يزداد السطوع مع التيار ولكن بمعدل متناقص. كما أنه يساعد في تحديد تيار القيادة الأمثل لموازنة السطوع مع الكفاءة والعمر الافتراضي.

4.3 الاعتماد على درجة الحرارة

منحنى حاسم آخر سيظهر كيف تتدهور شدة الإضاءة مع زيادة درجة حرارة التقاطع في LED. عادةً، ينخفض ناتج LED مع ارتفاع درجة الحرارة. فهم هذه العلاقة أمر حيوي للتطبيقات التي تعمل في بيئات عالية الحرارة، حيث قد تستلزم تصميمًا حراريًا أو تعويضًا للسطوع في دائرة القيادة.

5. المعلومات الميكانيكية والتغليف

5.1 أبعاد التغليف

تتضمن ورقة البيانات رسمًا تخطيطيًا "لبعد التغليف". يوفر هذا القياسات الفيزيائية الحرجة لوحدة العرض، بما في ذلك الطول الإجمالي، والعرض، والارتفاع، والتباعد بين الأرقام، وتباعد الأطراف (دبابيس)، وقطر الأطراف. تشير الملاحظة إلى أن التسامحات هي ±0.25 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك. هذه الأبعاد إلزامية لإنشاء آثار دقيقة على لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) وضمان التركيب المناسب داخل العلبة.

5.2 تصميم اللوحات المعدنية (Pads) وتحديد القطبية

سيحدد رسم الأبعاد بدقة تخطيط اللوحات المعدنية (Pads) الموصى به على لوحة الدوائر المطبوعة (PCB). يظهر "مخطط الدائرة الداخلية" التوصيل الكهربائي للأقسام الفردية (من a إلى g) ونقاط الأنود أو الكاثود المشتركة. هذا المخطط ضروري لتوصيل الشاشة بدائرة القيادة بشكل صحيح. سيشير التغليف الفعلي أو الرسم التخطيطي أيضًا إلى القطبية (على سبيل المثال، علامة للدبوس رقم 1) لمنع الإدخال غير الصحيح أثناء التجميع.

6. إرشادات اللحام والتجميع

بينما لم يتم توفير ملفات تعريف إعادة التدفق (Reflow) محددة في المقتطف، تنطبق الإرشادات العامة للتعامل مع مصابيح LED.

6.1 الاحتياطات وظروف التخزين

يؤكد المستند بشدة على حماية التفريغ الكهروستاتيكي (ESD). شريحة LED حساسة للكهرباء الساكنة، والتي يمكن أن تسبب تلفًا كامنًا أو كارثيًا. تشمل الإجراءات الموصى بها استخدام أساور معصم مؤرضة، وأحذية ومحطات عمل آمنة من ESD، وسجاد أرضي موصل، والتأريض المناسب لجميع المعدات. يجب تخزين مصابيح LED في عبوها الأصلية الموصلة في بيئة خاضعة للتحكم ومنخفضة الرطوبة حتى وقت الاستخدام.

6.2 اعتبارات اللحام

لمكونات ثقوب التمرير، يكون اللحام بالموجة أو اللحام اليدوي نموذجيًا. يجب التحكم في درجة الحرارة والمدة لتجنب الصدمة الحرارية للراتنج الإيبوكسي وشرائح LED الداخلية. لا ينبغي تعريض الأطراف لإجهاد ميكانيكي مفرط أثناء الإدخال أو اللحام.

7. معلومات التغليف والطلب

7.1 مواصفات التغليف

يتبع الجهاز عملية تعبئة محددة: يتم تعبئة 10 قطعة في أنبوب واحد، ويوضع 10 أنابيب في صندوق واحد، ويتم تعبئة صندوقين في كرتونة رئيسية واحدة. هذا يصل إجماليًا إلى 200 قطعة لكل كرتونة. هذه المعلومات حيوية لتخطيط المخزون، وتغذية خط الإنتاج، وفهم الحد الأدنى لكميات الطلب.

7.2 شرح الملصق

يحتوي ملصق التغليف على عدة رموز:

• CPN:رقم منتج العميل (للتتبع الداخلي).
• P/N:رقم منتج الشركة المصنعة (ELS-2326USOWA/S530-A4).
• QTY:كمية الأجهزة في تلك العبوة المحددة.
• CAT:تصنيف شدة الإضاءة أو رمز التصنيف (Bin).
• HUE/REF:على الأرجح إشارات للون أو خصائص بصرية أخرى.
• LOT No:رمز التتبع الذي يربط الأجهزة بدفعة تصنيع محددة.

