جدول المحتويات
- 1. نظرة عامة على المنتج
- 1.1 الميزات والمزايا الرئيسية
- 1.2 التطبيقات المستهدحة والسوق
- 2. المواصفات الفنية والتفسير الموضوعي
- 2.1 التقييمات القصوى المطلقة
- 2.2 الخصائص الكهربائية والبصرية
- 3. نظام الفرز والتصنيفتشير ورقة البيانات إلى أن LTS-4801JR "مصنفة حسب شدة الإضاءة." وهذا يعني عملية فرز حيث يتم فرز الشاشات بناءً على إخراج الضوء المقاس عند تيار اختبار قياسي (عادة 1 ميلي أمبير أو 20 ميلي أمبير). وهذا يضمن أنه عند استخدام أرقام متعددة جنبًا إلى جنب، يظهر سطوعها موحدًا للمستخدم. يجب على المصممين تحديد ما إذا كانت مطابقة الشدة الدقيقة مطلوبة لتطبيقهم. لا تحدد الوثيقة رموز فرز مفصلة أو عتبات للطول الموجي (اللون) أو الجهد الأمامي، مما يشير إلى أن الفرز الأساسي يعتمد على شدة الإضاءة.4. تحليل منحنى الأداء
- 5. المعلومات الميكانيكية والتغليف
- 5.1 أبعاد الغلاف
- 5.2 تكوين الدبوس ومخطط الدائرة
- 6. إرشادات اللحام والتجميع
- 6.1 اللحام الآلي (الموجة/إعادة التدفق)
- 6.2 اللحام اليدوي
- 6.3 ظروف التخزين
- 7. اختبار الموثوقية
- 8. ملاحظات التطبيق واعتبارات التصميم
- 8.1 تحذيرات التطبيق الحرجة
- 8.2 دوائر التطبيق النموذجية
- 9. المقارنة الفنية والتمييز
- 10. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعلمات الفنية)
- 11. مثال عملي للتصميم والاستخدام
- 12. مبدأ التشغيل
- 13. اتجاهات التكنولوجيا
1. نظرة عامة على المنتج
تُعد LTS-4801JR وحدة عرض أبجدية رقمية ذات رقم واحد وسبعة مقاطع. تتميز بارتفاع رقم يبلغ 0.39 بوصة (10.0 مليمتر)، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات التي تتطلب قراءات رقمية متوسطة الحجم وواضحة. يستخدم الجهاز تقنية أشباه الموصلات المتقدمة AlInGaP (فوسفيد الألومنيوم إنديوم الغاليوم) لإنتاج لون أحمر فائق. يأتي الغلاف بوجه رمادي مع علامات مقاطع بيضاء، مما يوفر تباينًا عاليًا لتمييز ممتاز للأحرف. تم تصميم هذه الشاشة كنوع ذي أنود مشترك، وهو تكوين شائع لتبسيط دوائر القيادة في التطبيقات متعددة الإرسال.
1.1 الميزات والمزايا الرئيسية
- ارتفاع الرقم 0.39 بوصة:يوفر حجمًا متوازنًا لرؤية جيدة دون استهلاك مفرط للطاقة.
- مقاطع متواصلة ومتجانسة:يضمن انبعاث ضوء متسق عبر كل مقطع للحصول على مظهر احترافي.
- متطلبات طاقة منخفضة:تسمح تقنية AlInGaP الفعالة بإخراج ساطع عند تيارات أمامية منخفضة نسبيًا.
- سطوع عالي وتباين عالي:رقائق AlInGaP الحمراء الفائقة المدمجة مع تصميم الوجه الرمادي/المقاطع البيضاء توفر قابلية قراءة ممتازة في ظروف إضاءة مختلفة.
- زاوية مشاهدة واسعة:يوفر إضاءة ولونًا متسقين عبر نطاق مشاهدة واسع.
- مصنف حسب شدة الإضاءة:يتم فرز الوحدات حسب الشدة، مما يسمح بسطوع متسق في الشاشات متعددة الأرقام.
- غلاف خالٍ من الرصاص (متوافق مع RoHS):يتم التصنيع وفقًا للوائح البيئية التي تقيد المواد الخطرة.
- موثوقية الحالة الصلبة:تقدم مصابيح LED عمر تشغيلي طويل، ومقاومة للصدمات، وتحمل للاهتزازات مقارنة بتقنيات العرض الأخرى.
