ورقة بيانات شاشة LED طراز LTS-549AJD - ارتفاع الرقم 0.52 بوصة - لون أحمر شديد - جهد أمامي 2.6 فولت - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

LTS-549AJD هي وحدة عرض رقمية فردية عالية الأداء مصممة للتطبيقات التي تتطلب قراءات رقمية واضحة وساطعة وموثوقة. وظيفتها الأساسية هي تمثيل رقم عشري فردي (0-9) بصريًا جنبًا إلى جنب مع الفاصلة العشرية. تم تصميم الجهاز للتكامل في الأنظمة الإلكترونية المختلفة حيث تعتبر كفاءة المساحة وإمكانية القراءة اعتبارات رئيسية.

تشمل مجالات التطبيق الرئيسية لهذه الشاشة: أدوات القياس الصناعية، ومعدات الاختبار والقياس، والأجهزة المنزلية الاستهلاكية، ولوحات عدادات السيارات (الشاشات الثانوية)، وأجهزة نقاط البيع. يعطي تصميمها الأولوية للموثوقية طويلة الأمد والأداء المتسق تحت ظروف التشغيل القياسية.

2. الغوص العميق في المواصفات الفنية

2.1 الخصائص البصرية

يتم تعريف الأداء البصري من خلال عدة معايير رئيسية تم قياسها تحت ظروف الاختبار القياسية (Ta=25°C).شدة الإضاءة المتوسطة (Iv)لها قيمة نموذجية تبلغ 700 µcd عند تشغيلها بتيار أمامي (IF) قدره 1 مللي أمبير، مع نطاق محدد من 320 µcd (الحد الأدنى) فما فوق. ترتبط هذه المعلمة ارتباطًا مباشرًا بسطوع القطع كما يُدرك.

يتم تعريف اللون على أنهأحمر شديد، ويتم تحقيقه باستخدام مادة أشباه الموصلات AlInGaP (فوسفيد الألومنيوم إنديوم الغاليوم).طول موجة الانبعاث الذروي (λp)هو نموذجيًا 650 نانومتر، بينماطول الموجة السائد (λd)محدد عند 639 نانومتر (IF=20mA).نصف عرض الخط الطيفي (Δλ)هو 20 نانومتر، مما يشير إلى نقاء الطيف للضوء المنبعث.نسبة مطابقة شدة الإضاءةبقيمة 2:1 (الحد الأقصى) تضمان توحيد السطوع بين القطع المختلفة لنفس الرقم.

2.2 الخصائص الكهربائية

تحدد المعلمات الكهربائية حدود التشغيل وظروفه للجهاز.الحدود القصوى المطلقةيجب عدم تجاوزها لمنع التلف الدائم. تشمل الحدود الرئيسية:استهلاك الطاقة لكل قطعة70 ملي واط،تيار أمامي ذروي لكل قطعة90 مللي أمبير (تحت ظروف النبض: دورة عمل 1/10، عرض النبضة 0.1 مللي ثانية)، وتيار أمامي مستمر لكل قطعة25 مللي أمبير عند 25°C، مع تخفيض خطي بمعدل 0.33 مللي أمبير/°C فوق 25°C. الحد الأقصىالجهد العكسي لكل قطعةهو 5 فولت.

تحت ظروف التشغيل النموذجية (IF=20mA)،الجهد الأمامي لكل قطعة (VF)يتراوح من 2.1 فولت إلى 2.6 فولت.التيار العكسي لكل قطعة (IR)هو حد أقصى 100 ميكرو أمبير عند تطبيق جهد عكسي (VR) قدره 5 فولت. هذه القيم حاسمة لتصميم دائرة تحديد التيار المناسبة.

2.3 المواصفات الحرارية والبيئية

تم تصنيف الجهاز لنطاقدرجة حرارة التشغيلمن -35°C إلى +85°C ونطاقدرجة حرارة التخزينمن -35°C إلى +85°C. يضمن هذا النطاق الواسع الوظيفة في ظروف بيئية مختلفة. بالنسبة للتجميع، فإن الحد الأقصى المسموح بهلدرجة حرارة اللحامهو 260°C لمدة أقصاها 3 ثوانٍ، مقاسة على بعد 1.6 مم تحت مستوى جلوس المكون. الالتزام بهذه الحدود الحرارية أمر بالغ الأهمية أثناء عملية لحام إعادة التدفق لتجنب إتلاف رقائق LED الداخلية والتغليف.