8. توصيات التطبيق

8.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

هذه الشاشة مناسبة جيدًا لـ:

• الأجهزة المنزلية:الموقتات على الأفران، وأفران الميكروويف، والغسالات، أو مكيفات الهواء.
• لوحات أجهزة القياس:قراءات لمعدات الاختبار، والوحدات التحكم الصناعية، أو مصادر الطاقة.
• شاشات العرض الرقمية:عدادات مستقلة، أو ساعات، أو شاشات قياس بسيطة.

8.2 اعتبارات التصميم

دائرة القيادة:يفضل عمومًا استخدام مصدر تيار ثابت بدلاً من مصدر جهد ثابت لقيادة أقسام LED، لأنه يوفر سطوعًا مستقرًا ويحمي مصابيح LED من تيارات الذروة. يجب تصميم الدائرة لضمان تعرض مصابيح LED للانحياز الأمامي فقط. تحذر ورقة البيانات صراحة من تطبيق جهد عكسي مستمر، والذي يمكن أن يسبب هجرة داخلية وتلف دائم.

مقاومات تحديد التيار:عند استخدام مصدر جهد مع مقاومات متسلسلة، يجب حساب قيمة المقاومة بعناية بناءً على جهد الأمام (Vf) لقسم LED والتيار المطلوب، مع مراعاة جهد مصدر الطاقة.

التعددية الزمنية (Multiplexing):لشاشات العرض متعددة الأرقام، غالبًا ما تُستخدم تقنية التعددية الزمنية للتحكم في العديد من الأقسام بعدد أقل من دبابيس الإدخال/الإخراج (I/O). يتضمن ذلك تدوير الطاقة بسرعة لكل رقم. يجعل استمرارية الرؤية جميع الأرقام تبدو مضاءة في وقت واحد. يجب أن تكون شريحة القيادة (Driver IC) قادرة على توفير تيار الذروة الأعلى المطلوب خلال فترة التشغيل القصيرة لكل رقم.

9. المقارنة التقنية

مقارنة بشاشات العرض السباعية الأقسام الأصغر حجمًا من نوع SMD (جهاز التثبيت السطحي)، تقدم نسخة ثقوب التمرير هذه مزايا ومقايضات مميزة.

9.1 مزايا التمايز

المتانة وإمكانية الخدمة:يوفر التثبيت بثقوب تمريرية روابط ميكانيكية أقوى بشكل عام، مما يجعل الشاشة أكثر مقاومة للاهتزاز والإجهاد الفيزيائي. كما يسهل استبدالها يدويًا إذا لزم الأمر.

الوضوح:يبلغ ارتفاع الرقم 57.0 مم أكبر بكثير من معظم بدائل SMD، مما يوفر وضوحًا فائقًا للتطبيقات حيث قد يكون المستخدم على مسافة.

تبديد الحرارة:يمكن أن تعمل الأطراف كمسارات حرارية إضافية إلى لوحة الدوائر المطبوعة (PCB)، مما قد يوفر تبديدًا حراريًا أفضل قليلاً من بعض عبوات SMD، اعتمادًا على التصميم.

9.2 المقايضات (Trade-offs)

مساحة اللوحة والأتمتة:تتطلب مكونات ثقوب التمرير حفر ثقوب في لوحة الدوائر المطبوعة (PCB)، وتستهلك مساحة أكبر على الجانب العلوي من اللوحة، وهي أقل ملاءمة لخطوط التجميع الآلي الكامل (Pick-and-Place) مقارنة بأجزاء SMD.

الارتفاع (Profile):سيكون للتجميع الكلي ارتفاع أعلى من التصميم القائم على SMD.

10. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعايير التقنية)

س1: ما هو الغرض من تصنيف شدة الإضاءة (Binning)؟
ج1: يضمن التصنيف (Binning) الاتساق البصري. إذا كنت تستخدم عدة شاشات عرض جنبًا إلى جنب (على سبيل المثال، في ساعة متعددة الأرقام)، فإن شراء أجهزة من نفس تصنيف الشدة يضمن أن يكون لها سطوع متطابق تقريبًا، مما يمنع ظهور رقم واحد باهتًا أو أكثر سطوعًا من جيرانه.

س2: هل يمكنني قيادة هذه الشاشة مباشرة من دبوس متحكم دقيق (Microcontroller)؟
ج2: عمومًا، لا. يمكن لدبوس الإدخال/الإخراج العام (GPIO) النموذجي في المتحكم الدقيق توفير أو استيعاب تيار محدود فقط (غالبًا 20-40 مللي أمبير)، وهو على الأرجح غير كافٍ لقسم رقم كبير. علاوة على ذلك، فإن توصيل LED مباشرة بدبوس بدون مقاومة تحديد تيار يعرض كل من LED والمتحكم الدقيق للخطر. مطلوب دائرة قيادة خارجية (باستخدام ترانزستورات، أو شرائح قيادة LED مخصصة، أو مصادر تيار ثابتة).

