ورقة بيانات شاشة LED طراز LTS-5825SW-P - ارتفاع الرقم 0.56 بوصة - شرائح بيضاء - جهد أمامي 3.2 فولت - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

شاشة LTS-5825SW-P هي جهاز مُركَّب على السطح (SMD) مُصمَّم لعرض رقمي أحادي. وظيفتها الأساسية هي توفير قراءات رقمية واضحة وعالية الوضوح في المعدات الإلكترونية. المكون الأساسي هو شريحة LED بيضاء من نوع إنديوم جاليوم نيتريد (InGaN) مُثبَّتة على ركيزة من الياقوت. يُعرف هذا البناء بكفاءته واستقراره. تتميز الشاشة بلوحة وجه رمادية تعزز التباين، مُقترنة بشرائح مُضيئة باللون الأبيض للأحرف.

1.1 الميزات والمزايا الرئيسية

يقدم الجهاز عدة مزايا متميزة للتكامل في التصاميم الإلكترونية الحديثة:

• حجم الرقم:يُوفر ارتفاع رقم 0.56 بوصة (14.22 ملم) قابلية قراءة ممتازة من مسافة، مما يجعله مناسبًا لأجهزة القياس اللوحية والأدوات والأجهزة الاستهلاكية.
• الأداء البصري:يُوفر سطوعًا عاليًا وتباينًا عاليًا، مما يضمن وضوح الرؤية حتى في البيئات المضاءة جيدًا. تتيح زاوية الرؤية الواسعة قراءة الشاشة من مواضع مختلفة دون فقدان كبير في الوضوح.
• تصميم الشرائح:تساهم الشرائح المتواصلة والمتجانسة في مظهر نظيف واحترافي للأحرف، متجنبة المظهر "النقطي" لبعض الشاشات.
• كفاءة الطاقة:تتيح تقنية InGaN استهلاك طاقة منخفض لكل شريحة، وهو أمر بالغ الأهمية للتطبيقات التي تعمل بالبطارية أو الحساسة للطاقة.
• الموثوقية:كجهاز ذي حالة صلبة، يُوفر موثوقية عالية وعمر تشغيلي طويل بدون أجزاء متحركة تبلى.
• ضمان الجودة:يتم تصنيف الأجهزة (تجميعها في مجموعات) حسب شدة الإضاءة، مما يسمح للمصممين باختيار مكونات بمستويات سطوع متسقة للوحات عرض موحدة.
• الامتثال البيئي:العبوة خالية من الرصاص ومُصنَّعة وفقًا لتوجيهات RoHS (تقييد المواد الخطرة).

2. الغوص العميق في المواصفات الفنية

يقدم هذا القسم تحليلاً مفصلاً وموضوعيًا لحدود تشغيل الجهاز وخصائص أدائه تحت ظروف محددة.

2.1 التقييمات القصوى المطلقة

تحدد هذه التقييمات حدود الإجهاد التي بعدها قد يحدث تلف دائم للجهاز. لا يتم ضمان التشغيل عند أو بعد هذه الحدود.

• تبديد الطاقة لكل شريحة:35 ميلي واط كحد أقصى. تجاوز هذا يمكن أن يؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة وتسريع تدهور شريحة LED.
• التيار الأمامي الذروي لكل شريحة:50 مللي أمبير، ولكن فقط تحت ظروف النبض (دورة عمل 1/10، عرض نبضة 0.1 مللي ثانية). هذا التقييم مخصص لنبضات تيار عالي قصيرة، وليس للتشغيل المستمر.
• التيار الأمامي المستمر لكل شريحة:التقييم الأساسي هو 10 مللي أمبير عند 25°م. يُطبق عامل تخفيض قدره 0.1 مللي أمبير/°م فوق 25°م. على سبيل المثال، عند 85°م، سيكون الحد الأقصى للتيار المستمر: 10 مللي أمبير - ((85°م - 25°م) * 0.1 مللي أمبير/°م) = 4 مللي أمبير.
• نطاق درجة الحرارة:تم تقييم الجهاز للتشغيل من -35°م إلى +105°م ويمكن تخزينه ضمن نفس النطاق.
• ظروف اللحام:يمكن للجهاز تحمل اللحام بالموجة أو إعادة التدفق مع وضع طرف المكواة على الأقل 1/16 بوصة (حوالي 1.6 ملم) أسفل مستوى الجلوس لمدة أقصاها 3 ثوانٍ عند 260°م.

2.2 الخصائص الكهربائية والبصرية

هذه هي معايير الأداء النموذجية المقاسة عند Ta=25°م وتيار أمامي (I_F) قدره 5 مللي أمبير، وهي حالة اختبار وتشغيل شائعة.