3. نظام التصنيف والفرز

تشير ورقة بيانات المنتج إلى أن الأجهزةمصنفة حسب شدة الإضاءة. وهذا يعني وجود عملية فرز حيث يتم تصنيف الوحدات ووسمها وفقًا لقياس خرج الضوء (Iv) عند تيار اختبار قياسي (عادة 1 مللي أمبير، وفقًا لورقة البيانات). وهذا يسمح للمصممين باختيار شاشات ذات مستويات سطوع متسقة لتطبيقاتهم، مما يضمن التوحيد البصري في الشاشات متعددة الأرقام أو عبر المنتجات المختلفة. عادةً ما يتم تعريف رموز التصنيف المحددة أو نطاقات الشدة للاختيار التجاري في أدلة اختيار المنتج المنفصلة.

4. تحليل منحنيات الأداء

تشير ورقة البيانات إلىمنحنيات الخصائص الكهربائية/البصرية النموذجية. بينما لا يتم تفصيل الرسوم البيانية المحددة في النص المقدم، فإن مثل هذه المنحنيات توضح عادة العلاقة بين المعلمات الرئيسية. تشمل هذه عادة:

• منحنى التيار الأمامي (IF) مقابل الجهد الأمامي (VF):يوضح العلاقة الأسية، وهي حاسمة لتحديد جهد التشغيل المطلوب لتيار مرغوب.
• منحنى شدة الإضاءة (Iv) مقابل التيار الأمامي (IF):يوضح كيف يزداد خرج الضوء مع التيار، غالبًا في منطقة خطية تقريبًا قبل التشبع، مما يوجه اختيار تيار التشغيل للسطوع المستهدف.
• منحنى شدة الإضاءة (Iv) مقابل درجة الحرارة المحيطة (Ta):يوضح انخفاض خرج الضوء مع ارتفاع درجة حرارة الوصلة، وهو أمر حيوي لإدارة الحرارة في التطبيقات عالية الحرارة أو التيار العالي.
• منحنى توزيع الطيف:رسم بياني للشدة النسبية مقابل الطول الموجي، يؤكد بصريًا أطوال الموجة الذروية (650 نانومتر) والسائدة (639 نانومتر) ونصف عرض الطيف.

توفر هذه المنحنيات إرشادات أساسية لتحسين أداء الشاشة في تصميمات الدوائر الواقعية تتجاوز بيانات النقطة الواحدة في الجداول.

5. المعلومات الميكانيكية والتغليف

5.1 الأبعاد الفيزيائية

يتميز الجهازبارتفاع رقم 0.52 بوصة (13.2 مم)، والذي يحدد الحجم الفيزيائي للحرف المعروض. يتم توفير أبعاد التغليف في رسم تفصيلي بجميع القياسات بالمليمترات. التسامحات القياسية لهذه الأبعاد هي ±0.25 مم (0.01") ما لم يُذكر خلاف ذلك. يساهم البناء الفيزيائي فيزاوية الرؤية الواسعةومظهر الحرف الممتازالمذكور في الميزات.

5.2 مخطط التوصيل والدائرة الداخلية

تحتوي الشاشة على تكوين 10 أطراف. يظهر مخطط الدائرة الداخليةهيكل كاثود مشترك. وهذا يعني أن الكاثودات (الأطراف السالبة) لجميع قطع LED (والفاصلة العشرية) متصلة داخليًا ومخرجة إلى أطراف مشتركة (الطرف 3 والطرف 8 في هذا الجهاز). لكل أنود قطعة فردي (الطرف الموجب) طرفه المخصص. التعيين المحدد للأطراف هو: 1 (القطعة J)، 3 (الكاثود المشترك)، 4 (القطعة C)، 5 (الفاصلة العشرية)، 6 (القطعة B)، 8 (الكاثود المشترك)، 9 (القطعة H)، 10 (القطعة G). الطرفان 2 و7 مذكوران كـ "لا اتصال" (N.C.). هذا التكوين مثالي لمشغلات التعدد في الشاشات متعددة الأرقام.

