ورقة بيانات شاشة LED طراز LTS-6775JD - ارتفاع الرقم 0.56 بوصة - لون أحمر شديد - جهد أمامي 2.6 فولت - تبديد طاقة 70 ميغاواط - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

شاشة LTS-6775JD هي وحدة عرض رقمية أحادية ذات سبعة أجزاء عالية الأداء، مُصممة للتطبيقات التي تتطلب قراءات رقمية واضحة. وظيفتها الأساسية هي تمثيل الأرقام من 0 إلى 9، بالإضافة إلى النقطة العشرية، بصريًا باستخدام أجزاء LED فردية. تم تصميم الجهاز ليكون موثوقًا وواضحًا في مختلف الأجهزة الإلكترونية والأجهزة الاستهلاكية.

تستخدم الشاشة تقنية أشباه الموصلات المتقدمة من فوسفيد الألومنيوم إنديوم غاليوم (AlInGaP) لعناصرها الباعثة للضوء. تم اختيار نظام المواد هذا خصيصًا لإنتاج انبعاث ضوئي أحمر وأحمر شديد عالي الكفاءة. يتم تصنيع الرقائق على ركيزة زرنيخيد الغاليوم (GaAs) غير الشفافة، مما يساعد في تحسين التباين عن طريق تقليل التشتت الداخلي للضوء والانعكاس. يتميز العرض البصري بوجه لوحة رمادي مع علامات أجزاء بيضاء، مما يوفر خلفية ممتازة للضوء الأحمر المنبعث، وبالتالي تعزيز قابلية القراءة والجاذبية الجمالية بشكل عام.

1.1 المزايا الأساسية والسوق المستهدف

تقدم شاشة LTS-6775JD عدة مزايا مميزة تجعلها مناسبة لمجموعة من التطبيقات. تشمل ميزاتها الأساسية ارتفاع رقم يبلغ 0.56 بوصة (14.22 ملم)، مما يوفر توازنًا جيدًا بين الحجم والرؤية. تم تصميم الأجزاء لتكون مستمرة وموحدة، مما يضمن مظهرًا متسقًا واحترافيًا عند الإضاءة. يتطلب الجهاز طاقة منخفضة للتشغيل، مما يساهم في تصميم نظام موفر للطاقة. يوفر سطوعًا عاليًا وتباينًا عاليًا في الإخراج، وهو أمر بالغ الأهمية لقابلية القراءة تحت ظروف الإضاءة المحيطة المختلفة. علاوة على ذلك، يوفر زاوية مشاهدة واسعة، مما يسمح برؤية المعلومات المعروضة بوضوح من مواقع مختلفة بالنسبة لسطح العرض.

يجعل هذا المزيج من الميزات شاشة LTS-6775JD مثالية للتكامل في مجموعة متنوعة من المنتجات الإلكترونية. يشمل سوقها المستهدف، على سبيل المثال لا الحصر، معدات الاختبار والقياس (مثل أجهزة القياس المتعددة، عدادات التردد)، لوحات التحكم الصناعية، شاشات لوحة القيادة في السيارات، الأجهزة الاستهلاكية (مثل أفران الميكروويف، الساعات الرقمية)، والأجهزة الطبية حيث تكون هناك حاجة إلى مؤشر رقمي واضح وموثوق. تضمن موثوقية الحالة الصلبة لمصابيح LED عمرًا تشغيليًا طويلاً مع حد أدنى من الصيانة.

2. المعلمات التقنية: تفسير موضوعي متعمق

يتم تعريف أداء شاشة LTS-6775JD من خلال مجموعة من المعلمات الكهربائية والبصرية الدقيقة. فهم هذه المواصفات أمر بالغ الأهمية لتصميم الدائرة المناسب وضمان أداء العرض الأمثل.

2.1 الخصائص الضوئية والبصرية

الأداء البصري هو محور وظيفة الشاشة. المعلمة الرئيسية هي متوسط شدة الإضاءة (Iv)، والتي يتم تحديدها بحد أدنى 320 ميكروكنديلا، وقيمة نموذجية 700 ميكروكنديلا، ولا يوجد حد أقصى مذكور عند تشغيلها بتيار أمامي (IF) قدره 1 مللي أمبير. يتم أخذ هذا القياس باستخدام مستشعر ومرشح يقترب من منحنى استجابة العين البشرية الضوئي (CIE)، مما يضمن ارتباط القيمة بالسطوع الملحوظ. تضمن الشدة النموذجية العالية رؤية جيدة.