1.2 التطبيقات المستهدحة والسوق
هذه الشاشة مخصصة للاستخدام في المعدات الإلكترونية العادية. تشمل مجالات التطبيق النموذجية لوحات الأجهزة، والإلكترونيات الاستهلاكية، وقراءات التحكم الصناعي، ومعدات الاختبار والقياس، والأجهزة المنزلية حيث تكون هناك حاجة لعرض رقمي واضح. وهي مناسبة للتطبيقات التي تكون فيها الموثوقية، وقابلية القراءة، والتشغيل منخفض الطاقة اعتبارات رئيسية. تحذر ورقة البيانات صراحةً من استخدام هذا الجهاز في أنظمة السلامة الحرجة (مثل الطيران، ودعم الحياة الطبي) دون استشارة مسبقة، مما يشير إلى أن سوقها الأساسي هو الإلكترونيات التجارية والصناعية.
2. المواصفات الفنية والتفسير الموضوعي
2.1 التقييمات القصوى المطلقة
تحدد هذه التقييمات الحدود التي بعدها قد يحدث تلف دائم للجهاز. لا يُنصح بتشغيل الشاشة باستمرار عند هذه الحدود أو بالقرب منها.
- تبديد الطاقة لكل مقطع:70 ميلي واط. هذه هي أقصى طاقة يمكن تبديدها بأمان كحرارة بواسطة مقطع LED واحد.
- تيار أمامي ذروي لكل مقطع:90 ميلي أمبير. يُسمح بهذا فقط في ظروف النبض (دورة عمل 1/10، عرض نبضة 0.1 مللي ثانية) للإرسال المتعدد.
- تيار أمامي مستمر لكل مقطع:25 ميلي أمبير عند 25 درجة مئوية. يتناقص هذا التيار خطيًا بمقدار 0.33 ميلي أمبير/درجة مئوية مع زيادة درجة الحرارة المحيطة (Ta) فوق 25 درجة مئوية. على سبيل المثال، عند 50 درجة مئوية، سيكون الحد الأقصى للتيار المستمر حوالي 25 ميلي أمبير - (0.33 ميلي أمبير/درجة مئوية * 25 درجة مئوية) = 16.75 ميلي أمبير.
- نطاق درجة حرارة التشغيل والتخزين:-35 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية. يمكن للجهاز تحمل والعمل ضمن هذا النطاق الواسع لدرجة الحرارة.
- درجة حرارة اللحام:260 درجة مئوية كحد أقصى لمدة 5 ثوانٍ، مقاسة على بعد 1/16 بوصة (≈1.6 مم) أسفل مستوى الجلوس.
2.2 الخصائص الكهربائية والبصرية
هذه هي معايير الأداء النموذجية المقاسة عند درجة حرارة محيطة (Ta) تبلغ 25 درجة مئوية.
- شدة الإضاءة المتوسطة (IV):200 ميكرو كنديلا (الحد الأدنى)، 520 ميكرو كنديلا (النموذجي) عند IF=1 ميلي أمبير. هذا هو إخراج الضوء لكل مقطع. تضمن نسبة المطابقة 2:1 أنه ضمن الدفعة، لا يكون ألمع مقطع أكثر سطوعًا بمرتين من الأقل سطوعًا، وهو أمر مهم للمظهر الموحد.
- طول موجة الانبعاث الذروي (λp):639 نانومتر (النموذجي). هذا هو الطول الموجي الذي يكون عنده ناتج القدرة الطيفية أعلى، مما يحدد اللون "الأحمر الفائق".
- الطول الموجي السائد (λd):631 نانومتر (النموذجي). هذا هو الطول الموجي الواحد الذي تدركه العين البشرية، والذي قد يختلف قليلاً عن طول موجة الذروة.
- نصف عرض الخط الطيفي (Δλ):20 نانومتر (النموذجي). يشير هذا إلى نقاء اللون؛ القيمة الأصغر تعني ضوءًا أكثر أحادية اللون.
- الجهد الأمامي لكل شريحة (VF):2.10 فولت (الحد الأدنى)، 2.60 فولت (النموذجي) عند IF=20 ميلي أمبير. هذا هو انخفاض الجهد عبر LED أثناء التشغيل. يجب أن يأخذ تصميم الدائرة هذا النطاق في الاعتبار.
- التيار العكسي (IR):100 ميكرو أمبير (الحد الأقصى) عند VR=5 فولت. هذه المعلمة لأغراض الاختبار فقط؛ لا يجب تشغيل الجهاز تحت انحياز عكسي مستمر.
- التداخل:< 2.5%. يحدد هذا الحد الأدنى من تسرب الضوء من مقطع غير مضاء مجاور لمقطع مضاء.