• شدة الإضاءة المتوسطة (I_V):تتراوح من حد أدنى 71 ميللي كانديلا إلى حد أقصى 165 ميللي كانديلا. يتم قياس الشدة باستخدام مستشعر مُرشَّح لمطابقة استجابة العين البشرية للضوء النهاري (منحنى CIE).
• إحداثيات اللونية (x, y):نقطة اللون النموذجية محددة عند x=0.294, y=0.286 على مخطط اللونية CIE 1931. هذا يُحدد اللون الأبيض المنبعث من الشرائح.
• الجهد الأمامي لكل شريحة (V_F):عادة بين 2.7 فولت و 3.2 فولت عند 5 مللي أمبير. هذه المعلمة مهمة لتصميم دائرة تحديد التيار للشاشة.
• التيار العكسي (I_R):100 ميكرو أمبير كحد أقصى عند جهد عكسي (V_R) قدره 5 فولت. من المهم ملاحظة أن هذه حالة اختبار فقط؛ لم يتم تصميم LED للتشغيل تحت انحياز عكسي.
• نسبة مطابقة شدة الإضاءة (I_V-m):نسبة قصوى 2:1 للشرائح داخل منطقة ضوئية متشابهة. هذا يضمن أن جميع شرائح الرقم لها سطوع موحد بشكل معقول.
• مواصفات التداخل:مُعرَّفة كـ ≤ 2.5%. هذا يقيس الإضاءة غير المقصودة لشريحة مجاورة عند تشغيل شريحة أخرى، والتي يجب أن تكون ضئيلة للحصول على شاشة نظيفة.

2.3 الحساسية للتفريغ الكهروستاتيكي (ESD)

مثل معظم الأجهزة شبه الموصلة، شريحة LED عرضة للتلف من التفريغ الكهروستاتيكي. تنصح ورقة البيانات بشدة بممارسات الوقاية القياسية من ESD: استخدام أساور معصم مؤرضة أو قفازات مضادة للكهرباء الساكنة، والتأكد من أن جميع محطات العمل والمعدات مؤرضة بشكل صحيح، واستخدام مؤينات لتحييد الشحنات الساكنة التي قد تتراكم على العبوة البلاستيكية أثناء التعامل.

3. شرح نظام التصنيف (Binning)

لضمان الاتساق في الإنتاج، يتم فرز الأجهزة إلى مجموعات بناءً على معايير رئيسية. هذا يسمح للمصنعين باختيار أجزاء بخصائص متطابقة تقريبًا لمنتج نهائي موحد.

3.1 تصنيف الجهد الأمامي (V_F)

يتم تصنيف الأجهزة إلى مجموعات (من 3 إلى 7) بناءً على جهدها الأمامي عند 5 مللي أمبير. كل مجموعة لها نطاق 0.1 فولت (مثل المجموعة 3: 2.70V-2.80V، المجموعة 4: 2.80V-2.90V). التسامح داخل كل مجموعة هو ±0.1V. مطابقة مجموعات V_F يساعد في تصميم دوائر تشغيل أبسط وأكثر تجانسًا.

3.2 تصنيف شدة الإضاءة (I_V)

هذه معلمة تصنيف حرجة لتوحيد الشاشة. يتم تسمية المجموعات (مثل Q11, Q12, R11, R21) بقيم دنيا وعليا محددة لشدة الإضاءة بالميللي كانديلا (mcd). على سبيل المثال، المجموعة R21 تغطي 146.0 إلى 165.0 mcd. التسامح لكل مجموعة شدة هو ±15%. استخدام أجزاء من نفس مجموعات I_V أو المجاورة ضروري لشاشة يكون فيها جميع الأرقام بنفس السطوع.

3.3 تصنيف اللون (Hue)

نقطة اللون الأبيض مُصنَّفة أيضًا. تُعرِّف ورقة البيانات عدة مجموعات لونية (S1-2, S2-2, S3-1، إلخ)، كل منها تحدد منطقة رباعية على مخطط اللونية CIE 1931 مُعرَّفة بأربعة أزواج إحداثيات (x, y). تقع النقطة النموذجية (x=0.294, y=0.286) ضمن مجموعتي S3-1 و S4-1. التسامح لكل إحداثي لوني هو ±0.01. مجموعات الألوان المتسقة تمنع اختلافات لونية ملحوظة بين الشرائح أو الأرقام في شاشة متعددة الأرقام.

4. معلومات الميكانيكا والعبوة

4.1 أبعاد العبوة

يتوافق الجهاز مع بصمة SMD قياسية. يتم توفير جميع الأبعاد الحرجة بالمليمترات بتسامح عام ±0.25 ملم ما لم يُذكر خلاف ذلك. تشمل الملاحظات الأبعادية الرئيسية حدودًا للمواد الغريبة داخل منطقة الشريحة (≤10 ميل)، تلوث الحبر السطحي (≤20 ميل)، الفقاعات المسموح بها في الشريحة (≤10 ميل)، أقصى انحناء للعاكس (≤1% من طوله)، وأقصى حجم لحام بارز 0.14 ملم على المسامير البلاستيكية. هذه تضمان التوافق الميكانيكي والجودة البصرية.

