ورقة بيانات شاشة LED طراز LSHD-A101 - ارتفاع الرقم 0.3 بوصة - لون أحمر من مادة AlInGaP - جهد أمامي 2.6 فولت - تبديد طاقة 70 ميغاواط - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

شاشة LSHD-A101 هي وحدة عرض LED أحادية الرقم، تتكون من سبع شرائح بالإضافة إلى نقطة عشرية. تتميز بارتفاع رقم يبلغ 0.3 بوصة (7.62 ملم)، مصممة لعرض قراءات رقمية واضحة في مختلف التطبيقات الإلكترونية. يستخدم الجهاز رقائق LED حمراء متطورة من مادة AS-AlInGaP (فوسفيد الألومنيوم إنديوم الغاليوم) التي تنمو فوق ركيزة GaAs. تشتهر هذه التقنية بكفاءتها العالية وأدائها الإشعاعي الممتاز. تقدم الشاشة مظهرًا عالي التباين مع وجه رمادي فاتح وشرائح بيضاء ساطعة، مما يضمن سهولة القراءة تحت ظروف إضاءة مختلفة. يوفر بناؤها ذو الحالة الصلبة مزايا موثوقية جوهرية مقارنة بتقنيات العرض الأخرى.

1.1 الميزات الرئيسية

• الحجم المدمج:ارتفاع رقم 0.3 بوصة مناسب للتطبيقات ذات المساحة المحدودة.
• أداء بصري فائق:يوفر سطوعًا عاليًا، وتباينًا عاليًا، وزاوية مشاهدة واسعة لمظهر ممتاز للأحرف.
• إضاءة موحدة:تضمن الشرائح المستمرة والموحدة إخراج ضوء متسق عبر الرقم بأكمله.
• استهلاك منخفض للطاقة:مصممة للتشغيل بكفاءة مع متطلبات طاقة منخفضة.
• موثوقية معززة:يوفر التصميم ذو الحالة الصلبة عمرًا تشغيليًا طويلاً ومتانة.
• ضمان الجودة:يتم تصنيف الأجهزة (تجميعها في مجموعات) حسب شدة الإضاءة لضمان اتساق الأداء.
• الامتثال البيئي:العبوة خالية من الرصاص، مصنوعة وفقًا لتوجيهات RoHS.

1.2 تكوين الجهاز

تم تكوين شاشة LSHD-A101 كشاشة ذات أنود مشترك. هذا يعني أن أقطاب الأنود لجميع شرائح LED متصلة داخليًا ومخرجة إلى أطراف مشتركة، بينما يمكن الوصول إلى قطب الكاثود لكل شريحة بشكل فردي. يتضمن هذا الطراز المحدد نقطة عشرية على اليمين (DP). غالبًا ما يُفضل تكوين الأنود المشترك في دوائر القيادة المتعددة لتبسيط تصريف التيار.

2. الغوص العميق في المواصفات الفنية

2.1 الحدود القصوى المطلقة

تحدد هذه التصنيفات الحدود التي بعدها قد يحدث تلف دائم للجهاز. يجب دائمًا الحفاظ على التشغيل ضمن هذه الحدود.

• تبديد الطاقة لكل شريحة:70 ميغاواط كحد أقصى.
• تيار أمامي ذروي لكل شريحة:90 مللي أمبير (تحت ظروف النبض: دورة عمل 1/10، عرض نبضة 0.1 مللي ثانية).
• تيار أمامي مستمر لكل شريحة:25 مللي أمبير عند درجة حرارة 25°مئوية. يتناقص هذا التصنيف خطيًا بمعدل 0.28 مللي أمبير/°مئوية مع زيادة درجة الحرارة المحيطة فوق 25°مئوية.
• نطاق درجة حرارة التشغيل والتخزين:من -35°مئوية إلى +105°مئوية.
• ظروف اللحام:يمكن للجهاز تحمل لحام الموجة مع وجود حمام اللحام على بعد 1/16 بوصة (حوالي 1.6 ملم) أسفل مستوى الجلوس لمدة 3 ثوانٍ عند 260°مئوية. يجب ألا تتجاوز درجة حرارة جسم الوحدة الحد الأقصى لدرجة الحرارة المسموح بها أثناء التجميع.

2.2 الخصائص الكهربائية والبصرية

يتم قياس الأداء النموذجي عند درجة حرارة محيطة (Ta) تبلغ 25°مئوية.