3. نظام الفرز والتصنيف
تشير ورقة البيانات إلى أن LTS-4801JR "مصنفة حسب شدة الإضاءة." وهذا يعني عملية فرز حيث يتم فرز الشاشات بناءً على إخراج الضوء المقاس عند تيار اختبار قياسي (عادة 1 ميلي أمبير أو 20 ميلي أمبير). وهذا يضمن أنه عند استخدام أرقام متعددة جنبًا إلى جنب، يظهر سطوعها موحدًا للمستخدم. يجب على المصممين تحديد ما إذا كانت مطابقة الشدة الدقيقة مطلوبة لتطبيقهم. لا تحدد الوثيقة رموز فرز مفصلة أو عتبات للطول الموجي (اللون) أو الجهد الأمامي، مما يشير إلى أن الفرز الأساسي يعتمد على شدة الإضاءة.
4. تحليل منحنى الأداء
بينما يشير المقتطف النصي المقدم إلى "منحنيات الخصائص الكهربائية/البصرية النموذجية"، لا يتم تضمين الرسوم البيانية المحددة في النص. عادةً، ستتضمن ورقة البيانات هذه المنحنيات الأساسية التالية لتحليل التصميم:
- التيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي (منحنى I-V):يوضح العلاقة غير الخطية، وهي حاسمة لتصميم دوائر تحديد التيار.
- شدة الإضاءة مقابل التيار الأمامي (منحنى I-L):يوضح كيف يزيد إخراج الضوء مع التيار، وغالبًا ما يُظهر علاقة شبه خطية ضمن نطاق التشغيل.
- شدة الإضاءة مقابل درجة الحرارة المحيطة:يوضح تقليل تصنيف إخراج الضوء مع زيادة درجة الحرارة، وهو أمر بالغ الأهمية لتطبيقات البيئات عالية الحرارة.
- توزيع القدرة الطيفية النسبي:رسم بياني يرسم الشدة مقابل الطول الموجي، يظهر الذروة عند ~639 نانومتر وعرض الطيف.
يجب على المصممين الرجوع إلى ملف PDF الكامل لهذه الرسوم البيانية لإجراء تنبؤات دقيقة حول الأداء في ظروف تشغيل محددة.
5. المعلومات الميكانيكية والتغليف
5.1 أبعاد الغلاف
تحتوي الشاشة على عامل شكل قياسي من نوع DIP (حزمة مزدوجة الخط) مثقوبة. تشمل ملاحظات الأبعاد الرئيسية:
- جميع الأبعاد بالمليمترات مع تسامح عام ±0.25 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك.
- تسامح انحراف طرف الدبوس هو ±0.40 مم، والذي يجب مراعاته لوضع فتحة PCB.
- قطر فتحة PCB الموصى به هو 1.0 مم للحام موثوق.
- تحدد مواصفات الجودة المواد الغريبة، والفقاعات في المقطع، وانحناء العاكس، وتلوث حبر السطح لضمان الوضوح البصري وجودة الجمالية.
5.2 تكوين الدبوس ومخطط الدائرة
LTS-4801JR هو جهاز ذو 10 دبابيس بتكوين أنود مشترك. يظهر مخطط الدائرة الداخلي جميع المقاطع السبعة (A-G) والنقطة العشرية (DP) مع كاثوداتها المتصلة بدبابيس فردية. يتم توصيل الأنودات لجميع المقاطع معًا داخليًا وإخراجها إلى دبوسين (الدبوس 3 والدبوس 8)، واللذان يتم توصيلهما داخليًا أيضًا. وهذا يسمح بمرونة في تخطيط PCB واتصال الطاقة.
توصيل الدبابيس:
1: كاثود G
2: كاثود F
3: أنود مشترك (متصل داخليًا بالدبوس 8)
4: كاثود E
5: كاثود D
6: كاثود D.P. (النقطة العشرية)
7: كاثود C
8: أنود مشترك (متصل داخليًا بالدبوس 3)
9: كاثود B
10: كاثود A
6. إرشادات اللحام والتجميع
6.1 اللحام الآلي (الموجة/إعادة التدفق)
الشرط الموصى به هو 260 درجة مئوية لمدة 5 ثوانٍ، مقاسة على بعد 1.6 مم (1/16 بوصة) أسفل مستوى جلوس الغلاف. يجب ألا تتجاوز درجة حرارة جسم المكون نفسه الحد الأقصى للتقييم خلال هذه العملية.
