ورقة بيانات شاشة العرض LED طراز LTS-360JD - ارتفاع الرقم 0.36 بوصة - لون أحمر شديد - جهد أمامي 2.6 فولت - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

LTS-360JD هي وحدة عرض رقمية أحادية من سبعة أجزاء عالية الأداء، مصممة للتطبيقات التي تتطلب قراءات رقمية واضحة وساطعة. وظيفتها الأساسية هي توفير حرف رقمي عالي الوضوح في شكل مضغوط. تكمن الميزة الأساسية لهذا الجهاز في استخدامه لتقنية أشباه الموصلات المتقدمة AlInGaP (فوسفيد الألومنيوم إنديوم الغاليوم) لرقائق LED، والتي صممت خصيصًا لإنتاج لون أحمر شديد بكفاءة ضوئية عالية. وهذا يجعلها مناسبة لمجموعة واسعة من الأسواق المستهدفة بما في ذلك أدوات القياس الصناعية، والأجهزة المنزلية، ولوحات عدادات السيارات (الشاشات الثانوية)، ومعدات الاختبار والقياس، ونقاط البيع حيث تكون الموثوقية والرؤية في غاية الأهمية.

2. تحليل متعمق للمعايير التقنية

يقدم هذا القسم تفسيرًا تفصيليًا وموضوعيًا للمعايير الرئيسية المدرجة في ورقة البيانات.

2.1 الخصائص الضوئية والبصرية

الأداء الضوئي هو محور وظيفة العرض. يتم تحديدمتوسط الشدة الضوئية (Iv)من حد أدنى 200 µcd إلى حد أقصى 650 µcd عند تيار اختبار قياسي قدره 1mA. يشير هذا النطاق إلى أن الجهاز مصنف وفقًا للسطوع، مما يسمح للمصممين باختيار وحدات ذات خرج متسق. يبلغالطول الموجي السائد (λd)639 نانومتر، ويبلغالطول الموجي لذروة الانبعاث (λp)650 نانومتر، وكلاهما مقاس عند IF=20mA. وهذا يحدد اللون "الأحمر الشديد"، وهو لون أحمر عميق ومشبع. يشيرنصف عرض الخط الطيفي (Δλ)البالغ 20 نانومتر إلى طيف انبعاث ضيق نسبيًا، مما يساهم في نقاء اللون. يضمننسبة مطابقة الشدة الضوئيةالتي تبلغ 2:1 كحد أقصى أن فرق السطوع بين ألمع وأخفت جزء في وحدة واحدة يقع ضمن حد مقبول لمظهر موحد.

2.2 المعايير الكهربائية

تحدد المواصفات الكهربائية حدود التشغيل والظروف للاستخدام الموثوق. تبلغ القيمة النموذجية لـالجهد الأمامي لكل جزء (VF)2.6 فولت عند IF=20mA، بحد أقصى 2.6 فولت. هذا معيار حاسم لتصميم شبكة المقاوم المحدد للتيار. يتم تصنيفالتيار الأمامي المستمر لكل جزءبحد أقصى 25 مللي أمبير عند 25 درجة مئوية، مع عامل تخفيض قدره 0.33 مللي أمبير/درجة مئوية. وهذا يعني أن التيار المستمر المسموح به ينخفض مع ارتفاع درجة الحرارة المحيطة فوق 25 درجة مئوية لمنع ارتفاع درجة الحرارة. يمكن أن يصلتيار الذروة الأماميإلى 90 مللي أمبير في ظروف محددة (دورة عمل 1/10، عرض نبضة 0.1 مللي ثانية)، وهو مفيد في أنظمة التعدد لتحقيق سطوع مدرك أعلى. إن تصنيفالجهد العكسي (VR)البالغ 5 فولت منخفض نسبيًا، مما يؤكد على ضرورة تصميم الدائرة بشكل صحيح لتجنب الانحياز العكسي العرضي.

2.3 التصنيفات الحرارية والحدود القصوى المطلقة

تحدد هذه التصنيفات حدود التشغيل الآمن ولا يجب تجاوزها. تبلغاستهلاك الطاقة لكل جزء70 ملي واط. يتراوحنطاق درجة حرارة التشغيل والتخزينمن -35 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية، مما يشير إلى متانة الاستخدام في بيئات غير خاضعة للتحكم المناخي. إن مواصفاتدرجة حرارة اللحام(260 درجة مئوية لمدة 3 ثوانٍ على بعد 1/16 بوصة أسفل مستوى الجلوس) حاسمة لتوجيه عملية لحام إعادة التدفق دون الإضرار برقائق LED الداخلية أو الغلاف البلاستيكي.

