ورقة بيانات شاشة LED طراز LTC-5689KD - ارتفاع رقم 0.56 بوصة - لون أحمر شديد (650 نانومتر) - جهد أمامي 2.6 فولت - تبديد طاقة 70 ميلي واط - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

تُعد LTC-5689KD وحدة عرض LED عالية الأداء، ثلاثية الأرقام، من نوع سبعة أجزاء، مُصممة للتطبيقات التي تتطلب عرضًا رقميًا واضحًا. تتميز بارتفاع رقم يبلغ 0.56 بوصة (14.2 ملم)، مما يوفر وضوحًا رؤية ممتازًا. تستخدم الشاشة رقائق LED متطورة من نوع AlInGaP (فوسفيد الألومنيوم إنديوم الغاليوم) ذات اللون الأحمر الشديد، مُنبتة على ركيزة GaAs. تم اختيار هذه التقنية لكفاءتها العالية ونقاء لونها المتفوق في الطيف الأحمر. يقدم الجهاز مظهرًا ذا تباين عالٍ مع وجه أسود وشرائط بيضاء، مما يعزز قابلية القراءة تحت ظروف إضاءة مختلفة. يتم تصنيفه حسب الشدة الضوئية ويُقدم في عبوة خالية من الرصاص متوافقة مع توجيهات RoHS، مما يجعله مناسبًا للتصاميم الإلكترونية الحديثة التي تراعي الاعتبارات البيئية.

1.1 الميزات والمزايا الرئيسية

تقدم LTC-5689KD عدة مزايا مميزة تجعلها خيارًا موثوقًا للمصممين:

• الأداء البصري:يُوفر سطوعًا عاليًا وتباينًا عاليًا، مما يضمن سهولة قراءة العرض. يتمتع بزاوية مشاهدة واسعة، مما يجعله مناسبًا للتطبيقات التي قد لا يكون المشاهد فيها أمام الشاشة مباشرة.
• كفاءة الطاقة:يتمتع بمتطلبات طاقة منخفضة، وهو أمر مفيد للأجهزة التي تعمل بالبطارية أو التي تراعي استهلاك الطاقة.
• الجودة الجمالية والهيكلية:يتميز بشرائط متصلة ومتجانسة، مما يساهم في مظهر ممتاز للأحرف دون فواصل بصرية أو فجوات في الشرائط المضاءة. يضمن البناء ذو الحالة الصلبة موثوقية عالية وعمر تشغيلي طويل.
• مرونة التصميم:يُبسط تكوين الأنود المشترك المتعدد دوائر القيادة للشاشات متعددة الأرقام، مما يقلل عدد دبابيس الإدخال/الإخراج I/O المطلوبة في المتحكم الدقيق.
• ضمان الجودة:يتم تصنيف (تقسيم) الأجهزة حسب الشدة الضوئية، مما يسمح بمطابقة سطوع متسقة عند استخدام عدة شاشات في تجميع واحد.

2. الغوص العميق في المواصفات الفنية

2.1 القيم القصوى المطلقة

تُحدد هذه القيم الحدود التي بعدها قد يحدث تلف دائم للجهاز. لا يُوصى بتشغيل الشاشة تحت هذه الظروف.

• تبديد الطاقة لكل شريط:70 ميلي واط كحد أقصى.
• تيار أمامي ذروي لكل شريط:90 مللي أمبير (تحت ظروف النبض: دورة عمل 1/10، عرض نبضة 0.1 مللي ثانية).
• تيار أمامي مستمر لكل شريط:25 مللي أمبير عند 25°م. تتناقص هذه القيمة خطيًا بمعدل 0.28 مللي أمبير/°م مع زيادة درجة الحرارة المحيطة فوق 25°م.
• نطاق درجة حرارة التشغيل والتخزين:من -35°م إلى +105°م.
• ظروف اللحام:يمكن للجهاز تحمل اللحام عند 260°م لمدة 3 ثوانٍ، مقاسة على بعد 1/16 بوصة (حوالي 1.6 ملم) أسفل مستوى الجلوس.

2.2 الخصائص الكهربائية والبصرية

هذه هي معلمات التشغيل النموذجية المقاسة عند درجة حرارة محيطة (Ta) تبلغ 25°م.