يتم تعريف خصائص اللون بواسطة الطول الموجي. طول موجة الانبعاث الذروي (λp) هو نموذجيًا 650 نانومتر (nm)، مما يضع الإخراج في المنطقة الحمراء الشديدة من الطيف. الطول الموجي السائد (λd) محدد بـ 639 نانومتر. الفرق بين طول موجة الذروة والطول الموجي السائد أمر طبيعي لمصابيح LED ويرتبط بشكل طيف الانبعاث. عرض النصف الطيفي (Δλ) هو 20 نانومتر، مما يشير إلى نقاء الطيف أو انتشار الأطوال الموجية المنبعثة حول الذروة. من المتوقع وجود درجة من التباين في إخراج الإضاءة بين الأجزاء؛ يتم قياس ذلك بنسبة مطابقة شدة الإضاءة (IV-m)، والتي يتم تحديدها بحد أقصى 2:1. هذا يعني أن الجزء الأكثر سطوعًا لن يكون أكثر من ضعف سطوع الجزء الأكثر خفوتًا تحت نفس ظروف التشغيل، مما يضمن التجانس.

2.2 المعلمات الكهربائية

تحدد الخصائص الكهربائية الواجهة بين الشاشة ودائرة التشغيل. الجهد الأمامي لكل جزء (VF) هو نموذجيًا 2.1 فولت وله حد أقصى 2.6 فولت عند تطبيق تيار أمامي (IF) قدره 10 مللي أمبير. هذا الجهد منخفض نسبيًا، مما يبسط تصميم مصدر الطاقة. يتم تحديد التيار العكسي لكل جزء (IR) بحد أقصى 100 ميكرو أمبير عند تطبيق جهد عكسي (VR) قدره 5 فولت، مما يشير إلى مستوى التسرب عندما يكون LED متحيزًا بشكل غير صحيح.

2.3 التقييمات القصوى المطلقة والاعتبارات الحرارية

تحدد هذه التقييمات الحدود التي قد يتجاوزها حدوث تلف دائم للجهاز. فهي ليست ظروفًا للتشغيل العادي. أقصى تبديد طاقة لكل جزء هو 70 ميغاواط. أقصى تيار أمامي لكل جزء هو 90 مللي أمبير، ولكن هذا مسموح به فقط تحت ظروف النبض (دورة عمل 1/10، عرض النبضة 0.1 مللي ثانية) لإدارة الحرارة. يتم تخفيض التيار الأمامي المستمر لكل جزء من 25 مللي أمبير عند 25 درجة مئوية إلى 0 مللي أمبير عند 100 درجة مئوية، بعامل تخفيض خطي قدره 0.33 مللي أمبير/درجة مئوية. هذا التخفيض بالغ الأهمية للموثوقية، لأنه يمنع درجة حرارة الوصلة من تجاوز الحدود الآمنة. أقصى جهد عكسي لكل جزء هو 5 فولت. تم تصنيف الجهاز لنطاق درجة حرارة التشغيل من -35 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية ونفس النطاق للتخزين. يجب ألا تتجاوز درجة حرارة اللحام 260 درجة مئوية لأكثر من 3 ثوانٍ، مقاسة على بعد 1.6 ملم أسفل مستوى الجلوس، لمنع التلف أثناء التجميع.

3. شرح نظام التصنيف

تشير ورقة البيانات المقدمة إلى أن الأجهزة "مصنفة حسب شدة الإضاءة". وهذا يعني عملية تصنيف أو فرز بناءً على إخراج الضوء المقاس. في تصنيع LED النموذجي، يتم اختبار الأجهزة من دفعة الإنتاج وتجميعها في "صناديق" مختلفة وفقًا للمعايير الرئيسية مثل شدة الإضاءة، الجهد الأمامي، وأحيانًا الطول الموجي السائد. بينما لا يتم تفصيل رموز أو نطاقات الصناديق المحددة في هذه الوثيقة، تضمن هذه الممارسة أن العملاء يمكنهم اختيار أجزاء ذات أداء متسق لتطبيق معين. بالنسبة لشاشة LTS-6775JD، يبدو أن معيار التصنيف الأساسي هو شدة الإضاءة، مما يضمن الحد الأدنى من مستوى السطوع كما هو محدد في جدول الخصائص الكهربائية/البصرية.