• شدة الإضاءة (I_V):يتم تصنيف إخراج الضوء. القيم النموذجية هي 692 ميكروكانديلا عند تيار تشغيل 1 مللي أمبير ويمكن أن تصل إلى 9000 ميكروكانديلا عند 10 مللي أمبير. الحد الأدنى المحدد هو 200 ميكروكانديلا عند 1 مللي أمبير.
• خصائص الطول الموجي:ينبعث من الجهاز ضوء أحمر. الطول الموجي الذروي للانبعاث (λ_p) هو نموذجيًا 650 نانومتر. الطول الموجي السائد (λ_d) هو نموذجيًا 639 نانومتر. نصف عرض الخط الطيفي (Δλ) هو 20 نانومتر، مما يشير إلى نقاء اللون.
• الجهد الأمامي (V_F):لكل رقاقة LED، يكون انخفاض الجهد نموذجيًا 2.6 فولت بحد أقصى 2.6 فولت عند تشغيلها بتيار 20 مللي أمبير. الحد الأدنى هو 2.1 فولت.
• التيار العكسي (I_R):100 ميكرو أمبير كحد أقصى عند تطبيق جهد عكسي (V_R) بقيمة 5 فولت. هذه المعلمة لأغراض الاختبار فقط؛ يُمنع التشغيل المستمر بتحيز عكسي.
• نسبة مطابقة شدة الإضاءة:للشرائح داخل منطقة ضوئية متشابهة، لن تتجاوز نسبة الحد الأقصى للحد الأدنى للشدة 2:1 عند التشغيل بتيار 1 مللي أمبير، مما يضمن سطوعًا موحدًا.
• التداخل:محدد بـ ≤ 2.5%، مما يعني إضاءة غير مرغوب فيها ضئيلة للشرائح غير المحددة.

3. المعلومات الميكانيكية والخاصة بالعبوة

3.1 أبعاد العبوة

تتبع الشاشة بصمة عبوة ثنائية الخط (DIP) قياسية ذات 10 أطراف. تشمل الملاحظات الأبعادية الرئيسية:

• جميع الأبعاد بالمليمترات مع تسامح عام ±0.25 ملم ما لم يُذكر خلاف ذلك.
• تسامح انزياح طرف الطرف هو ±0.4 ملم.
• العيوب المسموح بها: مادة غريبة على شريحة ≤10 ميل، تلوث حبر على السطح ≤20 ميل، فقاعات في شريحة ≤10 ميل.
• يجب أن يكون انحناء العاكس ≤ 1% من طوله.
• قطر فتحة اللوحة المطبوعة (PCB) الموصى به للأطراف هو 1.0 ملم لضمان ملاءمة مناسبة.

3.2 توصيل الأطراف ومخطط الدائرة

الدائرة الداخلية هي تكوين أنود مشترك قياسي لعرض 7 شرائح بالإضافة إلى نقطة عشرية. توزيع الأطراف كما يلي:

• الطرف 1: الأنود المشترك
• الطرف 2: كاثود الشريحة F
• الطرف 3: كاثود الشريحة G
• الطرف 4: كاثود الشريحة E
• الطرف 5: كاثود الشريحة D
• الطرف 6: الأنود المشترك
• الطرف 7: كاثود النقطة العشرية (DP)
• الطرف 8: كاثود الشريحة C
• الطرف 9: كاثود الشريحة B
• الطرف 10: كاثود الشريحة A

الطرف 6 هو أيضًا أنود مشترك، متصل داخليًا عادةً بالطرف 1. هناك طرف واحد غير متصل (NC) في التخطيط. يسمح توزيع الأطراف هذا بواجهة مباشرة مع المتحكمات الدقيقة أو دوائر القيادة المتكاملة.

4. تحليل منحنيات الأداء

بينما يتم الإشارة إلى منحنيات رسومية محددة في ورقة البيانات، يمكن وصف العلاقات النموذجية بناءً على المعلمات المقدمة:

• التيار مقابل شدة الإضاءة (منحنى I-V):تزداد شدة الإضاءة بشكل فائق الخطية مع زيادة التيار الأمامي. على سبيل المثال، يؤدي زيادة التيار من 1 مللي أمبير إلى 10 مللي أمبير إلى زيادة تزيد عن عشرة أضعاف في إخراج الضوء النموذجي (من 692 ميكروكانديلا إلى 9000 ميكروكانديلا)، مما يسلط الضوء على الكفاءة العالية لمادة AlInGaP.
• الجهد الأمامي مقابل التيار:يحتوي V_Fعلى معامل درجة حرارة موجب وسيختلف قليلاً مع التيار. يجب أخذ النطاق المحدد من 2.1 فولت إلى 2.6 فولت عند 20 مللي أمبير في الاعتبار في تصميم دائرة القيادة.
• الاعتماد على درجة الحرارة:تنخفض شدة الإضاءة عادةً مع زيادة درجة حرارة التقاطع. إن تقليل التيار المستمر (0.28 مللي أمبير/°مئوية فوق 25°مئوية) هو مقياس مباشر لإدارة درجة حرارة التقاطع والحفاظ على الموثوقية. يتطلب التشغيل في درجات حرارة محيطة أعلى تقليل تيار القيادة وفقًا لذلك.