• الشدة الضوئية المتوسطة (Iv):تتراوح من 320 ميكرو كانديلا (الحد الأدنى) إلى 1250 ميكرو كانديلا (الحد الأقصى)، مع توفير قيمة نموذجية، عند تشغيلها بتيار أمامي (IF) قدره 1 مللي أمبير.
• طول موجة الانبعاث الذروي (λp):650 نانومتر (عند IF=20mA). هذا يُحدد نقطة اللون لانبعاث الأحمر الشديد.
• نصف عرض الخط الطيفي (Δλ):20 نانومتر (عند IF=20mA)، مما يشير إلى نقاء الطيف.
• الطول الموجي السائد (λd):639 نانومتر (عند IF=20mA).
• الجهد الأمامي لكل رقاقة (VF):عادة 2.60 فولت، مع نطاق من 2.10 فولت إلى 2.60 فولت عند IF=20mA. يجب أن يأخذ تصميم الدائرة في الاعتبار هذا التباين.
• التيار العكسي لكل شريط (IR):حد أقصى 100 ميكرو أمبير عند تطبيق جهد عكسي (VR) قدره 5 فولت. هذه المعلمة لأغراض الاختبار فقط؛ يُمنع التشغيل بتحيز عكسي مستمر.
• نسبة مطابقة الشدة الضوئية:2:1 كحد أقصى للشرائط داخل منطقة ضوئية متشابهة عند IF=1mA، مما يضمن التجانس.
• التداخل (Cross Talk):المواصفات أقل من 1.0%، مما يقلل من الإضاءة غير المرغوب فيها للشرائط المجاورة.

3. المعلومات الميكانيكية والعبوة

3.1 أبعاد العبوة والتفاوتات المسموحة

يوضح الرسم الميكانيكي الأبعاد الحرجة لتخطيط لوحة الدوائر المطبوعة وتصميم العلبة. جميع الأبعاد الأساسية بالمليمترات بتفاوت قياسي ±0.25 ملم ما لم يُذكر خلاف ذلك. تشمل الملاحظات الرئيسية للتجميع: يجب ألا تتجاوز المواد الغريبة أو الفقاعات على الشريط 10 ميل؛ يجب أن يكون انحناء العاكس أقل من 1% من طوله؛ يجب أن يكون تلوث الحبر السطحي أقل من 20 ميل. تفاوت إزاحة طرف الدبوس هو ±0.4 ملم. للحصول على لحام موثوق، يُوصى بقطر فتحة لوحة الدوائر المطبوعة يبلغ 1.0 ملم.

3.2 تكوين الدبابيس والدائرة الداخلية

تحتوي الشاشة على تكوين 14 دبوسًا. وهي من نوع الأنود المشترك المتعدد. توزيع الدبابيس كما يلي: الدبابيس من 1 إلى 7 هي أقطاب سالبة للشرائط من A إلى G، على التوالي. الدبوس 8 هو القطب السالب المشترك للنقاط العشرية DP1 و DP2 و DP3. الدبابيس 9 و 10 و 11 هي أقطاب موجبة مشتركة للأرقام 3 و 2 و 1، على التوالي. الدبوس 12 هو القطب الموجب المشترك للنقاط العشرية DP4 و DP5. الدبوسان 13 و 14 هما القطبان السالبان لـ DP5 و DP4، على التوالي. يوضح مخطط الدائرة الداخلية بوضوح كيفية اتصال الأرقام الثلاثة والنقاط العشرية الخمس، وهو أمر أساسي لتصميم تسلسل قيادة متعدد صحيح.