4.2 تكوين المسامير ومخطط الدائرة

جهاز LTS-5825SW-P هو جهاز أنود مشترك. يُظهر مخطط الدائرة الداخلي عشرة مسامير تتحكم في الشرائح السبعة الرئيسية (من A إلى G)، والنقطة العشرية (DP)، ووصلي أنود مشترك. ترتيب المسامير كما يلي: المسمار 1: كاثود E، المسمار 2: كاثود D، المسمار 3: أنود مشترك، المسمار 4: كاثود C، المسمار 5: كاثود DP، المسمار 6: كاثود B، المسمار 7: كاثود A، المسمار 8: أنود مشترك، المسمار 9: كاثود F، المسمار 10: كاثود G. المسمار 3 والمسمار 8 متصلان داخليًا كأنود مشترك. لإضاءة شريحة، يجب جعل مسمار الكاثود المقابل لها منخفضًا (موصولًا بالأرض أو مصرف تيار) بينما يُحتفظ بالأنود المشترك مرتفعًا (موصولًا بمصدر الطاقة الموجب عبر مقاومة تحديد تيار).

5. إرشادات التجميع والتطبيق

5.1 تعليمات لحام SMT

تم تصميم الجهاز للتجميع على السطح باستخدام عمليات لحام إعادة التدفق. تعليم حرج هو أن عدد دورات عملية إعادة التدفق يجب أن يقتصر على أقل من مرتين. يمكن للدورات الحرارية المتكررة أن تُجهد العبوة ووصلات اللحام. يجب أن تعمل عملية التبريد بعد إعادة التدفق على إعادة التجميع إلى درجة الحرارة المحيطة الطبيعية بطريقة مضبوطة لمنع الصدمة الحرارية.

5.2 اقتراحات التطبيق

شاشة LTS-5825SW-P مثالية للتطبيقات التي تتطلب عرضًا رقميًا واحدًا عالي القراءة. حالات الاستخدام الشائعة تشمل:

• معدات الاختبار والقياس:الملتيميديا الرقمية، عدادات التردد، مصادر الطاقة.
• الأجهزة الاستهلاكية:أفران الميكروويف، مكيفات الهواء، الغسالات (لعرض المؤقت أو درجة الحرارة).
• التحكم الصناعي:أجهزة القياس اللوحية لمراقبة العمليات، عروض العدادات.
• قطع غيار السيارات:المقاييس والقراءات.

5.2.1 اعتبارات التصميم

• تحديد التيار:استخدم دائمًا مقاومة على التوالي لكل شريحة أو للأنود المشترك لتحديد التيار إلى القيمة المقدرة (مثل 5-10 مللي أمبير نموذجيًا). تحسب قيمة المقاومة كـ R = (جهد_المصدر - V_F) / I_F.
• التعددية الزمنية (Multiplexing):للشاشات متعددة الأرقام باستخدام مكونات مماثلة، يمكن استخدام التعددية الزمنية للتحكم في أرقام متعددة بمسامير تشغيل أقل. تأكد من أن تيار الذروة في التشغيل المتعدد لا يتجاوز التقييمات القصوى المطلقة.
• حماية ESD:أدرج ثنائيات حماية ESD على خطوط الإدخال إذا كانت الشاشة في منطقة يمكن للمستخدم الوصول إليها، بالإضافة إلى احتياطات التعامل أثناء التجميع.

6. المقارنة الفنية والاتجاهات

6.1 مبدأ التشغيل

يعمل الجهاز على مبدأ الإضاءة الكهربائية في وصلة p-n شبه موصلة. عند تطبيق جهد أمامي يتجاوز عتبة الثنائي (V_F)، تتحد الإلكترونات والفجوات في المنطقة النشطة لشريحة InGaN، مُطلقة الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). توفر ركيزة الياقوت قاعدة مستقرة ومطابقة للشبكة البلورية لزراعة طبقات InGaN عالية الجودة اللازمة لانبعاث الضوء الأبيض الفعال، والذي غالبًا ما يُحقق باستخدام شريحة LED زرقاء مع طلاء فسفوري.

6.2 التمايز والاتجاهات

مقارنةً بالتكنولوجيات الأقدم مثل مصابيح LED الحمراء GaAsP أو شاشات الفلورسنت المفرغة (VFDs)، تقدم مصابيح LED البيضاء القائمة على InGaN كفاءة فائقة، وعمر أطول، وجهد تشغيل أقل، ومظهر أكثر حداثة. الاتجاه في شاشات SMD هو نحو كثافة بكسل أعلى (المزيد من الشرائح أو المصفوفات النقطية)، وقدرة كاملة الألوان (RGB)، والتكامل مع مستشعرات اللمس أو المتحكمات الدقيقة. ومع ذلك، للقراءات الرقمية البسيطة منخفضة التكلفة وعالية الموثوقية، تظل شاشات الشرائح الرقمية الأحادية مثل LTS-5825SW-P ذات صلة عالية بسبب بساطتها، وقابلية القراءة الممتازة، وأدائها المثبت.