6. إرشادات اللحام والتجميع

كما هو مذكور في الحدود القصوى المطلقة، يمكن للمكون تحملدرجة حرارة لحام قصوى 260°C لمدة أقصاها 3 ثوانٍ. هذا تصنيف قياسي لعمليات لحام إعادة التدفق الخالية من الرصاص. نقطة القياس حرجة: 1.6 مم تحت مستوى الجلوس. يجب على المصممين التأكد من أن ملف تعريف إعادة التدفق الخاص بهم لا يتجاوز هذا الحد لمنع تشقق التغليف، أو التقشير، أو تلف روابط الأسلاك والرقائق شبه الموصلة بالداخل. بالنسبة للحام اليدوي، يجب استخدام مكواة ذات درجة حرارة مضبوطة مع وقت تلامس أدنى. يجب دائمًا اتباع إجراءات التعامل مع التفريغ الكهروستاتيكي (ESD) المناسبة أثناء التجميع.

7. اقتراحات التطبيق

7.1 دوائر التطبيق النموذجية

نظرًا لتصميمها ذي الكاثود المشترك، فإن LTS-549AJD يتم تشغيلها بشكل مثالي بواسطة متحكم دقيق أو دائرة متكاملة مخصصة لمشغل العرض. تتضمن الدائرة النموذجية توصيل أطراف الكاثود المشتركة (3 و 8) بالأرضي (أو مصرف التيار على المشغل). يتم توصيل كل طرف أنود قطعة بمخرج المشغل من خلال مقاومة تحديد تيار. يتم حساب قيمة المقاومة (R) بناءً على جهد التغذية (Vcc)، والتيار الأمامي المطلوب (IF، على سبيل المثال 20mA للسطوع الكامل)، وجهد LED الأمامي (VF، استخدم 2.6 فولت كحد أقصى للسلامة): R = (Vcc - VF) / IF. لتغذية 5 فولت وتيار 20mA، R ≈ (5 - 2.6) / 0.02 = 120 أوم.

7.2 اعتبارات التصميم

• تحديد التيار:استخدم دائمًا مقاومات تحديد تيار خارجية. تشغيل مصابيح LED مباشرة من مصدر جهد أو طرف متحكم دقيق بدون مقاومة سيسبب تدفق تيار مفرط، مما يؤدي إلى فشل فوري.
• التعدد:للشاشات متعددة الأرقام، يتم استخدام تقنية تعدد حيث يتم إضاءة الأرقام واحدًا تلو الآخر بسرعة. تصميم الكاثود المشترك مثالي لهذا. يقوم المشغل بتوصيل كاثود كل رقم بالأرضي بالتتابع أثناء عرض بيانات القطعة لذلك الرقم على خطوط الأنود.
• استهلاك الطاقة:تأكد من أن الطاقة المحسوبة لكل قطعة (VF * IF) لا تتجاوز الحد الأقصى المسموح به وهو 70 ملي واط، خاصة في البيئات عالية الحرارة. ضع في اعتبارك تخفيض التيار الأمامي إذا كانت درجة الحرارة المحيطة مرتفعة.
• زاوية الرؤية:زاوية الرؤية الواسعة مفيدة، ولكن يجب مراعاة اتجاه الشاشة في المنتج النهائي لتعظيم إمكانية القراءة للمستخدم النهائي.

8. المقارنة والتمييز الفني

يستخدم LTS-549AJDتكنولوجيا AlInGaP (فوسفيد الألومنيوم إنديوم الغاليوم)لانبعاثه الأحمر. مقارنة بالتكنولوجيات الأقدم مثل GaAsP (فوسفيد زرنيخيد الغاليوم)، فإن AlInGaP يوفر كفاءة إضاءة أعلى بكثير، مما يؤدي إلى سطوع أكبر لنفس تيار التشغيل، واستقرار حراري أفضل. يشير تعيين "أحمر شديد" إلى درجة محددة وأعمق من اللون الأحمر بطول موجي سائد حوالي 639-650 نانومتر، مما قد يوفر خصائص جمالية أو وظيفية مختلفة مقارنة بمصابيح LED الحمراء القياسية. يساعد استخدامركيزة GaAs غير الشفافةفي تحسين التباين عن طريق تقليل تشتت الضوء الداخلي والانعكاس، مما يساهم في ميزة "التباين العالي".