4. إرشادات التطبيق واعتبارات التصميم

4.1 تحذيرات تطبيقية حرجة

الالتزام بهذه الإرشادات أمر بالغ الأهمية للتشغيل الموثوق:

• حدود التشغيل:لا تتجاوز أبدًا القيم القصوى المطلقة للتيار أو الطاقة أو درجة الحرارة، لأن ذلك سيؤدي إلى تدهور شديد في إخراج الضوء أو فشل كارثي.
• تصميم دائرة القيادة:يُوصى بشدة باستخدام قيادة تيار ثابت للحفاظ على سطوع وعمر افتراضي متسقين. يجب تصميم الدائرة لاستيعاب النطاق الكامل لجهد أمامي (VF) محدد. الحماية من الجهود العكسية والارتفاعات العابرة أثناء دورات الطاقة إلزامية لمنع التلف.
• إدارة الحرارة:يجب تخفيض تصنيف تيار القيادة بناءً على أقصى درجة حرارة محيطة في بيئة التطبيق لمنع ارتفاع درجة الحرارة.
• العوامل البيئية:تجنب التغيرات السريعة في درجة الحرارة في البيئات الرطبة لمنع التكثيف على الشاشة. لا تُطبق قوة ميكانيكية على جسم الشاشة أثناء التجميع.
• الاستخدام مع الطبقات العلوية:إذا تم تطبيق فيلم طباعة/نمط بلاصق حساس للضغط، فتجنب تركه يضغط مباشرة على اللوحة الأمامية، لأن القوة الخارجية قد تسبب تحركه.
• مطابقة الشاشات المتعددة:للتجميعات التي تستخدم شاشتين أو أكثر، اختر وحدات من نفس مجموعة الشدة الضوئية لضمان مظهر موحد.
• اختبار الإجهاد الميكانيكي:إذا تطلب المنتج النهائي اختبار سقوط أو اهتزاز، فيجب تقييم الظروف مسبقًا لضمان توافق الشاشة.

4.2 ظروف التخزين

يحفظ التخزين السليم قابلية اللحام والأداء للشاشة. ظروف التخزين الموصى بها، بينما المنتج في عبوته الأصلية الحاجبة للرطوبة، هي درجة حرارة بين 5°م و 30°م مع رطوبة نسبية أقل من 60% RH. إذا لم تتحقق هذه الشروط، أو إذا تم فتح الكيس الحاجب لأكثر من ستة أشهر، فقد تتأكسد الدبابيس. في مثل هذه الحالات، قد يكون إعادة الطلاء وإعادة الفرز ضروريين قبل الاستخدام. يُنصح بإدارة المخزون لتجنب التخزين طويل الأمد واستهلاك المنتجات على الفور.

5. منحنيات الأداء وتحليل الخصائص

تشير ورقة البيانات إلى منحنيات الأداء النموذجية الضرورية لتحليل التصميم التفصيلي. بينما لا يتم إعادة إنتاج الرسوم البيانية المحددة في النص، فإنها تشمل عادةً:

• التيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي (منحنى I-V):يوضح العلاقة بين تيار القيادة وانخفاض الجهد عبر رقاقة LED، وهو أمر حاسم لتصميم دائرة تحديد التيار.
• الشدة الضوئية مقابل التيار الأمامي:يوضح كيف يزداد إخراج الضوء مع تيار القيادة، مما يساعد في اختيار نقطة التشغيل المناسبة للسطوع المطلوب.
• الشدة الضوئية مقابل درجة الحرارة المحيطة:يوضح تخفيض تصنيف إخراج الضوء مع ارتفاع درجة الحرارة، مما يوجه قرارات التصميم الحراري.
• التوزيع الطيفي:رسم بياني للشدة النسبية مقابل الطول الموجي، يؤكد الأطوال الموجية الذروية والسائدة ونصف عرض الطيف.

تسمح هذه المنحنيات للمهندسين بالتنبؤ بالأداء تحت ظروف غير قياسية (تيارات أو درجات حرارة مختلفة) وتحسين التصميم للكفاءة والموثوقية.

6. سيناريوهات التطبيق النموذجية وملاحظات التصميم

يُقصد بـ LTC-5689KD المعدات الإلكترونية العادية بما في ذلك أجهزة أتمتة المكاتب ومعدات الاتصالات والأجهزة المنزلية. يجعل عرضها الرقمي الواضحها مناسبة لـ:

• معدات الاختبار والقياس (مقاييس متعددة، مصادر طاقة).
• لوحات التحكم الصناعية والموقتات.
• الأجهزة الاستهلاكية مثل أفران الميكروويف ومستقبلات الصوت أو أنظمة التحكم في المناخ.
• نقاط البيع والعروض المعلوماتية.