4. تحليل منحنى الأداء

بينما لا يتم إعادة إنتاج الرسوم البيانية المحددة في النص، تشير ورقة البيانات إلى "منحنيات الخصائص الكهربائية/البصرية النموذجية". هذه المنحنيات ضرورية لأعمال التصميم التفصيلية. عادةً، تتضمن ورقة البيانات هذه:

• شدة الإضاءة النسبية مقابل التيار الأمامي (منحنى I-V):يظهر هذا الرسم البياني كيف يزيد إخراج الضوء مع تيار التشغيل. عادةً ما يكون غير خطي، حيث تنخفض الكفاءة غالبًا عند التيارات العالية جدًا بسبب تأثيرات التسخين.
• الجهد الأمامي مقابل التيار الأمامي:يظهر هذا خاصية I-V للدايود، وهي بالغة الأهمية لتصميم دوائر تحديد التيار.
• شدة الإضاءة النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطة:يوضح هذا المنحنى كيف ينخفض إخراج الضوء مع ارتفاع درجة الحرارة المحيطة (وبالتالي درجة حرارة الوصلة). فهم هذا التخفيض أمر حيوي للتطبيقات التي تعمل في بيئات ساخنة.
• التوزيع الطيفي:رسم بياني يظهر شدة الضوء المنبعث النسبية عبر أطوال موجية مختلفة، متمركزة حول ذروة 650 نانومتر، بعرض محدد بمواصفات عرض النصف البالغة 20 نانومتر.

يجب على المصممين الرجوع إلى هذه المنحنيات لتحسين تيار التشغيل للسطوع المطلوب مع الحفاظ على الكفاءة والعمر الافتراضي، ومراعاة تغيرات الأداء على نطاق درجة حرارة التشغيل المقصود.

5. المعلومات الميكانيكية والتغليف

تأتي شاشة LTS-6775JD في حزمة عرض LED قياسية. يوفر رسم أبعاد الحزمة القياسات الفيزيائية الحرجة لتصميم بصمة PCB والتكامل مع العلبة. يتم توفير جميع الأبعاد بالمليمترات مع تسامح قياسي ±0.25 ملم ما لم يُذكر خلاف ذلك. تشمل الأبعاد الرئيسية الارتفاع الإجمالي، العرض، وعمق الحزمة، المسافة بين المسامير، قطر وموقع الرقم على الوجه، والمسافة من مستوى الجلوس. التفسير الدقيق لهذا الرسم ضروري لإنشاء تخطيط PCB صحيح وضمان ملاءمة الشاشة بشكل صحيح في تجميع المنتج النهائي.

5.1 تكوين المسامير وتحديد القطبية

يحتوي الجهاز على تكوين 10 مسامير (المسمار 10 مذكور كـ "لا اتصال"). تم تكوينه كشاشةأنود مشترك. هذا يعني أن الأنودات (الأطراف الموجبة) لأجزاء LED متعددة متصلة داخليًا معًا. في هذا الجهاز المحدد، يظهر الرسم التخطيطي الداخلي وجدول اتصال المسامير كيفية ترتيب الأنودات والكاثودات للأجزاء السبعة (A, B, C, D, E, F, G)، والنقطة العشرية (DP)، وعلامتي الزائد والناقص. ترتبط عقد الأنود المشتركة بالمسامير 2، 4، 7، و8 لمجموعات أجزاء مختلفة. ترتبط كاثودات الأجزاء الفردية بمساميرها الخاصة. لإضاءة جزء ما، يجب دفع مسمار الكاثود المقابل إلى مستوى منخفض (متصل بالأرض أو مصرف تيار) بينما يتم دفع مسمار الأنود المشترك المناسب إلى مستوى مرتفع (متصل بمصدر الطاقة الموجب من خلال مقاومة تحديد تيار). جدول توزيع المسامير هو المرجع النهائي لتصميم دائرة التشغيل.