3. شرح نظام التصنيف (Binning)

تشير ورقة البيانات إلى أن الجهازمصنف وفقًا للشدة الضوئية. وهذا يعني وجود نظام تصنيف حيث يتم فرز الوحدات وبيعها بناءً على قياس خرجها الضوئي في ظروف الاختبار القياسية (IF=1mA). من المحتمل أن تتراوح التصنيفات من الحد الأدنى 200 µcd إلى الحد الأقصى 650 µcd. يجب على المصممين الذين يحتاجون إلى سطوع متسق عبر شاشات عرض متعددة في منتج واحد تحديد أو اختيار وحدات من نفس تصنيف الشدة. لا تحدد ورقة البيانات تصنيفات منفصلة للطول الموجي أو الجهد الأمامي، مما يشير إلى تحكم تصنيعي أكثر دقة أو تباين أقل أهمية في تلك المعايير لهذا الخط من المنتجات.

4. تحليل منحنيات الأداء

بينما تشير مقتطفات ورقة البيانات المقدمة إلى منحنيات الخصائص النموذجية، فإن الرسوم البيانية المحددة غير مدرجة في النص. عادةً، تتضمن هذه المنحنيات:

• الشدة الضوئية النسبية مقابل التيار الأمامي (منحنى I-V): يوضح هذا الرسم البياني كيف يزداد خرج الضوء مع التيار، عادةً بطريقة شبه خطية، مسلطًا الضوء على انخفاض الكفاءة عند التيارات الأعلى.
• الجهد الأمامي مقابل التيار الأمامي: يوضح العلاقة الأسية I-V للدايود، وهي مهمة لفهم متطلبات الجهد عند تيارات تشغيل مختلفة.
• الشدة الضوئية النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطة: هذا المنحنى حاسم، حيث يظهر انخفاض خرج الضوء مع ارتفاع درجة حرارة الوصلة. وهو يرتبط مباشرة بمواصفات تخفيض التيار.
• التوزيع الطيفي: رسم بياني يوضح شدة الضوء المنبعث عبر الأطوال الموجية، متمركزًا حول 650 نانومتر مع نصف العرض المحدد البالغ 20 نانومتر.

هذه المنحنيات أساسية للتصميم المتقدم، مما يسمح للمهندسين بمحاكاة الأداء في ظروف غير قياسية وتحسين دائرة التشغيل للكفاءة والعمر الطويل.

5. معلومات الميكانيكا والتغليف

يتميز LTS-360JD بتغليف قياسي لشاشة عرض LED. المواصفة الميكانيكية الرئيسية هيارتفاع الرقم 0.36 بوصة (9.1 مم). يحتوي الغلاف علىوجه رمادي مع أجزاء بيضاء، مما يعزز التباين عندما تكون مصابيح LED مطفأة وينشر الضوء المنبعث لمظهر موحد للأجزاء عند الإضاءة. يستخدم الجهاز تكوين 10 أطراف في صف واحد. عادةً ما يظهر الرسم التفصيلي بالأبعاد العرض الإجمالي، والارتفاع، والعمق، وأبعاد الأجزاء، وتباعد الأطراف (على الأرجح 0.1 بوصة قياسي أو ما يعادله بالمتر)، وموقع الفاصلة العشرية اليمنى. يتم ملاحظة التسامحات بـ ±0.25 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك.

6. إرشادات اللحام والتجميع

الالتزام بملف اللحام إلزامي لضمان الموثوقية. الشرط المحدد هو260 درجة مئوية لمدة 3 ثوانٍ، مقاسة عند نقطة 1/16 بوصة (حوالي 1.6 مم) أسفل مستوى جلوس الغلاف. هذا هو ملف إعادة التدفق الخالي من الرصاص القياسي. يجب على المصممين التأكد من أن ملف فرن إعادة التدفق للوحة الدوائر المطبوعة (PCB) يتطابق مع هذا المطلب. يجب إجراء اللحام اليدوي بمكواة بسرعة وبدرجة حرارة مضبوطة لتجنب ارتفاع درجة الحرارة الموضعي. يجب تخزين الجهاز في بيئة جافة ومضادة للكهرباء الساكنة قبل الاستخدام. بعد اللحام، يجب استخدام مواد تنظيف متوافقة مع مادة الغلاف البلاستيكي.

7. معلومات التغليف والطلب

رقم الجزء هوLTS-360JD. التغليف القياسي لمثل هذه المكونات المنفصلة من LED يكون عادةً على شريط وبكرة مضادة للكهرباء الساكنة للتجميع الآلي، أو في أنابيب. سيتم تحديد الكمية المحددة لكل بكرة أو أنبوب في مواصفة تغليف منفصلة. تؤكد ملاحظة "Rt. Hand Decimal" في جدول الوصف أن الجهاز يتضمن فاصلة عشرية على الجانب الأيمن من الرقم.