ملاحظة تصميم:للتطبيقات التي تتطلب موثوقية استثنائية حيث قد يؤثر الفشل على السلامة (مثل الطيران، الأجهزة الطبية، ضوابط النقل)، يلزم استشارة ما قبل التطبيق لتقييم الملاءمة. يجب أن ينفذ برنامج المتحكم الدقيق للقيادة روتينًا متعددًا صحيحًا يقوم بتشغيل أقطاب الأنود المشتركة (الدبابيس 9، 10، 11، 12) بالتتابع مع سحب أقطاب الكاثود المقابلة للشرائط إلى مستوى منخفض لإضاءة الشرائط المطلوبة لكل رقم. يخلق تأثير استمرارية الرؤية وهمًا بأن جميع الأرقام مضاءة باستمرار.

7. المقارنة الفنية والتمييز

مقارنةً بالتقنيات الأقدم مثل مصابيح LED الحمراء القياسية من نوع GaAsP أو GaP، تقدم رقائق AlInGaP ذات اللون الأحمر الشديد في LTC-5689KD كفاءة ضوئية أعلى بكثير، مما يؤدي إلى سطوع أكبر لنفس تيار القيادة. اللون هو أحمر أعمق وأكثر تشبعًا (ذروة 650 نانومتر) مقارنة بالأحمر البرتقالي لمصابيح LED الحمراء القياسية. يُعد تصميم الأنود المشترك المتعدد مُميزًا رئيسيًا عن شاشات القيادة الثابتة، حيث يقدم تخفيضًا كبيرًا في دبابيس القيادة المطلوبة (من 26+ للقيادة الثابتة إلى 14 للمتعددة)، مما يبسط تخطيط لوحة الدوائر المطبوعة ويقلل من متطلبات موارد المتحكم الدقيق، وإن كان على حساب الحاجة إلى روتين مسح مخصص للقيادة.

8. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعلمات الفنية)

س: ما هو الغرض من تصنيف الشدة الضوئية؟

ج: يضمن التصنيف الاتساق. عند استخدام عدة شاشات جنبًا إلى جنب، يضمن الاختيار من نفس المجموعة اختلافًا مرئيًا ضئيلًا في السطوع بين الوحدات، مما يخلق مظهرًا احترافيًا موحدًا.

س: لماذا يُوصى بقيادة تيار ثابت بدلاً من جهد ثابت؟

ج: جهد LED الأمامي (VF) له تفاوت (مثال: 2.1V إلى 2.6V). سيؤدي مصدر جهد ثابت إلى تباين كبير في التيار (وبالتالي السطوع) من شريط إلى آخر أو من شاشة إلى أخرى. يضمن مصدر تيار ثابت تدفق تيار متطابق بغض النظر عن تباين VF، مما يضمن سطوعًا موحدًا.

س: هل يمكنني قيادة هذه الشاشة بدبوس متحكم دقيق 5 فولت مباشرة؟

ج: لا. يجب عليك استخدام مقاومة تحديد تيار أو، يُفضل، دائرة متكاملة مخصصة لقيادة تيار ثابت. قد يؤدي توصيل دبوس 5 فولت مباشرة بكاثود شريط (مع تشغيل الأنود) إلى تجاوز الحد الأقصى المطلق للتيار المستمر (25 مللي أمبير) وتدمير LED. يجب حساب قيمة المقاومة بناءً على جهد الإمداد، وVF الخاص بـ LED، والتيار الأمامي المطلوب (IF).

س: ماذا يعني "تخفيض تصنيف خطي من 25°م" للتيار الأمامي المستمر؟

ج: يعني أنه لكل درجة مئوية ترتفع فيها درجة الحرارة المحيطة فوق 25°م، ينخفض الحد الأقصى المسموح به للتيار المستمر بمقدار 0.28 مللي أمبير. على سبيل المثال، عند 50°م (أعلى بـ 25°م)، سيكون الحد الأقصى للتيار 25 مللي أمبير - (25 * 0.28 مللي أمبير) = 25 مللي أمبير - 7 مللي أمبير = 18 مللي أمبير لكل شريط.

