ورقة بيانات شاشة LED طراز LTS-6760JD - ارتفاع الرقم 0.56 بوصة - اللون الأحمر الفائق - جهد أمامي 2.6 فولت - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

شاشة LTS-6760JD هي شاشة أبجدية رقمية أحادية الرقم من نوع سبعة أقسام، مصممة للتطبيقات التي تتطلب عرضًا رقميًا واضحًا وساطعًا. وظيفتها الأساسية هي تمثيل الأرقام من 0 إلى 9 وبعض الحروف بصريًا باستخدام أقسام LED قابلة للعنونة بشكل فردي. يستخدم الجهاز تقنية أشباه الموصلات المتقدمة من نوع ألومنيوم إنديوم جاليوم فوسفيد (AlInGaP) لعناصر الإضاءة الخاصة به، وبالتحديد بلون أحمر فائق (Hyper Red). يُزرع نظام المواد هذا على ركيزة غير شفافة من زرنيخيد الجاليوم (GaAs)، مما يساهم في أدائها البصري. تتميز الشاشة بلوحة أمامية رمادية مع أقسام بيضاء، وهو مزيج تم اختياره لتعزيز التباين وسهولة القراءة تحت ظروف إضاءة مختلفة. يتم تصنيفها حسب شدة الإضاءة، مما يسمح بالاختيار بناءً على متطلبات السطوع.

1.1 المزايا الأساسية والسوق المستهدف

تقدم شاشة LTS-6760JD عدة مزايا رئيسية تجعلها مناسبة لمجموعة من المنتجات الإلكترونية. يعتبر انخفاض استهلاك الطاقة لديها فائدة كبيرة للأجهزة التي تعمل بالبطارية أو الموفرة للطاقة. توفر الشاشة مظهرًا ممتازًا للأحرف بسبب أقسامها المستمرة والموحدة، مما يخلق أرقامًا متماسكة وذات مظهر احترافي. يضمن السطوع العالي والتباين العالي سهولة قراءة العرض حتى في البيئات المضاءة جيدًا. تتيح زاوية الرؤية الواسعة رؤية القراءة بوضوح من مواضع مختلفة، وهو أمر بالغ الأهمية لأجهزة القياس والإلكترونيات الاستهلاكية. تجعل الموثوقية العالية لمصابيح LED، مع عدم وجود أجزاء متحركة وعمر تشغيلي طويل، هذه الشاشة مثالية للتطبيقات التي تكون فيها المتانة والتشغيل الخالي من الصيانة أولوية. تشمل الأسواق المستهدفة النموذجية: معدات الاختبار والقياس، لوحات التحكم الصناعية، الأجهزة الطبية، لوحات عدادات السيارات (للشاشات المساعدة)، الأجهزة المنزلية الاستهلاكية، وأي نظام مدمج يتطلب مؤشرًا رقميًا بسيطًا وموثوقًا.

2. الغوص العميق في المعلمات التقنية

يقدم هذا القسم تحليلاً مفصلاً وموضوعيًا للمعلمات الكهربائية والبصرية الرئيسية المحددة في ورقة البيانات، موضحًا أهميتها لمهندسي التصميم.