8. اقتراحات التطبيق

8.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

• أجهزة القياس الرقمية المتعددة وأدوات المختبر: توفير قراءات واضحة وساطعة للقيم المقاسة.
• لوحات تحكم الأجهزة المنزلية: عرض عدادات المؤقت، أو إعدادات درجة الحرارة، أو أوضاع التشغيل على الأفران، أو أفران الميكروويف، أو الغسالات.
• أنظمة التحكم الصناعية: عرض نقاط الضبط، أو العدادات، أو رموز الخطأ على واجهات الإنسان والآلة (HMI) للآلات.
• شاشات عرض السيارات بعد البيع: تستخدم في العدادات المساعدة (فولتميترات، مقياس سرعة الدوران) حيث تكون الرؤية العالية مطلوبة.
• أجهزة الألعاب وآلات البيع: عرض النقاط، أو الرصيد، أو أرقام الاختيار.

8.2 اعتبارات التصميم

• تحديد التيار: مطلوب مقاومات خارجية لكل طرف كاثود (أو للأنود المشترك) لضبط التيار الأمامي المطلوب. احسب قيمة المقاوم باستخدام R = (Vsupply - VF) / IF.
• التعدد (Multiplexing): للتحكم في أرقام متعددة، يكون نظام تشغيل متعدد شائعًا. يستخدم هذا تصنيف تيار الذروة. تأكد من أن متوسط التيار مع مرور الوقت يحترم تصنيف التيار المستمر.
• زاوية الرؤية: زاوية الرؤية الواسعة مفيدة ولكن ضع في الاعتبار اتجاه التركيب بالنسبة لخط رؤية المستخدم.
• حماية من الكهرباء الساكنة (ESD): على الرغم من عدم ذكرها صراحةً، يجب مراعاة احتياطات التعامل القياسية مع الكهرباء الساكنة لمصابيح LED أثناء التجميع.

9. المقارنة التقنية والتمييز

الميزة التمييزية الأساسية لـ LTS-360JD هي استخدامها لتقنيةAlInGaP على ركيزة GaAs غير شفافةلانبعاث اللون الأحمر الشديد. مقارنةً بالتكنولوجيات الأقدم مثل مصابيح LED الحمراء القياسية GaAsP (فوسفيد زرنيخيد الغاليوم)، تقدم AlInGaP كفاءة ضوئية أعلى بكثير، مما يؤدي إلى سطوع أكبر لنفس تيار التشغيل، أو سطوع مكافئ بقدرة أقل. كما توفر تشبع لوني واستقرارًا فائقين مع تغير درجة الحرارة والزمن. مقارنةً بمصابيح LED البيضاء مع المرشحات، فإنها توفر دائرة تشغيل أبسط (بدون مادة فسفورية) وعمر افتراضي أطول محتمل. يضع ارتفاع الرقم 0.36 بوصة الجهاز في فئة الحجم المتوسطة، أكبر من شاشات العرض السباعية المصغرة ذات التركيب السطحي (SMD) ولكن أصغر من الأرقام الكبيرة ذات التركيب على اللوحة، مما يوفر توازنًا جيدًا بين الرؤية ومساحة اللوحة.

10. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعايير التقنية)

س: هل يمكنني تشغيل هذه الشاشة مباشرة من طرف متحكم دقيق (مايكروكونترولر) بجهد 5 فولت؟

ج: لا. الجهد الأمامي النموذجي هو 2.6 فولت، ولا يمكن لطرف المتحكم الدقيق توفير 20 مللي أمبير بأمان مع انخفاض الجهد أيضًا. يجب عليك استخدام مقاوم محدد للتيار وعلى الأرجح ترانزستور أو دائرة متكاملة (IC) للسائق للتعامل مع التيار.

س: ما هو الغرض من وجود طرفي أنود مشترك (الطرف 1 والطرف 6)؟

ج: الطرفان الأنوديان متصلان داخليًا. يوفر هذا التصميم تناسقًا ميكانيكيًا، ويبسط توجيه مسارات لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) للتوصيل المشترك للطاقة، ويمكن أن يساعد في توزيع التيار بشكل أكثر توازنًا، مما يحسن الموثوقية بشكل محتمل.