مصطلحات مواصفات LED

شرح كامل للمصطلحات التقنية للـ LED

الأداء الكهروضوئي

المصطلح	الوحدة/التمثيل	شرح مبسط	لماذا هو مهم
الكفاءة الضوئية	لومن/وات	الإخراج الضوئي لكل واط من الكهرباء، أعلى يعني أكثر كفاءة في استخدام الطاقة.	يحدد مباشرة درجة كفاءة الطاقة وتكلفة الكهرباء.
التدفق الضوئي	لومن	إجمالي الضوء المنبعث من المصدر، يسمى عادةً "السطوع".	يحدد ما إذا كان الضوء ساطعًا بما يكفي.
زاوية الرؤية	درجة، مثل 120 درجة	الزاوية التي ينخفض فيها شدة الضوء إلى النصف، يحدد عرض الحزمة.	يؤثر على نطاق الإضاءة والتوحيد.
درجة حرارة اللون	كلفن، مثل 2700K/6500K	دفء/برودة الضوء، القيم المنخفضة صفراء/دافئة، العالية بيضاء/باردة.	يحدد أجواء الإضاءة والسيناريوهات المناسبة.
مؤشر تجسيد اللون	بدون وحدة، 0-100	القدرة على تقديم ألوان الكائن بدقة، Ra≥80 جيد.	يؤثر على أصالة اللون، يُستخدم في أماكن الطلب العالي مثل المراكز التجارية والمتاحف.
تفاوت اللون	خطوات بيضاوي ماك آدم، مثل "5 خطوات"	مقياس اتساق اللون، خطوات أصغر تعني لون أكثر اتساقًا.	يضمن لونًا موحدًا عبر نفس دفعة مصابيح LED.
الطول الموجي المهيمن	نانومتر، مثل 620 نانومتر (أحمر)	الطول الموجي المقابل للون مصابيح LED الملونة.	يحدد تدرج اللون الأحمر، الأصفر، الأخضر مصابيح LED أحادية اللون.
توزيع الطيفي	منحنى الطول الموجي مقابل الشدة	يُظهر توزيع الشدة عبر الأطوال الموجية.	يؤثر على تجسيد اللون وجودة اللون.

المعايير الكهربائية

المصطلح	الرمز	شرح مبسط	اعتبارات التصميم
الجهد الأمامي	Vf	الحد الأدنى للجهد لتشغيل LED، مثل "عتبة البدء".	يجب أن يكون جهد مصدر التشغيل ≥ Vf، تضاف الفولتية لمصابيح LED المتسلسلة.
التيار الأمامي	If	قيمة التيار للعمل العادي لمصباح LED.	عادةً استخدام تشغيل تيار ثابت، التيار يحدد السطوع وعمر التشغيل.
التيار النبضي الأقصى	Ifp	تيار الذروة الذي يمكن تحمله لفترات قصيرة، يُستخدم للتعتير أو الوميض.	يجب التحكم بدقة في عرض النبضة ودورة العمل لتجنب التلف.
الجهد العكسي	Vr	أقصى جهد عكسي يمكن أن يتحمله LED، التجاوز قد يسبب انهيارًا.	يجب على الدائرة منع الاتصال العكسي أو ارتفاع الجهد.
المقاومة الحرارية	Rth (°C/W)	مقاومة نقل الحرارة من الشريحة إلى نقطة اللحام، الأقل أفضل.	المقاومة الحرارية العالية تتطلب تبديد حرارة أقوى.
مناعة التفريغ الكهروستاتيكي	V (HBM)، مثل 1000V	القدرة على تحمل التفريغ الكهروستاتيكي، أعلى يعني أقل عرضة للتلف الكهروستاتيكي.	يجب اتخاذ إجراءات مضادة للكهرباء الساكنة في الإنتاج، خاصةً لمصابيح LED الحساسة.

