ورقة بيانات شاشة LED طراز LTC-4624JD - ارتفاع الرقم 0.4 بوصة - اللون الأحمر الفائق - جهد أمامي 2.6 فولت - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

شاشة LTC-4624JD هي وحدة عرض رقمية ثلاثية الأرقام مدمجة وعالية الأداء، مصممة للتطبيقات التي تتطلب قراءات رقمية واضحة وساطعة. وظيفتها الأساسية هي تمثيل الأرقام من 0 إلى 9 بصريًا على كل من أرقامها الثلاثة باستخدام أجزاء LED قابلة للعنونة بشكل فردي.

ينتمي هذا الجهاز إلى فئة شاشات العرض السباعية ذات الأنود المشترك والمضاعفة. يستخدم تقنية أشباه الموصلات المتقدمة AlInGaP (فوسفيد الألومنيوم إنديوم الغاليوم) لعناصره الباعثة للضوء، وبالتحديد باللون الأحمر الفائق. تتميز الشاشة بلوحة وجه رمادية مع علامات أجزاء بيضاء، مما يعزز التباين وسهولة القراءة تحت ظروف الإضاءة المختلفة. الهدف التصميمي الأساسي هو تقديم حل موثوق، منخفض الطاقة، وموحد بصريًا لألواح الأجهزة، والإلكترونيات الاستهلاكية، ولوحات التحكم الصناعية، والأنظمة المدمجة الأخرى حيث يكون عرض البيانات الرقمية أمرًا بالغ الأهمية.

1.1 الميزات والمزايا الرئيسية

• حجم الرقم:يتميز بارتفاع حرف يبلغ 0.40 بوصة (10.0 ملم)، مما يجعله مناسبًا لمسافات المشاهدة المتوسطة.
• الجودة البصرية:يوفر انبعاث ضوء مستمر وموحد عبر كل جزء، مما يلغي البقع الداكنة ويضمن مظهرًا متسقًا للحرف.
• الكفاءة:مصنوع بتقنية AlInGaP، يتطلب تيار تشغيل منخفض نسبيًا لتحقيق سطوع عالٍ، مما يساهم في خفض استهلاك الطاقة الإجمالي للنظام.
• الأداء البصري:مصمم للسطوع العالي والتباين العالي مقابل خلفيته الرمادية، مما يؤدي إلى وضوح قراءة ممتاز. كما يوفر زاوية مشاهدة واسعة، مما يجعل العرض مقروءًا من مواقع مختلفة.
• الموثوقية:كوحدة صلبة الحالة، فإنه يوفر موثوقية عالية، وعمر تشغيلي طويل، ومقاومة للصدمات والاهتزازات مقارنة بشاشات العرض الميكانيكية.
• الامتثال:تم تصنيع المنتج كحزمة خالية من الرصاص، متوافقة مع توجيهات RoHS (تقييد المواد الخطرة) البيئية.

1.2 تعريف الجهاز

رقم الجزء LTC-4624JD يحدد جهازًا يحتوي على مصابيح LED من نوع AlInGaP باللون الأحمر الفائق في تكوين أنود مشترك مضاعف، يتضمن نقطة عشرية على اليمين. يسمح هذا الاصطلاح التسميوي بالتعريف الواضح للتكنولوجيا، واللون، والتكوين الكهربائي، والميزات الخاصة.

2. الغوص العميق في المواصفات الفنية

2.1 الحدود القصوى المطلقة

تحدد هذه التصنيفات حدود الإجهاد التي قد يتسبب تجاوزها في حدوث تلف دائم للجهاز. لا يتم ضمان التشغيل تحت هذه الظروف.