6.2 اللحام اليدوي
للحام اليدوي، يمكن استخدام درجة حرارة 350 درجة مئوية ±30 درجة مئوية، ولكن يجب تحديد وقت اللحام بـ 5 ثوانٍ لكل دبوس، مرة أخرى مقاسة من 1.6 مم أسفل مستوى الجلوس. يجب الحرص على تجنب التعرض الطويل للحرارة.
6.3 ظروف التخزين
على الرغم من عدم ذكرها صراحةً للتخزين، فإن نطاق درجة حرارة التشغيل والتخزين هو -35 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية. من الممارسات الجيدة تخزين المكونات في بيئة جافة ومسيطر عليها لمنع امتصاص الرطوبة الذي يمكن أن يسبب "انفجار" أثناء اللحام.
7. اختبار الموثوقية
يخضع الجهاز لمجموعة شاملة من اختبارات الموثوقية بناءً على المعايير العسكرية (MIL-STD)، واليابانية (JIS)، والداخلية. وهذا يضمن المتانة تحت ضغوط بيئية مختلفة.
- اختبار عمر التشغيل (RTOL):1000 ساعة عند أقصى تيار مقنن في درجة حرارة الغرفة.
- اختبارات الإجهاد البيئي:تشمل التخزين في درجة حرارة عالية/رطوبة (65 درجة مئوية/90-95% رطوبة نسبية لمدة 500 ساعة)، والتخزين في درجة حرارة عالية (105 درجة مئوية لمدة 1000 ساعة)، والتخزين في درجة حرارة منخفضة (-35 درجة مئوية لمدة 1000 ساعة)، ودورة درجة الحرارة (-35 درجة مئوية إلى 105 درجة مئوية لمدة 30 دورة)، والصدمة الحرارية.
- اختبارات الميكانيكية/قابلية اللحام:اختبارات مقاومة اللحام (260 درجة مئوية لمدة 10 ثوانٍ) وقابلية اللحام (245 درجة مئوية لمدة 5 ثوانٍ) تتحقق من سلامة الدبابيس أثناء عمليات التجميع.
8. ملاحظات التطبيق واعتبارات التصميم
8.1 تحذيرات التطبيق الحرجة
- التقييمات القصوى المطلقة:تجاوز التقييمات للتيار، أو الطاقة، أو درجة الحرارة سيسبب تدهورًا شديدًا في إخراج الضوء أو فشلاً كارثيًا.
- حماية دائرة القيادة:يجب أن تحمي الدائرة مصابيح LED من الفولتية العكسية والارتفاعات الفولتية أثناء عمليات التشغيل/الإيقاف. المقاوم التسلسلي غير كافٍ لهذا؛ يُوصى باستخدام مقومات ثنائية أو دوائر متكاملة للقيادة ذات ميزات الحماية.
- قيادة تيار ثابت:للحصول على سطوع وعمر طويل متسقين، يُوصى بشدة بقيادة المقاطع بمصدر تيار ثابت بدلاً من مصدر جهد بسيط مع مقاوم تسلسلي، خاصة في البيئات ذات درجات الحرارة المتغيرة.
- نطاق الجهد الأمامي:يجب تصميم دائرة القيادة لتوفير التيار المطلوب عبر نطاق VFالكامل (2.10 فولت إلى 2.60 فولت عند 20 ميلي أمبير).
- إدارة الحرارة:يجب تقليل تصنيف الحد الأقصى للتيار المستمر بناءً على درجة الحرارة المحيطة الفعلية للتشغيل. قد تكون هناك حاجة إلى تهوية كافية أو تبديد حراري في البيئات المغلقة أو عالية الحرارة.
- تجنب الانحياز العكسي:يمكن أن يسبب الانحياز العكسي المستمر هجرة معدنية داخل أشباه الموصلات، مما يؤدي إلى فشل مبكر.
8.2 دوائر التطبيق النموذجية
لشاشة ذات أنود مشترك مثل LTS-4801JR، يتم توصيل الأنودات (الدبوس 3 و 8) بجهد إمداد موجب (VCC). يتم توصيل كل دبوس كاثود بمصرف تيار. يمكن تحقيق ذلك باستخدام:
- مصارف الترانزستور:ترانزستورات NPN أو MOSFETs ذات قناة N يتم التحكم فيها بواسطة متحكم دقيق.
- دوائر متكاملة للقيادة:رقائق قيادة LED مخصصة أو دبابيس منفذ متحكم دقيق ذات قدرة كافية على استهلاك التيار (تذكر حد 25 ميلي أمبير لكل مقطع). عادةً ما يتم وضع مقاوم محدد للتيار على التوالي مع كل مقطع أو في مسار الأنود المشترك عند استخدام مصدر جهد، لكن دائرة التيار الثابت أفضل.