2.1 الخصائص الضوئية والبصرية

يعد الأداء البصري محورًا لوظيفة الشاشة. يتم تحديدشدة الإضاءة المتوسطة (Iv)بحد أدنى 340 ميكروكانديلا، وقيمة نموذجية 700 ميكروكانديلا، وبدون حد أقصى محدد، مقاسة عند تيار أمامي (I_F) بقيمة 1 مللي أمبير. تُقاس هذه المعلمة بالميكروكانديلا، وتقيس سطوع الضوء المنبعث من قسم كما تراه العين البشرية (باستخدام مرشح مطابق لـ CIE). تشير حالة الاختبار عند 1 مللي أمبير إلى ملاءمتها للتصاميم منخفضة التيار. يقعطول موجة الانبعاث الذروي (λ_p)عند 650 نانومتر، وهو ضمن الجزء الأحمر العميق من الطيف المرئي، مما يحدد لون "الأحمر الفائق". يبلغالطول الموجي السائد (λ_d)639 نانومتر، وهو الطول الموجي الفردي الذي تدركه العين البشرية لمطابقة لون الضوء. يبلغنصف عرض الخط الطيفي (Δλ)20 نانومتر، مما يشير إلى نقاء الطيف أو انتشار الأطوال الموجية المنبعثة حول الذروة؛ يشير العرض الأضيق إلى ضوء أكثر أحادية اللون. تعتبرنسبة مطابقة شدة الإضاءة (I_V-m)بقيمة 2:1 حاسمة للمظهر الموحد؛ فهذا يعني أن القسم الأقل سطوعًا لن يقل سطوعه عن نصف سطوع القسم الأكثر سطوعًا تحت نفس ظروف التشغيل، مما يضمن إضاءة متسقة عبر الرقم.

2.2 المعلمات الكهربائية

تحدد المواصفات الكهربائية حدود التشغيل وظروفه للجهاز. تبلغالجهد الأمامي لكل قسم (V_F)قيمة نموذجية 2.6 فولت عند I_F=20 مللي أمبير، بحد أقصى 2.6 فولت. هذا هو انخفاض الجهد عبر قسم LED عندما يكون موصلًا للتيار. يجب على المصممين التأكد من أن دائرة التشغيل يمكنها توفير هذا الجهد. يبلغالتيار العكسي لكل قسم (I_R)حدًا أقصى 100 ميكرو أمبير عند جهد عكسي (V_R) بقيمة 5 فولت. هذا هو تيار التسرب الصغير الذي يتدفق عندما يكون LED في حالة انحياز عكسي؛ يمكن أن يتسبب تجاوز جهد 5 فولت العكسي في حدوث تلف. يُصنفالتيار الأمامي المستمر لكل قسمبـ 25 مللي أمبير عند 25 درجة مئوية، مع عامل تخفيض 0.33 مللي أمبير/درجة مئوية. هذا يعني أن الحد الأقصى للتيار المستمر الآمن ينخفض مع ارتفاع درجة الحرارة المحيطة فوق 25 درجة مئوية. على سبيل المثال، عند 85 درجة مئوية، سيكون الحد الأقصى للتيار حوالي 25 مللي أمبير - (0.33 مللي أمبير/درجة مئوية * (85-25) درجة مئوية) = 5.2 مللي أمبير. يبلغالتيار الأمامي الذروي90 مللي أمبير ولكن فقط تحت ظروف محددة جدًا: دورة عمل 1/10 وعرض نبضة 0.1 مللي ثانية. هذا يسمح بالتشغيل الزائد لفترة وجيزة لتحقيق سطوع لحظي أعلى، يُستخدم عادةً في دوائر العرض المتعدد.

3. الخصائص الحرارية والتصنيفات القصوى المطلقة

تحدد هذه التصنيفات حدود الإجهاد التي قد يتسبب تجاوزها في حدوث تلف دائم. تبلغتبديد الطاقة لكل قسم70 ملي واط. عند القيمة النموذجية لـ V_Fبقيمة 2.6 فولت و I_Fبقيمة 20 مللي أمبير، يكون تبديد الطاقة 52 ملي واط (2.6 فولت * 0.02 أمبير)، وهو ضمن الحد المسموح. يتراوحنطاق درجة حرارة التشغيل والتخزينمن -35 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية. يجعل هذا النطاق الواسع الجهاز مناسبًا للبيئات القاسية. إنمواصفات درجة حرارة اللحامحاسمة للتجميع: يمكن للجهاز تحمل درجة حرارة قصوى تبلغ 260 درجة مئوية لمدة أقصاها 3 ثوانٍ، مقاسة على بعد 1.6 مم (1/16 بوصة) أسفل مستوى الجلوس. وهذا يوجه إعدادات ملف تعريف لحام إعادة التدفق.