إدارة الحرارة والموثوقية

المصطلح	المقياس الرئيسي	شرح مبسط	التأثير
درجة حرارة الوصلة	Tj (°C)	درجة حرارة التشغيل الفعلية داخل شريحة LED.	كل انخفاض 10°C قد يضاعف عمر التشغيل؛ عالي جدًا يسبب تدهور الضوء، انزياح اللون.
تدهور التدفق الضوئي	L70 / L80 (ساعة)	الوقت اللازم لانخفاض السطوع إلى 70% أو 80% من القيمة الأولية.	يحدد مباشرة "عمر الخدمة" لمصباح LED.
الحفاظ على التدفق الضوئي	%، مثل 70%	النسبة المئوية للسطوع المتبقي بعد الوقت.	يشير إلى قدرة الحفاظ على السطوع على المدى الطويل.
انزياح اللون	Δu′v′ أو بيضاوي ماك آدم	درجة تغير اللون أثناء الاستخدام.	يؤثر على اتساق اللون في مشاهد الإضاءة.
الشيخوخة الحرارية	تدهور المادة	التدهور بسبب درجة الحرارة العالية على المدى الطويل.	قد يسبب انخفاض السطوع، تغير اللون، أو فشل الدائرة المفتوحة.

التعبئة والمواد

المصطلح	الأنواع الشائعة	شرح مبسط	الميزات والتطبيقات
نوع التغليف	EMC، PPA، السيراميك	مادة الغلاف التي تحمي الشريحة، توفر واجهة بصرية/حرارية.	EMC: مقاومة حرارة جيدة، تكلفة منخفضة؛ السيراميك: تبديد حرارة أفضل، عمر أطول.
هيكل الشريحة	أمامي، شريحة معكوسة	ترتيب أقطاب الشريحة.	الشريحة المعكوسة: تبديد حرارة أفضل، كفاءة ضوئية أعلى، للطاقة العالية.
طلاء الفسفور	YAG، السيليكات، النتريدات	يغطي الشريحة الزرقاء، يحول بعضها إلى أصفر/أحمر، يخلط إلى أبيض.	الفسفورات المختلفة تؤثر على الكفاءة الضوئية، درجة حرارة اللون، ومؤشر تجسيد اللون.
العدسة/البصريات	مسطحة، العدسات الدقيقة، الانعكاس الداخلي الكلي	الهيكل البصري على السطح يتحكم في توزيع الضوء.	يحدد زاوية الرؤية ومنحنى توزيع الضوء.

مراقبة الجودة والتصنيف

المصطلح	محتوى الفرز	شرح مبسط	الغرض
فرز التدفق الضوئي	الرمز مثل 2G، 2H	مجمعة حسب السطوع، كل مجموعة لها قيم لومن دنيا/قصوى.	يضمن سطوعًا موحدًا في نفس الدفعة.
فرز الجهد	الرمز مثل 6W، 6X	مجمعة حسب نطاق الجهد الأمامي.	يسهل مطابقة مصدر التشغيل، يحسن كفاءة النظام.
فرز اللون	5 خطوات بيضاوي ماك آدم	مجمعة حسب إحداثيات اللون، تضمن نطاق ضيق.	يضمن اتساق اللون، يتجنب لون غير متساوٍ داخل التركيبة.
فرز درجة حرارة اللون	2700K، 3000K إلخ.	مجمعة حسب درجة حرارة اللون، لكل منها نطاق إحداثي مقابل.	يلبي متطلبات درجة حرارة اللون لمشاهد مختلفة.

الاختبار والشهادات

المصطلح	المعيار/الاختبار	شرح مبسط	الأهمية
LM-80	اختبار الحفاظ على التدفق الضوئي	إضاءة طويلة الأمد في درجة حرارة ثابتة، تسجيل بيانات تدهور السطوع.	يُستخدم لتقدير عمر مصباح LED (مع TM-21).
TM-21	معيار تقدير العمر	يقدر العمر تحت الظروف الفعلية بناءً على بيانات LM-80.	يوفر تنبؤ علمي للعمر.
IESNA	جمعية هندسة الإضاءة	يغطي طرق الاختبار البصرية، الكهربائية، الحرارية.	أساس اختبار معترف به في الصناعة.
RoHS / REACH	شهادة بيئية	يضمن عدم وجود مواد ضارة (الرصاص، الزئبق).	شرط الوصول إلى السوق دوليًا.
ENERGY STAR / DLC	شهادة كفاءة الطاقة	شهادة كفاءة الطاقة والأداء لمنتجات الإضاءة.	يُستخدم في المشتريات الحكومية، برامج الدعم، يعزز القدرة التنافسية.