5. إرشادات وتحذيرات التطبيق

5.1 الاستخدام المقصود واعتبارات التصميم

تم تصميم شاشة العرض هذه للمعدات الإلكترونية العادية في تطبيقات المكاتب والاتصالات والأجهزة المنزلية. بالنسبة للتطبيقات الحرجة للسلامة (الطيران، الطبية، إلخ)، يلزم التشاور مع الشركة المصنعة قبل الاستخدام. تشمل تحذيرات التصميم والاستخدام الرئيسية:

• تصميم دائرة القيادة:يوصى بشدة باستخدام القيادة بتيار ثابت لضمان سطوع مستمر وعمر أطول. يجب تصميم الدائرة لتوصيل التيار المقصود عبر نطاق V_Fالكامل (2.1 فولت - 2.6 فولت).
• الحماية:يجب أن تحمي الدائرة من الجهود العكسية والتقلبات الجهدية أثناء دورات الطاقة لمنع التلف.
• إدارة الحرارة:سيؤدي تجاوز تيار القيادة الموصى به أو درجة حرارة التشغيل إلى تسريع تدهور إخراج الضوء ويمكن أن يتسبب في فشل مبكر. يجب اختيار تيار التشغيل الآمن بناءً على أقصى درجة حرارة محيطة متوقعة.
• تجنب التكثيف:يمكن أن تتسبب التغيرات السريعة في درجة الحرارة في البيئات الرطبة في تكثف على الشاشة، وهو ما يجب تجنبه.
• التعامل الميكانيكي:لا تطبق قوة غير طبيعية على جسم الشاشة أثناء التجميع. إذا كنت تستخدم فيلمًا أماميًا، فتجنب ملامسته المباشرة والمضغوطة للوحة الأمامية لمنع الانزياح.
• الاتساق في مصفوفات الأرقام المتعددة:عند استخدام شاشتين أو أكثر في تجميع واحد، يوصى باستخدام أجهزة من نفس مجموعة شدة الإضاءة لتجنب اختلافات السطوع أو اللون الملحوظة بين الأرقام.

5.2 ظروف التخزين والتعامل

التخزين السليم أمر بالغ الأهمية للحفاظ على قابلية اللحام والأداء.

• التخزين القياسي (في العبوة الأصلية):درجة الحرارة: من 5°مئوية إلى 30°مئوية. الرطوبة: أقل من 60% RH. يمكن أن يؤدي التخزين المطول خارج هذه الظروف إلى أكسدة الأطراف.
• بعد فتح الكيس:إذا تم فتح كيس الحاجز الرطوبي، يُنصح باستهلاك المنتجات على الفور. إذا تم تخزين المنتج المفتوح لأكثر من 6 أشهر، يُنصح بتجفيفه عند 60°مئوية لمدة 48 ساعة قبل الاستخدام، مع إكمال التجميع في غضون أسبوع واحد بعد التجفيف.
• نصيحة عامة:تجنب الاحتفاظ بمخزون كبير لفترات طويلة. استخدم نظام جرد "أول ما يدخل أول ما يخرج" (FIFO).

6. نظام التصنيف ومعلومات الطلب

يتم تصنيف شاشة LSHD-A101 (تجميعها في مجموعات) خصيصًا لشدة الإضاءة. هذا يعني أنه يتم اختبار الوحدات وفرزها بناءً على إخراج الضوء الخاص بها عند تيار اختبار قياسي (على الأرجح 1 مللي أمبير أو 10 مللي أمبير). يسمح ذلك للمصممين باختيار شاشات ذات سطوع متطابق للتطبيقات التي تتطلب تجانسًا. رقم القطعةLSHD-A101يحدد الطراز المحدد: شاشة أحادية الرقم، حمراء من مادة AlInGaP، ذات أنود مشترك مع نقطة عشرية على اليمين. يجب على المصممين تحديد أي متطلبات تصنيف عند الطلب لضمان الاتساق عبر عمليات الإنتاج.