س: كيف أحقق مستويات سطوع مختلفة؟

ج: يمكن التحكم في السطوع عن طريق تغيير التيار الأمامي (ضمن الحدود القصوى للتصنيفات)، أو، بشكل أكثر شيوعًا وكفاءة، باستخدام تعديل عرض النبضة (PWM) على إشارات التشغيل. يقوم هذا بتبديل تشغيل وإطفاء LED بسرعة، مما يتحكم في متوسط خرج الضوء.

س: هل الفاصلة العشرية مضاءة دائمًا؟

ج: لا. الفاصلة العشرية هي جزء LED منفصل بكاثود خاص بها (الطرف 7). يتم التحكم فيها بشكل مستقل، تمامًا مثل الأجزاء من A إلى G.

11. تصميم عملي وحالة استخدام

فكر في تصميم عداد رقمي بسيط باستخدام متحكم دقيق وأربع شاشات عرض من طراز LTS-360JD. لن يكون لدى المتحكم الدقيق عدد كافٍ من أطراف الإدخال/الإخراج (I/O) لتشغيل كل جزء من كل رقم بشكل ثابت (4 أرقام * 8 أجزاء = 32 خطًا). لذلك، يتم استخدام تصميم متعدد. يتم توصيل أطراف الأنود المشتركة الأربعة (واحد لكل رقم) بأربعة أطراف من المتحكم الدقيق عبر ترانزستورات PNP (لتوفير التيار الأعلى). يتم ربط جميع الكاثودات المقابلة للأجزاء (مثلًا، جميع أجزاء 'A') معًا وتوصيلها بمنفذ المتحكم الدقيق من خلال شبكة مقاومات محددة للتيار. يقوم المتحكم الدقيق بالدوران بسرعة لتمكين كل رقم واحدًا تلو الآخر أثناء إخراج نمط الجزء لذلك الرقم. بسبب استمرارية الرؤية، تبدو جميع الأرقام مضاءة باستمرار. يمكن أن يكون تيار الذروة لكل جزء خلال وقت التشغيل القصير أعلى (مثلًا، 60 مللي أمبير) لتحقيق متوسط سطوع جيد، بينما يظل متوسط التيار أقل من تصنيف 25 مللي أمبير المستمر.

12. مقدمة عن المبدأ التقني

يعتمد LTS-360JD على تكنولوجيا الإضاءة ذات الحالة الصلبة. عنصر الإضاءة الأساسي هو رقاقة أشباه موصلات من AlInGaP. عند تطبيق جهد أمامي يتجاوز عتبة الدايود، يتم حقن الإلكترونات والفجوات في المنطقة النشطة من أشباه الموصلات. يؤدي إعادة اتحادها إلى إطلاق الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). يحدد التركيب المحدد للألومنيوم، والإنديوم، والغاليوم، والفوسفيد في الشبكة البلورية طاقة فجوة النطاق، والتي تحدد مباشرة الطول الموجي (اللون) للضوء المنبعث - في هذه الحالة، اللون الأحمر الشديد عند حوالي 650 نانومتر. تمتص الركيزة غير الشفافة GaAs أي ضوء منبعث للأسفل، مما يحسن التباين عن طريق تقليل الانعكاس الداخلي. يعزز الوجه الرمادي وقناع الجزء الأبيض التباين بشكل أكبر عن طريق امتصاص الضوء المحيط وتشتيت الضوء الأحمر المنبعث بكفاءة نحو المشاهد.

13. اتجاهات التكنولوجيا والسياق

بينما تظل شاشات العرض LED السباعية المنفصلة مثل LTS-360JD ذات صلة عالية للتطبيقات المحددة التي تتطلب البساطة والمتانة والرؤية العالية، فإن الاتجاهات الأوسع في تكنولوجيا العرض واضحة. هناك تحول عام نحوشاشات عرض LED بنقاط مصفوفة متكاملةوشاشات OLEDللتطبيقات التي تتطلب إخراجًا أبجديًا رقميًا أو رسوميًا، حيث توفر مرونة أكبر. بالنسبة للعروض الرقمية فقط، أصبحتشاشات LED السباعية ذات التركيب السطحي (SMD)أكثر شيوعًا لتسهيل التجميع الآلي وتقليل سمك المنتج. ومع ذلك، تحتفظ شاشات العرض ذات التركيب المار بالفتحة (Through-Hole) مثل LTS-360JD بمزايا في النماذج الأولية، وإمكانية الإصلاح، والتطبيقات المعرضة للاهتزاز العالي أو حيث تعتبر وصلات التركيب المار بالفتحة أكثر متانة ميكانيكيًا. تستمر تكنولوجيا AlInGaP الأساسية في التحسين من أجل الكفاءة والموثوقية، مما يضمن أن مثل هذه الأجهزة تلبي توقعات الأداء والعمر الطويل الحديثة.