• تبديد الطاقة لكل جزء:70 ملي واط. هذه هي أقصى طاقة يمكن تبديدها بأمان بواسطة جزء LED واحد.
• تيار الذروة الأمامي لكل جزء:90 مللي أمبير. يُسمح بهذا فقط تحت ظروف النبض (دورة عمل 1/10، عرض نبضة 0.1 مللي ثانية) لمنع ارتفاع درجة الحرارة.
• التيار الأمامي المستمر لكل جزء:25 مللي أمبير عند 25 درجة مئوية. يتناقص هذا التصنيف خطيًا بمعدل 0.33 مللي أمبير/درجة مئوية مع زيادة درجة الحرارة المحيطة فوق 25 درجة مئوية، مما يعني أن التيار المستمر الآمن يقل في البيئات الأكثر سخونة.
• الجهد العكسي لكل جزء:5 فولت. يمكن أن يتسبب تجاوز هذا الجهد في الانحياز العكسي في حدوث انهيار.
• نطاق درجة حرارة التشغيل والتخزين:من -35 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية.
• درجة حرارة اللحام:يتحمل حدًا أقصى يبلغ 260 درجة مئوية لمدة تصل إلى 3 ثوانٍ على مسافة 1.6 ملم أسفل مستوى الجلوس أثناء التجميع.

2.2 الخصائص الكهربائية والبصرية

هذه هي معايير الأداء النموذجية المقاسة تحت ظروف الاختبار المحددة (درجة حرارة المحيط = 25 درجة مئوية).

• شدة الإضاءة المتوسطة (I_V):تتراوح من 200 إلى 650 ميكرو كانديلا عند تيار أمامي (I_F) قدره 1 مللي أمبير. يشير هذا إلى قوة إخراج الضوء التي يدركها العين البشرية.
• الجهد الأمامي لكل جزء (V_F):عادة 2.6 فولت، بحد أقصى 2.6 فولت عند I_F=20 مللي أمبير. يجب على المصممين التأكد من أن دائرة القيادة يمكنها توفير جهد كافٍ عبر هذا النطاق.
• طول موجة الانبعاث الذروي (λ_p):650 نانومتر. هذا هو الطول الموجي الذي تكون فيه شدة الضوء المنبعث أعلى، مما يحدد لونه الأحمر الفائق.
• الطول الموجي السائد (λ_d):639 نانومتر. هذا هو إدراك العين البشرية للون كطول موجي واحد.
• نصف عرض الخط الطيفي (Δλ):20 نانومتر. يصف هذا المعامل انتشار الطيف المنبعث حول طول موجة الذروة.
• التيار العكسي لكل جزء (I_R):حد أقصى 100 ميكرو أمبير عند جهد عكسي (V_R) قدره 5 فولت.
• نسبة مطابقة شدة الإضاءة:2:1 كحد أقصى. يضمن هذا التحكم في تباين السطوع بين الأجزاء داخل نفس الشاشة، مما يوفر مظهرًا موحدًا.

3. المعلومات الميكانيكية والحزمة

3.1 أبعاد الحزمة

تأتي شاشة LTC-4624JD بتنسيق DIP (حزمة ثنائية الخط) قياسي للتركيب عبر الفتحات. يتم توفير جميع الأبعاد الحرجة لتصميم بصمة PCB (لوحة الدوائر المطبوعة) وفتحات اللوحة في الرسم الميكانيكي التفصيلي. جميع الأبعاد بالمليمترات مع تسامحات قياسية تبلغ ±0.25 ملم ما لم يُذكر خلاف ذلك. يجب على المصممين الرجوع إلى هذا الرسم للحصول على التباعد الدقيق لفتحات التثبيت، وموضع نافذة الجزء، وتباعد الأطراف لضمان الملاءمة الميكانيكية المناسبة.

3.2 توصيل الأطراف والدائرة الداخلية

تحتوي الشاشة على تكوين 15 طرفًا (مع الإشارة إلى عدة أطراف بأنها \"لا يوجد طرف\"). تستخدم نظام أنود مشترك مضاعف.