4. شرح نظام التصنيف (Binning)

تشير ورقة البيانات إلى أن الجهاز "مصنف حسب شدة الإضاءة". وهذا يعني وجود نظام تصنيف (binning) معمول به، على الرغم من عدم سرد رموز التصنيف المحددة هنا. في التصنيع، يتم اختبار مصابيح LED وفرزها ("تصنيفها") بناءً على معايير رئيسية مثل شدة الإضاءة والجهد الأمامي. وهذا يضمن الاتساق داخل الدفعة الإنتاجية. بالنسبة لـ LTS-6760JD، من المحتمل أن يكون معيار التصنيف الأساسي هو شدة الإضاءة المتوسطة (I_V). سيتم تجميع الأجهزة في مجموعات ذات نطاقات ضيقة لـ I_V(مثل 500-600 ميكروكانديلا، 600-700 ميكروكانديلا). قد يكون هناك أيضًا تصنيف ثانوي للجهد الأمامي (V_F) لضمان سطوع موحد عند تشغيله بواسطة مصدر جهد ثابت. يجب على المصممين استشارة الشركة المصنعة بشأن توفر التصنيفات المحددة لضمان اتساق السطوع المطلوب عبر شاشات متعددة في المنتج.

5. تحليل منحنيات الأداء

بينما تشير ورقة البيانات إلى "منحنيات الخصائص الكهربائية/البصرية النموذجية"، لم يتم توفير الرسوم البيانية المحددة في المقتطف. عادةً، تتضمن هذه المنحنيات لشاشة LED:منحنى I-V (التيار-الجهد):يُظهر العلاقة بين الجهد الأمامي والتيار الأمامي لقسم ما. إنه غير خطي، مع زيادة حادة في التيار بمجرد تجاوز الجهد الأمامي عتبة معينة (حوالي 2.1 فولت لهذا الجهاز).شدة الإضاءة مقابل التيار الأمامي (I_Vمقابل I_F):يُظهر هذا المنحنى كيف يزداد السطوع مع زيادة تيار التشغيل. يكون خطيًا بشكل عام عند التيارات المنخفضة ولكنه قد يشبع عند التيارات الأعلى بسبب التأثيرات الحرارية.شدة الإضاءة مقابل درجة الحرارة المحيطة:يُظهر هذا كيف ينخفض السطوع مع زيادة درجة حرارة التقاطع لـ LED. بالنسبة لمصابيح LED من نوع AlInGaP، ينخفض ناتج الإضاءة عادةً مع ارتفاع درجة الحرارة.التوزيع الطيفي:رسم بياني يظهر الشدة النسبية مقابل الطول الموجي، يُظهر الذروة عند 650 نانومتر وعرض النصف 20 نانومتر. يسمح فهم هذه المنحنيات للمصممين بتحسين تيار التشغيل للحصول على السطوع المطلوب والتنبؤ بالأداء تحت ظروف حرارية مختلفة.

6. المعلومات الميكانيكية والتغليف

شاشة LTS-6760JD هي شاشة مثبتة عبر الفتحات (through-hole) بها 10 أطراف بتباعد 0.1 بوصة (2.54 مم)، وهو معيار لمثل هذه المكونات. يتم توفير أبعاد العبوة في رسم (غير مفصلة بالكامل في النص). تشمل الميزات الرئيسية ارتفاع الرقم 0.56 بوصة (14.22 مم). ستحدد أبعاد العبوة الإجمالية القطع المطلوب في اللوحة الأمامية. الوجه الرمادي والأقسام البيضاء هما جزء من قولبة العبوة. تم تصميم طول الطرف ومستوى الجلوس للتثبيت القياسي عبر الفتحات على لوحة الدوائر المطبوعة (PCB). يُشار إلى القطبية بوضوح من خلال مخطط توصيل الأطراف والدائرة الداخلية، والتي تُظهر تكوين الأنود المشترك.