للإرسال المتعدد لأرقام متعددة، يتم تبديل الأنودات المشتركة لأرقام مختلفة بالتتابع بتردد عالٍ، بينما يتم عرض أنماط الكاثود المناسبة لكل رقم. وهذا يقلل من عدد دبابيس الإدخال/الإخراج المطلوبة.
9. المقارنة الفنية والتمييز
تميز LTS-4801JR نفسها من خلال عدة سمات رئيسية:
- تقنية المواد (AlInGaP):مقارنة بمصابيح LED القديمة من نوع GaAsP أو GaP، تقدم AlInGaP كفاءة وسطوعًا أعلى بكثير، خاصة في طيف الأحمر/البرتقالي/الكهرماني، مما يؤدي إلى استهلاك طاقة أقل لنفس إخراج الضوء.
- لون أحمر فائق:يوفر الطول الموجي السائد/الذروي 631-639 نانومتر لونًا أحمر نابضًا بالحياة وعميقًا مشبعًا ومرئيًا.
- فرز الشدة:لا تقدم جميع الشاشات مطابقة مضمونة لشدة الإضاءة، وهو أمر بالغ الأهمية للتطبيقات متعددة الأرقام لتجنب السطوع غير المتساوي.
- نطاق درجة حرارة واسع:نطاق التشغيل من -35 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية قوي للتطبيقات الصناعية والسيارات (غير الحرجة للسلامة).
10. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعلمات الفنية)
س: هل يمكنني قيادة هذه الشاشة مباشرة من دبوس متحكم دقيق 5 فولت؟
ج: ليس مباشرة لاستهلاك التيار. يمكن لدبوس متحكم دقيق عادةً استهلاك 20-25 ميلي أمبير، وهو الحد الأقصى المطلق لمقطع واحد. هذا لا يترك هامش أمان ويخاطر بتلف كل من LED والمتحكم الدقيق. من الأفضل دائمًا استخدام ترانزستور أو دائرة متكاملة للقيادة. لتزويد التيار (إلى الأنود المشترك)، قد لا يوفر الدبوس تيارًا كافيًا لجميع المقاطع المضاءة في وقت واحد (7*20 ميلي أمبير=140 ميلي أمبير).
س: لماذا يوجد دبوسان أنود مشترك (3 و 8)؟
ج: إنهما متصلان داخليًا. وهذا يوفر مرونة في التخطيط، ويسمح بتوصيل الأنود من جانبي PCB لمقاومة أقل، ويمكن أن يساعد في تبديد الحرارة باستخدام كلا الدبوسين.
س: ما الفرق بين طول موجة الذروة والطول الموجي السائد؟
ج: طول موجة الذروة (λp) هو الذروة الفيزيائية لطيف انبعاث الضوء. يتم حساب الطول الموجي السائد (λd) بناءً على استجابة العين البشرية للون (منحنى CIE) ويمثل اللون المُدرك. غالبًا ما يكونان متقاربين لكن ليسا متطابقين.
س: كيف أحسب قيمة المقاوم التسلسلي؟
ج: إذا كنت تستخدم مصدر جهد بسيط (Vsupply)، فإن الصيغة هي R = (Vsupply- VF) / IF. استخدم الحد الأقصى لـ VFمن ورقة البيانات (2.60 فولت) لضمان تحقيق الحد الأدنى من التيار. على سبيل المثال، مع إمداد 5 فولت و IFمطلوب 20 ميلي أمبير: R = (5V - 2.6V) / 0.02A = 120 أوم. احسب دائمًا لقيم إمداد وتيارات مختلفة.
11. مثال عملي للتصميم والاستخدام
السيناريو: تصميم قراءة فولتميتر مكون من 4 أرقام.
- اختيار المكونات:استخدم أربع شاشات LTS-4801JR. تأكد من أنها من نفس دفعة الشدة إذا كان السطوع الموحد حرجًا.
- طريقة القيادة:نفذ الإرسال المتعدد. قم بتوصيل جميع كاثودات المقاطع المقابلة (A, B, C,... DP) معًا عبر الشاشات الأربع. استخدم أربعة ترانزستورات NPN (مثل 2N3904) للتحكم في الأنود المشترك لكل رقم على حدة.