6. إرشادات اللحام والتجميع

التعامل السليم أثناء التجميع أمر بالغ الأهمية للموثوقية. الإرشاد الرئيسي المقدم هو لعملية اللحام: أقصى درجة حرارة لحام مسموح بها هي 260 درجة مئوية، ولا يجب تطبيق هذه الحرارة لأكثر من 3 ثوانٍ. يتم أخذ هذا القياس عند نقطة 1.6 ملم (1/16 بوصة) أسفل مستوى جلوس الجهاز على PCB. تم تصميم هذه المواصفة لمنع التلف الحراري لرقائق LED، الروابط السلكية الداخلية، ومادة الحزمة البلاستيكية. بالنسبة لللحام بالموجة أو إعادة التدفق، يجب التحكم في الملف الحراري بالكامل (التسخين المسبق، النقع، إعادة التدفق، التبريد) للبقاء ضمن هذه الحدود. يتطلب اللحام اليدوي بمكواة تقنية دقيقة لتجنب التسخين الموضعي المفرط. نطاق درجة حرارة التخزين هو -35 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية؛ يجب حفظ الأجهزة في بيئة جافة وآمنة من الكهرباء الساكنة قبل الاستخدام.

7. توصيات التطبيق

7.1 دوائر التطبيق النموذجية

شاشة LTS-6775JD، كونها شاشة أنود مشترك، يتم تشغيلها عادةً بواسطة متحكم دقيق أو IC تشغيل عرض مخصص (مثل مفكك/مشغل BCD إلى 7 أجزاء). ترتبط مسامير الأنود المشتركة بسكة إمداد الطاقة الموجبة (Vcc)، كل منها من خلال مقاومة تحديد تيار إذا لم يتم استخدام التعدد. إذا تم تعدد أرقام متعددة، يتم تبديل الأنودات المشتركة بواسطة الترانزستورات. ترتبط مسامير الكاثود لكل جزء بمخرجات المشغل، التي تسحب التيار إلى الأرض. يتم حساب قيمة مقاومة تحديد التيار باستخدام الصيغة: R = (Vcc - VF) / IF، حيث VF هو الجهد الأمامي للجزء (استخدم القيمة القصوى لتصميم أسوأ حالة، على سبيل المثال، 2.6 فولت) و IF هو التيار الأمامي المطلوب (على سبيل المثال، 10 مللي أمبير للسطوع النموذجي). لمصدر طاقة 5 فولت: R = (5V - 2.6V) / 0.01A = 240 أوم. ستكون مقاومة قياسية 220 أو 270 أوم مناسبة.

7.2 اعتبارات وملاحظات التصميم

• تحديد التيار:استخدم دائمًا مقاومات تحديد تيار خارجية. تشغيل مصابيح LED مباشرة من مصدر جهد أو مخرج متحكم دقيق بدون مقاومة سيسبب تدفق تيار مفرط، مما يؤدي إلى فشل فوري أو تقليل العمر الافتراضي بشكل كبير.
• التعدد:للتحكم في أرقام متعددة بأقل عدد من مسامير الإدخال/الإخراج، يتم استخدام التعدد. يتضمن ذلك تدوير الطاقة بسرعة إلى أنود مشترك لكل رقم أثناء عرض بيانات الجزء المقابلة على خطوط الكاثود المشتركة. يجعل استمرارية الرؤية جميع الأرقام تبدو مضاءة في وقت واحد. يمكن أن يكون التيار الذروي خلال وقت التشغيل القصير أعلى من التصنيف المستمر، ولكن متوسط التيار يجب ألا يتجاوز تصنيف التيار الأمامي المستمر، مع مراعاة دورة العمل.
• زاوية المشاهدة:زاوية المشاهدة الواسعة مفيدة، ولكن للحصول على أفضل قابلية للقراءة، يجب توجيه الشاشة بحيث يكون اتجاه المشاهدة الأساسي عموديًا تقريبًا على وجهها.
• حماية من التفريغ الكهروستاتيكي:على الرغم من عدم ذكرها صراحة، فإن مصابيح LED حساسة للتفريغ الكهروستاتيكي (ESD). يجب مراعاة احتياطات التعامل القياسية مع ESD أثناء التجميع.