• الأنودات المشتركة:الأطراف 1 (الرقم 1)، 5 (الرقم 2)، 7 (الرقم 3)، و 14 (مشترك لمصابيح LED L1، L2، L3) هي أطراف التغذية الموجبة للأرقام ومصابيح LED المؤشر.
• كاثودات الأجزاء:الأطراف 2 (E)، 3 (C، L3)، 4 (D)، 6 (DP)، 8 (G)، 11 (B، L2)، 12 (A، L1)، و 15 (F) هي الأطراف السالبة للأجزاء الفردية والنقطة العشرية اليمنى (DP). تشكل الأجزاء من A إلى G الرقم الرئيسي، بينما L1 إلى L3 هي مصابيح LED مؤشر منفصلة.
• مخطط الدائرة:يظهر المخطط الداخلي أن أجزاء كل رقم تشترك في اتصال أنود مشترك. لإضاءة جزء محدد على رقم محدد، يجب جعل طرف الكاثود المقابل له منخفضًا (موصولًا بالأرض) بينما يتم جعل طرف الأنود المشترك للرقم مرتفعًا. تقلل تقنية المضاعفة هذه من العدد الإجمالي لأطراف القيادة المطلوبة.

4. تحليل منحنيات الأداء

تتضمن ورقة البيانات منحنيات الخصائص النموذجية الضرورية لتحليل التصميم التفصيلي.

• التيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي (منحنى I-V):يظهر هذا المنحنى العلاقة غير الخطية بين الجهد المطبق عبر LED والتيار الناتج. إنه أمر بالغ الأهمية لتصميم جانب تحديد التيار في دائرة القيادة، حيث أن مصابيح LED هي أجهزة تعمل بالتيار.
• شدة الإضاءة مقابل التيار الأمامي:يوضح هذا الرسم البياني كيف يزداد إخراج الضوء مع زيادة تيار القيادة. يكون خطيًا عادةً عبر نطاق ولكنه سيشبع عند التيارات الأعلى. يستخدم المصممون هذا لاختيار نقطة تشغيل توازن بين السطوع والكفاءة والعمر الافتراضي.
• شدة الإضاءة مقابل درجة حرارة المحيط:يوضح هذا المنحنى انخفاض إخراج الضوء مع زيادة درجة حرارة تقاطع LED. يسلط الضوء على أهمية إدارة الحرارة، خاصة في التطبيقات ذات درجة الحرارة العالية أو التيار العالي.
• التوزيع الطيفي:رسم بياني يظهر الشدة النسبية للضوء المنبعث عبر أطوال موجية مختلفة، متمركزًا حول ذروة 650 نانومتر. هذا يحدد خصائص اللون الدقيقة للانبعاث الأحمر الفائق.

5. إرشادات التطبيق واعتبارات التصميم

5.1 تصميم دائرة القيادة

• القيادة بتيار ثابت:يوصى بها بشدة على القيادة بجهد ثابت. مصابيح LED حساسة للتيار؛ يضمن مصدر التيار الثابت سطوعًا متسقًا ويحمي من الانحراف الحراري، حتى مع اختلاف الجهد الأمامي بين الوحدات أو مع درجة الحرارة.
• هامش الجهد:يجب تصميم دائرة القيادة لاستيعاب النطاق الكامل لجهد LED الأمامي (V_F)، من الحد الأدنى إلى الحد الأقصى، لضمان توصيل التيار المستهدف تحت جميع الظروف.
• تحديد التيار:يجب اختيار تيار التشغيل الآمن بناءً على أقصى درجة حرارة محيطة متوقعة، مع تطبيق عامل الانخفاض البالغ 0.33 مللي أمبير/درجة مئوية فوق 25 درجة مئوية.
• حماية الانحياز العكسي:يجب أن تتضمن الدائرة حماية (على سبيل المثال، ثنائيات موازية لأطراف العرض) لمنع تطبيق جهد عكسي أو طفرات جهد أثناء دورات الطاقة، مما قد يتسبب في هجرة المعدن وفشل الجهاز.
• تنفيذ المضاعفة:نظرًا لأنها شاشة عرض مضاعفة ذات أنود مشترك، يجب على متحكم دقيق أو دائرة متكاملة مخصصة للقيادة تنشيط أنود كل رقم بالتتابع أثناء عرض بيانات الجزء لذلك الرقم على خطوط الكاثود. يجب أن يكون معدل التحديث مرتفعًا بدرجة كافية لتجنب الوميض المرئي (عادة >60 هرتز).