- التحكم في التيار:ضع مقاومًا محددًا للتيار واحد في المسار المشترك لمجمعات الترانزستور (قبل الأنودات). نظرًا لأنه يتم إضاءة رقم واحد فقط في كل مرة، يتم حساب قيمة المقاوم للتيار الكلي لرقم واحد (مثل 8 مقاطع * 5 ميلي أمبير لكل = 40 ميلي أمبير). بدلاً من ذلك، استخدم دائرة متكاملة لقيادة التيار الثابت لكل خط كاثود لدقة أفضل.
- واجهة المتحكم الدقيق:استخدم 7-8 دبابيس متحكم دقيق لأنماط المقاطع (الكاثودات) و 4 دبابيس للتحكم في ترانزستورات اختيار الرقم (الأنودات).
- البرمجيات:في الحلقة الرئيسية، قم بتشغيل ترانزستور رقم واحد بالتتابع، وأخرج نمط المقطع لذلك الرقم، وانتظر وقتًا قصيرًا (1-5 مللي ثانية)، ثم انتقل إلى الرقم التالي. يجب أن يكون معدل التحديث أعلى من 60 هرتز لتجنب الوميض.
- الحماية:أضف مقاومات صغيرة القيمة (مثل 100Ω) على التوالي مع قاعدة كل ترانزستور ودبابيس المتحكم الدقيق لتحديد التيار. تأكد من أن مصدر الطاقة نظيف وخالٍ من الارتفاعات.
12. مبدأ التشغيل
الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) هو صمام ثنائي تقاطع p-n شبه موصل. عندما يتم تطبيق جهد أمامي يتجاوز عتبة الصمام الثنائي (VF)، تندمج الإلكترونات من المادة من النوع n مع الفجوات من المادة من النوع p في منطقة الاستنزاف. يطلق حدث الاندماج هذا الطاقة. في الصمامات الثنائية القياسية، تكون هذه الطاقة حرارية في المقام الأول. في مواد LED مثل AlInGaP، تكون طاقة فجوة النطاق لأشباه الموصلات بحيث تكون الطاقة المنطلقة في شكل فوتونات (ضوء). يتم تحديد الطول الموجي المحدد (اللون) للضوء مباشرة بواسطة طاقة فجوة النطاق لمادة أشباه الموصلات. تمتلك AlInGaP فجوة نطاق تنتج فوتونات في الجزء الأحمر إلى الكهرماني من الطيف المرئي. تقوم شاشة السبعة مقاطع ببساطة بتغليف رقائق LED متعددة من هذا القبيل (واحدة لكل مقطع والنقطة العشرية) في ترتيب قياسي، مع إخراج اتصالاتها الكهربائية إلى دبابيس للتحكم الخارجي.
13. اتجاهات التكنولوجيا
يمثل استخدام AlInGaP تقدمًا مقارنة بمواد LED السابقة للألوان الحمراء/البرتقالية. تشمل الاتجاهات الحالية في تكنولوجيا العرض ذات الصلة بمثل هذه المكونات:
- زيادة الكفاءة:يهدف البحث المستمر في علوم المواد إلى تحسين الكفاءة الكمية الداخلية (IQE) وكفاءة استخراج الضوء لمصابيح LED، مما يؤدي إلى سطوع أعلى عند تيارات أقل.
- التصغير:بينما يعد 0.39 بوصة حجمًا قياسيًا، هناك اتجاه نحو شاشات أصغر وأعلى كثافة باستخدام حزم SMD (جهاز مثبت على السطح) بدلاً من حزم DIP المثقوبة للتجميع الآلي.
- التكامل:يتم دمج الإلكترونيات القيادية بشكل متزايد إما في وحدة العرض نفسها (شاشات ذكية) أو في دوائر متكاملة أكثر تطورًا لقيادة التيار الثابت متعدد القنوات مما يبسط تصميم النظام.
- نطاق ألوان أوسع:على الرغم من أن هذه شاشة أحادية اللون، فإن تطوير تكنولوجيا المواد الأساسية لمصابيح LED الحمراء يفيد أيضًا شاشات RGB الملونة الكاملة، مما يدفع نحو ألوان أكثر نقاءً وتشبعًا.
- التركيز على الموثوقية والتوحيد القياسي:مع اختراق مصابيح LED لتطبيقات أكثر تطلبًا، أصبحت الاختبارات الموحدة (كما هو موضح في قسم الموثوقية) ومواصفات العمر الأكثر تفصيلاً (تقييمات L70، L90) شائعة.