6.1 توصيل الأطراف والدائرة الداخلية

يحتوي الجهاز علىتكوين أنود مشترك. هذا يعني أن أقطاب الأنود (الأطراف الموجبة) لجميع أقسام LED متصلة داخليًا ومخرجة إلى طرفين (الطرف 3 والطرف 8)، وهما مربوطان معًا. يتم إخراج قطب الكاثود (الطرف السالب) لكل قسم إلى طرف فردي (الأطراف 1، 2، 4، 5، 6، 7، 9، 10 المقابلة للأقسام E، D، C، DP، B، A، F، G). لإضاءة قسم ما، يجب توصيل طرف الأنود المشترك (أو الأطراف) بمصدر جهد أعلى من V_Fللقسم، ويجب توصيل طرف الكاثود المقابل بجهد أقل (عادةً الأرضي) عبر مقاومة محددة للتيار. نقطة العشرية اليمنى (DP) مدرجة كقسم منفصل. هذا التكوين شائع ويبسط عملية التشغيل باستخدام منافذ الإدخال/الإخراج لوحدة التحكم الدقيقة (microcontroller) المُهيأة كمصارف للتيار.

7. إرشادات اللحام والتجميع

للمكونات المثبتة عبر الفتحات، تكون عملية اللحام الموجي (wave soldering) هي العملية النموذجية. المعلمة الحرجة المقدمة هي درجة حرارة اللحام القصوى: 260 درجة مئوية لمدة أقصاها 3 ثوانٍ، مقاسة على بعد 1.6 مم أسفل مستوى الجلوس. يجب الالتزام بهذا أثناء اللحام الموجي لمنع تلف رقائق LED أو العبوة البلاستيكية. يُوصى بالتسخين المسبق لتقليل الصدمة الحرارية. بالنسبة لللحام اليدوي، يجب استخدام مكواة لحام ذات تحكم في درجة الحرارة، وتقليل وقت التلامس مع كل طرف إلى الحد الأدنى. بعد اللحام، يجب تنظيف الشاشة وفقًا لإجراءات تنظيف لوحات الدوائر المطبوعة القياسية، مع التأكد من عدم بقاء أي بقايا من مادة اللحام (flux) على السطح البصري. أثناء التعامل، يجب الحرص على تجنب الإجهاد الميكانيكي على الأطراف ووجه الشاشة.

8. معلومات التغليف والطلب

رقم الجزء الأساسي هو LTS-6760JD. في ورقة البيانات الكاملة، قد تشير اللواحق الإضافية إلى تصنيفات محددة لشدة الإضاءة أو اختلافات أخرى. من المحتمل أن يتم توريد الجهاز في أنابيب أو صوانٍ مضادة للكهرباء الساكنة لحماية الأطراف ومنع تلف التفريغ الكهروستاتيكي أثناء الشحن والتعامل. ستحدد الشركة المصنعة الكميات القياسية لكل أنبوب/صينية. يجب أن يتضمن الملصق على العبوة رقم الجزء الكامل، والكمية، ورمز التاريخ، وربما معلومات رمز التصنيف.