س3: لماذا يتم التأكيد بشدة على حماية ESD؟
ج3: الوصلات شبه الموصلة داخل LED حساسة للغاية للتفريغ الكهروستاتيكي عالي الجهد، والذي يمكن أن يحدث ببساطة من التعامل البشري. قد لا يتسبب تلف ESD في فشل فوري ولكنه يمكن أن يقلل بشدة من أداء LED وعمره الافتراضي. اتباع بروتوكولات ESD هو خطوة حاسمة لضمان موثوقية المنتج.

11. حالة استخدام عملية

السيناريو: تصميم مؤقت صناعي بسيط.
يقوم مهندس بتصميم مؤقت عد تنازلي لعملية تصنيع. يحتاج المؤقت إلى أن يكون قابلاً للقراءة من عدة أمتار في مصنع جيد الإضاءة. تم اختيار ELS-2326USOWA/S530-A4 لحجم أرقامها الكبير وتصميمها الرمادي/الأبيض عالي التباين.

التنفيذ:تم التخطيط لإصدار مكون من 4 أرقام. يستخدم المهندس أبعاد التغليف لإنشاء أثر على لوحة الدوائر المطبوعة (PCB). تم اختيار شريحة قيادة LED مخصصة ذات قدرة تعددية زمنية للتحكم في 28 قسمًا (7 أقسام × 4 أرقام) بكفاءة. تم تكوين شريحة القيادة لتوفير تيار ثابت مناسب كما هو محدد في ورقة البيانات الكاملة. تم تحديد حجم مقاومات تحديد التيار وفقًا لذلك. تتضمن الدائرة ثنائيات حماية من الجهد العكسي وفقًا لتحذير ورقة البيانات. أثناء التجميع، يستخدم خط الإنتاج ممارسات آمنة من ESD. يوفر المنتج النهائي عرضًا واضحًا وموثوقًا وموحدًا للمشغل.

12. مبدأ التشغيل

شاشة العرض السباعية الأقسام هي تجميع لمصابيح ثنائية باعثة للضوء (LEDs) مرتبة في نمط يشبه الرقم ثمانية (8). كل قسم من الأقسام السبعة (المسمى من a إلى g) هو LED فردي (أو مجموعة متسلسلة/متوازية من شرائح LED). غالبًا ما يُستخدم LED إضافي للنقطة العشرية (dp). في شاشة الأنود المشترك، تكون جميع أقطاب الأنود الخاصة بمصابيح LED الأقسام متصلة معًا بدبوس جهد موجب مشترك. لإضاءة قسم معين، يتم توصيل كاثوده بجهد أقل (أرضي) من خلال دائرة تحديد تيار. في شاشة الكاثود المشترك، يكون العكس صحيح. من خلال تشغيل مجموعات مختلفة من هذه الأقسام السبعة بشكل انتقائي، يمكن تشكيل الأرقام من 0 إلى 9 وبعض الحروف (مثل A، C، E، F). يتم تحقيق اللون الأبيض في هذا الطراز المحدد باستخدام شريحة LED زرقاء أو فوق بنفسجية مغطاة بفسفور واسع الطيف يشع ضوءًا أبيض.

13. اتجاهات التكنولوجيا

بينما تظل شاشات العرض بثقوب التمرير مثل هذه ذات صلة لمتطلبات محددة للمتانة وإمكانية الخدمة، فإن الاتجاه العام في الإلكترونيات هو نحو التصغير وتكنولوجيا التثبيت السطحي (SMT). تقدم شاشات LED من نوع SMD آثارًا أصغر، وارتفاعات أقل، وهي أكثر ملاءمة للتجميع الآلي عالي السرعة. علاوة على ذلك، تستمر التطورات في تكنولوجيا شريحة LED في تحسين الفعالية الضوئية (مزيد من ناتج الضوء لكل واط من المدخلات الكهربائية)، مما يسمح بشاشات أكثر سطوعًا مع استهلاك أقل للطاقة أو تمكين استخدام شرائح أصغر لنفس السطوع. هناك أيضًا تكامل متزايد لشرائح قيادة وحدات التحكم في العرض في حلول نظام على شريحة (SoC) أكثر تعقيدًا. ومع ذلك، بالنسبة للتطبيقات التي تتطلب قراءات رقمية كبيرة وقوية ويمكن صيانتها بسهولة، تحتفظ شاشات العرض المجزأة بثقوب تمريرية بمكانة راسخة في نظام المكونات الإلكترونية.