على الرغم من هذه الاتجاهات، تظل شاشات السبعة مقاطع المنفصلة مثل LTS-4801JR ذات صلة عالية للتطبيقات التي تتطلب إخراجًا رقميًا بسيطًا وموثوقًا ومنخفض التكلفة ويمكن قراءته بدرجة عالية حيث لا تكون هناك حاجة لعرض رسومي كامل.
مصطلحات مواصفات LED
شرح كامل للمصطلحات التقنية للـ LED
الأداء الكهروضوئي
| المصطلح | الوحدة/التمثيل | شرح مبسط | لماذا هو مهم |
|---|---|---|---|
| الكفاءة الضوئية | لومن/وات | الإخراج الضوئي لكل واط من الكهرباء، أعلى يعني أكثر كفاءة في استخدام الطاقة. | يحدد مباشرة درجة كفاءة الطاقة وتكلفة الكهرباء. |
| التدفق الضوئي | لومن | إجمالي الضوء المنبعث من المصدر، يسمى عادةً "السطوع". | يحدد ما إذا كان الضوء ساطعًا بما يكفي. |
| زاوية الرؤية | درجة، مثل 120 درجة | الزاوية التي ينخفض فيها شدة الضوء إلى النصف، يحدد عرض الحزمة. | يؤثر على نطاق الإضاءة والتوحيد. |
| درجة حرارة اللون | كلفن، مثل 2700K/6500K | دفء/برودة الضوء، القيم المنخفضة صفراء/دافئة، العالية بيضاء/باردة. | يحدد أجواء الإضاءة والسيناريوهات المناسبة. |
| مؤشر تجسيد اللون | بدون وحدة، 0-100 | القدرة على تقديم ألوان الكائن بدقة، Ra≥80 جيد. | يؤثر على أصالة اللون، يُستخدم في أماكن الطلب العالي مثل المراكز التجارية والمتاحف. |
| تفاوت اللون | خطوات بيضاوي ماك آدم، مثل "5 خطوات" | مقياس اتساق اللون، خطوات أصغر تعني لون أكثر اتساقًا. | يضمن لونًا موحدًا عبر نفس دفعة مصابيح LED. |
| الطول الموجي المهيمن | نانومتر، مثل 620 نانومتر (أحمر) | الطول الموجي المقابل للون مصابيح LED الملونة. | يحدد تدرج اللون الأحمر، الأصفر، الأخضر مصابيح LED أحادية اللون. |
| توزيع الطيفي | منحنى الطول الموجي مقابل الشدة | يُظهر توزيع الشدة عبر الأطوال الموجية. | يؤثر على تجسيد اللون وجودة اللون. |
المعايير الكهربائية
| المصطلح | الرمز | شرح مبسط | اعتبارات التصميم |
|---|---|---|---|
| الجهد الأمامي | Vf | الحد الأدنى للجهد لتشغيل LED، مثل "عتبة البدء". | يجب أن يكون جهد مصدر التشغيل ≥ Vf، تضاف الفولتية لمصابيح LED المتسلسلة. |
| التيار الأمامي | If | قيمة التيار للعمل العادي لمصباح LED. | عادةً استخدام تشغيل تيار ثابت، التيار يحدد السطوع وعمر التشغيل. |
| التيار النبضي الأقصى | Ifp | تيار الذروة الذي يمكن تحمله لفترات قصيرة، يُستخدم للتعتير أو الوميض. | يجب التحكم بدقة في عرض النبضة ودورة العمل لتجنب التلف. |
| الجهد العكسي | Vr | أقصى جهد عكسي يمكن أن يتحمله LED، التجاوز قد يسبب انهيارًا. | يجب على الدائرة منع الاتصال العكسي أو ارتفاع الجهد. |
| المقاومة الحرارية | Rth (°C/W) | مقاومة نقل الحرارة من الشريحة إلى نقطة اللحام، الأقل أفضل. | المقاومة الحرارية العالية تتطلب تبديد حرارة أقوى. |
| مناعة التفريغ الكهروستاتيكي | V (HBM)، مثل 1000V | القدرة على تحمل التفريغ الكهروستاتيكي، أعلى يعني أقل عرضة للتلف الكهروستاتيكي. | يجب اتخاذ إجراءات مضادة للكهرباء الساكنة في الإنتاج، خاصةً لمصابيح LED الحساسة. |
إدارة الحرارة والموثوقية
| المصطلح | المقياس الرئيسي | شرح مبسط | التأثير |
|---|---|---|---|