9. اقتراحات التطبيق

9.1 دوائر التطبيق النموذجية

تستخدم طريقة التشغيل الأكثر مباشرة وحدة تحكم دقيقة (microcontroller). يتم توصيل طرف الأنود المشترك (أو الأطراف) بسكة التغذية الموجبة (مثل +5 فولت). يتم توصيل كل طرف كاثود بطرف إدخال/إخراج منفصل لوحدة التحكم الدقيقة عبر مقاومة محددة للتيار. يتم حساب قيمة المقاومة كالتالي: R = (V_supply- V_F) / I_F. لمصدر تغذية 5 فولت، V_F=2.6 فولت، و I_F=10 مللي أمبير: R = (5 - 2.6) / 0.01 = 240 أوم. تقوم وحدة التحكم الدقيقة بتصريف التيار إلى الأرض لتشغيل قسم ما. لتعدد الإرسال (multiplexing) لأرقام متعددة، يمكن استخدام ترانزستور أو دائرة متكاملة (IC) مخصصة للسائق لتبديل الأنود المشترك لكل رقم بالتتابع بتردد عالٍ، بينما يتم تحديث أنماط الكاثود بشكل متزامن.

9.2 اعتبارات التصميم

• تحديد التيار:استخدم دائمًا مقاومة على التوالي لكل قسم أو سائق تيار ثابت. لا تقم بتوصيل LED مباشرة بمصدر جهد.
• تبديد الحرارة:على الرغم من أن تبديد الطاقة منخفض، تأكد من وجود تباعد كافٍ وربما تهوية إذا كان التشغيل في درجات حرارة محيطة عالية أو بالقرب من الحد الأقصى للتيار.
• زاوية الرؤية:ضع الشاشة في غلاف المنتج بحيث تكون زاوية الرؤية الواسعة موجهة نحو خط رؤية المستخدم المتوقع.
• الحماية من الكهرباء الساكنة (ESD):على الرغم من عدم ذكرها صراحةً على أنها حساسة، يُوصى بالتعامل مع احتياطات ESD القياسية أثناء التجميع.
• يُوفر التشطيب الرمادي/الأبيض تباينًا جيدًا. تأكد من أن مادة النافذة الواقية أو الغطاء لا تسبب وهجًا أو تحولاً في اللون.10. المقارنة التقنية

مقارنة بالتكنولوجيات الأقدم مثل المصابيح المتوهجة أو شاشات الفلورسنت المفرغة (VFDs)، تقدم شاشة LTS-6760JD استهلاكًا أقل للطاقة بشكل ملحوظ، وعمرًا أطول، ومقاومة أعلى للصدمات/الاهتزازات بسبب طبيعتها الصلبة (solid-state). مقارنة بتقنيات LED الأخرى:

مقارنة بمصابيح LED الحمراء القياسية من نوع GaAsP أو GaP:يقدم الأحمر الفائق من نوع AlInGaP سطوعًا وكفاءة أعلى، ولونًا أحمر أكثر تشبعًا وعمقًا.مقارنة بمصابيح LED الحمراء عالية الكفاءة (HER):تقنية مماثلة، لكن تعيين "الأحمر الفائق" يشير غالبًا إلى طول موجي محدد أطول للإدراك الأمثل للسطوع.مقارنة بالخيارات المعاصرة:تقدم شاشات السبعة أقسام الحديثة المثبتة على السطح (SMD) حجمًا أصغر وتجميعًا آليًا أسهل، لكن الشاشات المثبتة عبر الفتحات مثل LTS-6760JD تظل ذات صلة للنماذج الأولية والإصلاح والتطبيقات التي تتطلب تثبيتًا ميكانيكيًا قويًا.11. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعلمات التقنية)

س: هل يمكنني تشغيل هذه الشاشة بنظام وحدة تحكم دقيقة بجهد 3.3 فولت؟

ج: نعم. مع V

بقيمة 2.6 فولت، فإن مصدر تغذية 3.3 فولت كافٍ. ستكون قيمة المقاومة المحددة للتيار أصغر: على سبيل المثال، لـ 10 مللي أمبير، R = (3.3 - 2.6) / 0.01 = 70 أوم._Fس: لماذا يوجد طرفا أنود مشترك (3 و 8)؟

ج: هذه ممارسة تصميم شائعة لتحسين توزيع التيار والموثوقية. داخليًا، هما متصلان. يجب عليك توصيل كلاهما بمصدر التغذية الموجب للحصول على أفضل أداء.