5.2 إدارة الحرارة والبيئة

• تجنب الإجهاد الزائد:سيؤدي تجاوز تيار القيادة الموصى به أو درجة حرارة التشغيل إلى تسريع تدهور إخراج الضوء (انخفاض التدفق الضوئي) ويمكن أن يؤدي إلى فشل كارثي مبكر.
• منع التكثيف:تجنب تعريض الشاشة لتغيرات سريعة في درجة الحرارة، خاصة في البيئات الرطبة، حيث أن تكوين التكثيف على سطح LED يمكن أن يسبب مشاكل كهربائية أو بصرية.
• التعامل الميكانيكي:لا تطبق قوة غير طبيعية على جسم الشاشة أثناء التجميع. استخدم الأدوات والطرق المناسبة لتجنب كسر عدسة الإيبوكسي أو إتلاف روابط الأسلاك الداخلية.

5.3 ملاحظات التجميع والتكامل

• أفلام المرشح/الغطاء:إذا كنت تستخدم فيلم لاصق حساس للضغط (لمرشحات الألوان أو الأنماط)، فتأكد من أنه لا يتلامس بقوة مع اللوحة الأمامية، لأن هذا قد يتسبب في تحرك الفيلم من موضعه المقصود.
• التصنيف لمجموعات العرض المتعددة:عند استخدام شاشتين أو أكثر في تجميع واحد (على سبيل المثال، لوحة متعددة الأرقام)، يوصى بشدة بتوريد الشاشات من نفس مجموعة الإنتاج لتجنب الاختلافات الملحوظة في اللون أو السطوع بين الوحدات.
• اختبار الموثوقية:إذا كان المنتج النهائي الذي يتضمن هذه الشاشة يجب أن يخضع لاختبارات سقوط أو اهتزاز محددة، فيجب تقييم ظروف الاختبار مسبقًا لضمان التوافق.

6. التخزين والتعامل

التخزين السليم أمر بالغ الأهمية للحفاظ على قابلية اللحام والأداء.

• ظروف التخزين القياسية:لشاشة العرض عبر الفتحات في عبوها الأصلية، البيئة الموصى بها هي من 5 درجات مئوية إلى 30 درجة مئوية مع رطوبة نسبية أقل من 60٪.
• الحساسية للرطوبة:إذا لم يتم تخزين المنتج في كيس حاجز للرطوبة أو كان الكيس مفتوحًا لأكثر من 6 أشهر، فمن المستحسن خبز المكونات عند 60 درجة مئوية لمدة 48 ساعة قبل الاستخدام. يجب إكمال التجميع في غضون أسبوع واحد بعد الخبز.
• إدارة المخزون:لمنع أكسدة الأطراف، يُقترح الحفاظ على مستويات مخزون منخفضة واستخدام المكونات في أقرب وقت ممكن. قد يتطلب التخزين المطول تحت ظروف غير مثالية إعادة طلاء الأطراف بالقصدير قبل اللحام.

7. سيناريوهات التطبيق النموذجية

شاشة LTC-4624JD مناسبة تمامًا لمجموعة متنوعة من التطبيقات التي تتطلب مؤشرًا رقميًا واضحًا وموثوقًا:

• معدات الاختبار والقياس:الملتيميديا الرقمية، عدادات التردد، مصادر الطاقة، حيث يكون سطوعها وسهولة قراءتها أمرًا أساسيًا.
• لوحات التحكم الصناعية:الموقتات العملية، شاشات العدادات، قراءات درجة الحرارة على لوحات تحكم الآلات.
• الإلكترونيات الاستهلاكية:معدات الصوت (عروض مستوى المضخم)، الساعات ذات الطراز القديم، وضوابط الأجهزة.
• قطع غيار السيارات:المقاييس وأدوات التشخيص (على الرغم من عدم استخدامها في أنظمة السلامة الأولية للسيارات دون استشارة مسبقة).
• الأنظمة المدمجة والنماذج الأولية:مجموعات التعليمية ومشاريع الهواة بسبب واجهة المضاعفة المباشرة.