7. سيناريوهات التطبيق النموذجية

شاشة LSHD-A101 مثالية للتطبيقات التي تتطلب رقمًا واحدًا عالي القراءة. تشمل الاستخدامات الشائعة:

• معدات الاختبار والقياس:عرض قيمة معلمة واحدة، مثل مؤشر الوضع أو رقم الوحدة في شاشة أكبر.
• الأجهزة الاستهلاكية:الموقتات، العدادات، أو مؤشرات الحالة على أفران الميكروويف، أو صانعات القهوة، أو معدات الصوت.
• التحكم الصناعي:عدادات اللوحة، مؤشرات العمليات، أو شاشات الإعداد على الآلات.
• قطع غيار السيارات:مقاييس بسيطة أو وحدات عرض.
• النماذج الأولية والمجموعات التعليمية:نظرًا لعبوتها القياسية DIP، يسهل استخدامها على لوحات التجارب واللوحات المطبوعة الأولية.

8. اعتبارات التصميم والأسئلة الشائعة

8.1 حساب مقاومة تحديد التيار

لقيادة بجهد ثابت بسيط (مثل مصدر 5 فولت) مع مقاومة تحديد تيار، يمكن تقريب قيمة المقاومة (R) باستخدام قانون أوم: R = (V_المصدر- V_F) / I_F. باستخدام أقصى V_Fبقيمة 2.6 فولت عند 20 مللي أمبير ومصدر 5 فولت: R = (5V - 2.6V) / 0.02A = 120 Ω. ستكون مقاومة قياسية 120 Ω مناسبة، لكن التيار الفعلي سيختلف مع V_Fالخاص بالوحدة. للدقة، يُفضل استخدام دائرة قيادة بتيار ثابت.

8.2 تعددية الأرقام المتعددة

بينما شاشة LSHD-A101 هي رقم واحد، فإن المبدأ ينطبق إذا تم استخدام وحدات أحادية الرقم متعددة. مع تصميم الأنود المشترك، تتضمن التعددية تمكين (تعيين عالي) الأنود المشترك لرقم واحد في كل مرة مع تطبيق نمط الكاثود المناسب (الشرائح منخفضة) لذلك الرقم. يخلق استمرارية الرؤية وهم أن جميع الأرقام تعمل في وقت واحد. هذا يقلل بشكل كبير من عدد أطراف الإدخال/الإخراج المطلوبة للمتحكم الدقيق واستهلاك الطاقة.

8.3 لماذا يُمنع التحيز العكسي؟

يمكن أن يتسبب تطبيق جهد عكسي (الكاثود أعلى من الأنود) في هجرة كهربائية للمعادن داخل رقاقة أشباه الموصلات. يمكن أن يؤدي ذلك إلى تدهور LED، مما يؤدي إلى زيادة تيار التسرب أو حتى فشل دائرة قصر. يجب أن تضمن دائرة القيادة ألا تحدث هذه الحالة، خاصة أثناء تسلسلات التشغيل/الإيقاف أو في الدوائر المتعددة حيث من الممكن حدوث تقلبات جهدية.

9. الخلفية التقنية والاتجاهات

9.1 تقنية AlInGaP

فوسفيد الألومنيوم إنديوم الغاليوم (AlInGaP) هو مادة شبه موصلة مصممة خصيصًا لمصابيح LED حمراء وبرتقالية وصفراء عالية السطوع. تنمو على ركيزة GaAs، وتوفر فعالية إضاءة واستقرارًا حراريًا فائقين مقارنة بالتقنيات الأقدم مثل GaAsP. يؤدي هذا إلى السطوع العالي والموثوقية الممتازة المذكورة في ميزات LSHD-A101.

9.2 سياق تقنية العرض

بينما تظل شاشات LED أحادية الرقم مثل LSHD-A101 ذات صلة بتطبيقات محددة، غالبًا ما تكون حساسة للتكلفة أو مدفوعة بالبساطة، فقد تحول الاتجاه الأوسع في عرض المعلومات نحو لوحات LED النقطية المتكاملة، وشاشات OLED، وشاشات LCD. تقدم هذه المرونة في عرض الأحرف الأبجدية الرقمية والرسومات. ومع ذلك، تستمر شاشة LED ذات 7 شرائح بسبب بساطتها التي لا مثيل لها، وقابليتها للقراءة الشديدة (خاصة في الضوء المحيط العالي)، وتكلفتها المنخفضة لرقم واحد أو قليل، وموثوقيتها طويلة الأجل المثبتة في البيئات القاسية حيث قد تفشل التقنيات الأخرى.