| درجة حرارة الوصلة | Tj (°C) | درجة حرارة التشغيل الفعلية داخل شريحة LED. | كل انخفاض 10°C قد يضاعف عمر التشغيل؛ عالي جدًا يسبب تدهور الضوء، انزياح اللون. |
| تدهور التدفق الضوئي | L70 / L80 (ساعة) | الوقت اللازم لانخفاض السطوع إلى 70% أو 80% من القيمة الأولية. | يحدد مباشرة "عمر الخدمة" لمصباح LED. |
| الحفاظ على التدفق الضوئي | %، مثل 70% | النسبة المئوية للسطوع المتبقي بعد الوقت. | يشير إلى قدرة الحفاظ على السطوع على المدى الطويل. |
| انزياح اللون | Δu′v′ أو بيضاوي ماك آدم | درجة تغير اللون أثناء الاستخدام. | يؤثر على اتساق اللون في مشاهد الإضاءة. |
| الشيخوخة الحرارية | تدهور المادة | التدهور بسبب درجة الحرارة العالية على المدى الطويل. | قد يسبب انخفاض السطوع، تغير اللون، أو فشل الدائرة المفتوحة. |
التعبئة والمواد
| المصطلح | الأنواع الشائعة | شرح مبسط | الميزات والتطبيقات |
|---|---|---|---|
| نوع التغليف | EMC، PPA، السيراميك | مادة الغلاف التي تحمي الشريحة، توفر واجهة بصرية/حرارية. | EMC: مقاومة حرارة جيدة، تكلفة منخفضة؛ السيراميك: تبديد حرارة أفضل، عمر أطول. |
| هيكل الشريحة | أمامي، شريحة معكوسة | ترتيب أقطاب الشريحة. | الشريحة المعكوسة: تبديد حرارة أفضل، كفاءة ضوئية أعلى، للطاقة العالية. |
| طلاء الفسفور | YAG، السيليكات، النتريدات | يغطي الشريحة الزرقاء، يحول بعضها إلى أصفر/أحمر، يخلط إلى أبيض. | الفسفورات المختلفة تؤثر على الكفاءة الضوئية، درجة حرارة اللون، ومؤشر تجسيد اللون. |
| العدسة/البصريات | مسطحة، العدسات الدقيقة، الانعكاس الداخلي الكلي | الهيكل البصري على السطح يتحكم في توزيع الضوء. | يحدد زاوية الرؤية ومنحنى توزيع الضوء. |
مراقبة الجودة والتصنيف
| المصطلح | محتوى الفرز | شرح مبسط | الغرض |
|---|---|---|---|
| فرز التدفق الضوئي | الرمز مثل 2G، 2H | مجمعة حسب السطوع، كل مجموعة لها قيم لومن دنيا/قصوى. | يضمن سطوعًا موحدًا في نفس الدفعة. |
| فرز الجهد | الرمز مثل 6W، 6X | مجمعة حسب نطاق الجهد الأمامي. | يسهل مطابقة مصدر التشغيل، يحسن كفاءة النظام. |
| فرز اللون | 5 خطوات بيضاوي ماك آدم | مجمعة حسب إحداثيات اللون، تضمن نطاق ضيق. | يضمن اتساق اللون، يتجنب لون غير متساوٍ داخل التركيبة. |
| فرز درجة حرارة اللون | 2700K، 3000K إلخ. | مجمعة حسب درجة حرارة اللون، لكل منها نطاق إحداثي مقابل. | يلبي متطلبات درجة حرارة اللون لمشاهد مختلفة. |
الاختبار والشهادات
| المصطلح | المعيار/الاختبار | شرح مبسط | الأهمية |
|---|---|---|---|
| LM-80 | اختبار الحفاظ على التدفق الضوئي | إضاءة طويلة الأمد في درجة حرارة ثابتة، تسجيل بيانات تدهور السطوع. | يُستخدم لتقدير عمر مصباح LED (مع TM-21). |
| TM-21 | معيار تقدير العمر | يقدر العمر تحت الظروف الفعلية بناءً على بيانات LM-80. | يوفر تنبؤ علمي للعمر. |
| IESNA | جمعية هندسة الإضاءة | يغطي طرق الاختبار البصرية، الكهربائية، الحرارية. | أساس اختبار معترف به في الصناعة. |
| RoHS / REACH | شهادة بيئية | يضمن عدم وجود مواد ضارة (الرصاص، الزئبق). | شرط الوصول إلى السوق دوليًا. |
| ENERGY STAR / DLC | شهادة كفاءة الطاقة | شهادة كفاءة الطاقة والأداء لمنتجات الإضاءة. | يُستخدم في المشتريات الحكومية، برامج الدعم، يعزز القدرة التنافسية. |