8. المقارنة والتمايز التقني

مقارنة بالتكنولوجيات القديمة مثل العروض المتوهجة أو الفلورية المفرغة (VFDs)، تقدم شاشة LTS-6775JD مزايا كبيرة: استهلاك طاقة أقل، موثوقية أعلى (لا فتيلة تحترق)، وقت استجابة أسرع، ومقاومة أفضل للصدمات/الاهتزازات. ضمن قطاع شاشات LED، يوفر استخدام تقنية AlInGaP للون الأحمر الشديد كفاءة أعلى واستقرار لوني محتمل أفضل مع مرور الوقت ودرجة الحرارة مقارنة بمصابيح LED الحمراء القديمة من GaAsP أو GaP. يضع ارتفاع الرقم 0.56 بوصة في فئة حجم شائعة، حيث تتنافس مع شاشات عرض مماثلة أخرى بشكل أساسي على مواصفات مثل السطوع (شدة الإضاءة)، الجهد الأمامي (المؤثر على تصميم مصدر الطاقة)، زاوية المشاهدة، وجودة/موثوقية الحزمة بشكل عام.

9. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعلمات التقنية)

س: ما هو الغرض من كاثودات "علامة الزائد" و"علامة الناقص" (المسامير 9 و 1)؟
ج: هذه أجزاء LED مخصصة لعرض رمز "+" أو "-"، تُستخدم عادةً للإشارة إلى القطبية (على سبيل المثال، لقراءة الفولتميتر) أو الإشارة لقيمة رقمية. يتم التحكم فيها بشكل مستقل عن أجزاء الرقم الرئيسية.

س: هل يمكنني تشغيل هذه الشاشة بنظام متحكم دقيق 3.3 فولت؟
ج: نعم، ولكن يجب عليك إعادة حساب مقاومة تحديد التيار. باستخدام VF النموذجي 2.1 فولت و IF مستهدف 10 مللي أمبير: R = (3.3V - 2.1V) / 0.01A = 120 أوم. يوفر جهد الإمداد المنخفض هامش أمان أقل، لذا قد يكون اتساق السطوع أكثر حساسية للتباينات في VF.

س: أقصى تيار مستمر هو 25 مللي أمبير عند 25 درجة مئوية. هل يمكنني تشغيله عند 20 مللي أمبير لسطوع أعلى؟
ج: بينما ممكن، فإن التشغيل بالقرب من التقييم الأقصى المطلق يقلل من هامش التصميم وقد يؤثر على الموثوقية طويلة المدى، خاصة إذا كانت درجة الحرارة المحيطة مرتفعة. من الممارسات الأفضل عمومًا التشغيل عند أو أقل من حالة الاختبار النموذجية 10 مللي أمبير لتحقيق توازن بين السطوع والكفاءة والعمر الافتراضي.

س: ماذا يعني "أنود مشترك" لتصميم الدائرة الخاص بي؟
ج: يعني أنك تزود الجهد إلى المسمار المشترك (المسامير) وتسحب التيار من مسامير الأجزاء لتشغيلها. يجب تكوين دائرة المشغل الخاصة بك (المتحكم الدقيق، IC المشغل) لسحب التيار (توفير مستوى منطقي منخفض أو اتصال أرضي) لتفعيل جزء.

10. المبادئ التشغيلية

المبدأ الأساسي وراء شاشة LTS-6775JD هو الإضاءة الكهربائية في وصلة أشباه الموصلات p-n، باستخدام مواد AlInGaP على وجه التحديد. عند تطبيق جهد أمامي يتجاوز جهد تشغيل الدايود (حوالي 2.1 فولت)، يتم حقن الإلكترونات من المنطقة من النوع n والثقوب من المنطقة من النوع p في المنطقة النشطة حيث تتحد. في أشباه الموصلات ذات الفجوة المباشرة مثل AlInGaP، يطلق جزء كبير من حدث إعادة التركيب هذا الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). يحدد التركيب المحدد لطبقات AlInGaP طاقة الفجوة، والتي بدورها تحدد الطول الموجي (اللون) للضوء المنبعث - في هذه الحالة، الأحمر الشديد عند حوالي 650 نانومتر. كل من الأجزاء السبعة (A-G) والنقطة العشرية هو LED منفصل أو مجموعة من رقائق LED، موصلة داخليًا وفقًا للرسم التخطيطي للدائرة. من خلال تطبيق الطاقة بشكل انتقائي على هذه الأجزاء الفردية، يتم تشكيل النمط لرقم محدد (0-9) أو حرف.