9. الأسئلة الشائعة (FAQ)

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

ج: لا. يجب عليك استخدام مقاومة تحديد تيار على التوالي مع كل قطعة. لا يمكن لطرف متحكم دقيق توفير 20 مللي أمبير بشكل مستمر بأمان، وبدون مقاومة، سيسحب LED تيارًا مفرطًا ويدمر.

س: ما الفرق بين "طول الموجة الذروي" و"طول الموجة السائد"؟

ج: طول الموجة الذروي (λp) هو الطول الموجي الذي يكون فيه طيف الانبعاث بأقصى شدة. طول الموجة السائد (λd) هو الطول الموجي الفردي للضوء أحادي اللون الذي يتطابق مع اللون المدرك لـ LED. بالنسبة لهذا LED الأحمر، λp هو 650 نانومتر (الذروة الفيزيائية)، ولكن العين البشرية تدركه على أنه مكافئ لضوء أحمر نقي بطول 639 نانومتر.

س: تظهر ورقة البيانات طرفي كاثود مشترك (3 و 8). هل أحتاج إلى توصيل كليهما؟

ج: نعم، للحصول على أداء أمثل وتوزيع تيار، يوصى بتوصيل طرفي الكاثود المشترك بالأرضي (أو مصرف التيار). وهذا يضمن سطوعًا متساويًا عبر جميع القطع.

س: كيف أحسب قيمة المقاومة لسطوع أقل من النموذجي 20 مللي أمبير؟

ج: استخدم قانون أوم مع التيار الأمامي المطلوب (IF). على سبيل المثال، لـ 10 مللي أمبير عند 5 فولت: R = (5V - 2.6V) / 0.01A = 240 أوم. راجع منحنى Iv مقابل IF (المفاهيمي) لتقدير تخفيض السطوع المقابل.

10. مبادئ التشغيل

LTS-549AJD هو جهاز إضاءة ذو حالة صلبة. يعتمد تشغيله على الإضاءة الكهربائية في وصلة p-n شبه موصلة مصنوعة من مواد AlInGaP. عند تطبيق جهد أمامي يتجاوز عتبة الوصلة (حوالي 2.1 فولت)، يتم حقن الإلكترونات من المنطقة من النوع n والفجوات من المنطقة من النوع p في المنطقة النشطة. عندما تتحد حاملات الشحن هذه، فإنها تطلق الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). يحدد التركيب المحدد لسبيكة AlInGaP طاقة فجوة النطاق، والتي تحدد مباشرة الطول الموجي (اللون) للضوء المنبعث - في هذه الحالة، في طيف الأحمر الشديد. ينبعث الضوء من خلال السطح العلوي للرقاقة، وهو جزء من قطعة على شكل رقم، ويمر عبر الوجه الرمادي مع قطع بيضاء لتعزيز التباين.

11. اتجاهات التكنولوجيا

بينما تظل شاشات LED الرقمية الفردية المنفصلة مثل LTS-549AJD ذات صلة للتطبيقات المحددة التي تتطلب البساطة والمتانة وإمكانية القراءة المباشرة، فإن الاتجاه الأوسع في تكنولوجيا العرض يتجه نحو التكامل والتقليص. وهذا يشمل الاعتماد الواسع النطاق لشاشات LED ذات المصفوفة النقطية، وشاشات OLED، وشاشات LCD التي توفر مرونة أكبر في عرض الأحرف الأبجدية الرقمية والرسومات. علاوة على ذلك، حلت حزم LED من نوع جهاز التركيب السطحي (SMD) إلى حد كبير محل الأنواع ذات الثقب في الإلكترونيات الاستهلاكية المنتجة بكميات كبيرة بسبب مزايا التجميع الآلي. ومع ذلك، تحتفظ الشاشات ذات الثقب مثل هذه بمكانة قوية في التطبيقات الصناعية والسيارات والتحديث حيث يُفضل تركيب لوحة الدوائر المطبوعة ذات الثقب للقوة الميكانيكية، وإمكانية الخدمة، أو توافق التصميم القديم. تستمر تكنولوجيا مادة AlInGaP الأساسية في التحسين من أجل كفاءة وموثوقية أعلى.