8. الأسئلة الشائعة (FAQ)

8.1 ما الفرق بين الأنود المشترك والكاثود المشترك؟

في شاشة الأنود المشترك، يتم توصيل جميع الأنودات (الجوانب الموجبة) لمصابيح LED للرقم معًا. تقوم بتشغيل جزء عن طريق تطبيق جهد منخفض (أرضي) على كاثوده. في شاشة الكاثود المشترك، تكون الكاثودات مشتركة، وتقوم بتطبيق جهد عالٍ على الأنود لتشغيل جزء. شاشة LTC-4624JD هي من نوع الأنود المشترك.

8.2 كيف أحسب قيمة مقاومة تحديد التيار؟

لقيادة بجهد ثابت (غير موصى به كطريقة أساسية)، استخدم قانون أوم: R = (V_المصدر- V_F) / I_F. استخدم أقصى V_Fمن ورقة البيانات (2.6 فولت) و I_Fالمرغوب (على سبيل المثال، 20 مللي أمبير). إذا كان V_المصدر=5 فولت، R = (5 - 2.6) / 0.02 = 120 أوم. دائرة قيادة التيار الثابت هي حل أكثر قوة.

8.3 لماذا تستخدم المضاعفة؟

تقلل المضاعفة بشكل كبير من عدد أطراف I/O للمتحكم الدقيق أو قنوات دائرة القيادة المتكاملة المطلوبة. ستتطلب شاشة عرض رقمية ثلاثية الأرقام من سبعة أجزاء غير مضاعفة 3*7=21 طرفًا. تتطلب هذه النسخة المضاعفة فقط 3 (أنودات الأرقام) + 8 (كاثودات الأجزاء) = 11 طرفًا، مع مشاركة بعضها للمؤشرات.

8.4 ماذا يعني \"الأحمر الفائق\"؟

يشير الأحمر الفائق إلى درجة محددة وعميقة من الضوء الأحمر المنبعث من مصابيح LED من نوع AlInGaP بطول موجي سائد حوالي 639-650 نانومتر. غالبًا ما يكون أكثر سطوعًا وكفاءة من مصابيح LED الحمراء القياسية ويتم اختياره لرؤيته العالية وتباينه.

9. الخلفية التكنولوجية والاتجاهات

9.1 تكنولوجيا AlInGaP

فوسفيد الألومنيوم إنديوم الغاليوم (AlInGaP) هو مادة شبه موصلة مصممة خصيصًا لانبعاث ضوء عالي الكفاءة في نطاقات الأطوال الموجية الحمراء والبرتقالية والصفراء. ينمو على ركيزة GaAs غير شفافة، ويوفر فعالية إضاءة واستقرارًا حراريًا فائقين مقارنة بالتكنولوجيات الأقدم مثل GaAsP، مما يؤدي إلى السطوع العالي والموثوقية التي نراها في شاشة LTC-4624JD.

9.2 سياق تكنولوجيا العرض

بينما تظل شاشات LED السباعية مثل LTC-4624JD عنصرًا أساسيًا للقراءات الرقمية المخصصة بسبب بساطتها، وضوحها، وتكلفتها المنخفضة، إلا أنها جزء من نظام بيئي أوسع. تقدم شاشات LED ذات المصفوفة النقطية إمكانيات أبجدية رقمية ورسومية. للمعلومات المعقدة، غالبًا ما تستخدم شاشات LCD (شاشات الكريستال السائل) و OLED (الصمامات الثنائية الباعثة للضوء العضوي). يعتمد الاختيار على المتطلبات المحددة لزاوية المشاهدة، والسطوع، واستهلاك الطاقة، وتعقيد المعلومات، والتكلفة.