س: ما الفرق بين الطول الموجي الذروي والطول الموجي السائد؟

ج: الطول الموجي الذروي هو الطول الموجي الفردي حيث يكون طيف الانبعاث أقوى. الطول الموجي السائد هو الطول الموجي الفردي للضوء أحادي اللون الذي سيظهر بنفس اللون للعين البشرية. غالبًا ما يكونان متقاربين ولكن ليسا متطابقين، خاصة إذا لم يكن الطيف متماثلًا تمامًا.

س: كيف أحقق سطوعًا موحدًا إذا كانت الأقسام لها قيم V

مختلفة؟_F?

ج: تأخذ نسبة مطابقة شدة الإضاءة (2:1) هذا الاختلاف في الاعتبار. يعد استخدام تشغيل تيار ثابت (بدلاً من جهد ثابت مع مقاومة) أفضل طريقة لضمان سطوع موحد، لأنه يعوض تلقائيًا عن اختلافات V_F differences.

الصغيرة.

12. حالة استخدام عمليةالحالة: تصميم قراءة فولتميتر رقمي بسيط.

يقوم مصمم ببناء وحدة مصدر طاقة مكتبية تحتاج إلى عرض جهد مكون من 3 أرقام. يختار ثلاث شاشات من طراز LTS-6760JD. تتم برمجة وحدة التحكم الدقيقة (مثل ATmega328) لقراءة جهد تماثلي عبر محولها التناظري إلى الرقمي (ADC)، وتحويله إلى رقم عشري، وتشغيل الشاشات. لتوفير منافذ الإدخال/الإخراج، يستخدمون تقنية تعدد الإرسال (multiplexing): يتم توصيل الأنودات المشتركة للأرقام الثلاثة بثلاثة أطراف منفصلة لوحدة التحكم الدقيقة عبر ترانزستورات NPN. يتم توصيل كاثودات الأقسام الثمانية (A-G, DP) بثمانية أطراف لوحدة التحكم الدقيقة، كل منها بمقاومة 220 أوم. يقوم البرنامج بالدوران بسرعة عبر كل رقم، وتشغيل ترانزستوره وإخراج نمط القسم لقيمة ذلك الرقم. يجعل استمرارية الرؤية الأرقام الثلاثة تظهر مضاءة باستمرار. يضمن السطوع العالي والتباين العالي للشاشة سهولة القراءة في بيئة معملية مضاءة جيدًا.

13. مبدأ التشغيل

تعتمد شاشة LTS-6760JD على مبدأ الإضاءة الكهربائية (electroluminescence) في وصلة أشباه الموصلات من النوع p-n. تستخدم المنطقة النشطة بنية بئر كمومي متعدد من AlInGaP. عندما يتم تطبيق جهد أمامي يتجاوز الجهد المدمج للوصلة، يتم حقق الإلكترونات من المنطقة من النوع n والفجوات من المنطقة من النوع p في المنطقة النشطة. هناك، تتحد، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات. يحدد التركيب المحدد لسبيكة AlInGaP طاقة فجوة النطاق، والتي تتوافق مباشرة مع الطول الموجي (اللون) للضوء المنبعث - في هذه الحالة، حوالي 650 نانومتر (أحمر). تمتص الركيزة غير الشفافة من GaAs أي ضوء منبعث للأسفل، مما يحسن التباين عن طريق منع الضوء من الهروب عبر الجزء الخلفي من الرقاقة. يتم اقتران الضوء من رقائق LED الصغيرة في العبوة البلاستيكية، والتي يتم قولبتها على شكل سبعة أقسام بالإضافة إلى نقطة عشرية. يمتص الوجه الرمادي الضوء المحيط لتحسين التباين، بينما تنشر مناطق الأقسام البيضاء الضوء الأحمر وتنقله بالتساوي.

14. اتجاهات التكنولوجيا