فهرست مطالب
- 1. مرور کلی محصول
- 1.1 مزایای اصلی و بازار هدف
- 2. شرح دقیق مشخصات فنی
- 2.1 توصیف قطعه و فناوری
- 2.2 مقادیر حداکثر مطلق
- 2.3 ویژگیهای الکتریکی و نوری
- 2.3.1 ویژگیهای LED سبز
- 2.3.2 ویژگیهای LED قرمز فوقدرخشان AlInGaP
- 3. توضیح سیستم درجهبندی
- 4. تحلیل منحنی عملکرد
- 5. اطلاعات مکانیکی و بستهبندی
- 5.1 ابعاد بستهبندی
- 5.2 اتصال پایهها و نمودار مدار
- 6. راهنمای لحیمکاری و مونتاژ
- 7. توصیههای کاربردی
- 7.1 سناریوهای کاربردی متداول
- 7.2 ملاحظات طراحی
- 8. مقایسه و تمایز فنی
- 9. پرسشهای متداول (بر اساس پارامترهای فنی)
- 10. مطالعه موردی طراحی و کاربرد
- 11. معرفی اجمالی نحوه عملکرد
- 12. روندهای فناوری
1. مرور کلی محصول
LTP-181FFM یک ماژول نمایش ماتریس نقطهای دو رنگ با اندازه متوسط است که برای کاربردهایی طراحی شده که نیاز به نمایش واضح اطلاعات الفبایی-عددی یا نمادها دارند. عملکرد اصلی آن ارائه یک رابط خروجی بصری متشکل از دیودهای ساطع نور (LED) است که به صورت جداگانه آدرسدهی شده و در یک شبکه چیده شدهاند.
1.1 مزایای اصلی و بازار هدف
این دستگاه با چندین مزیت کلیدی طراحی شده است که آن را برای کاربردهای صنعتی، تجاری و ابزار دقیق مناسب میسازد. این دستگاه دارایارتفاع کاراکتر 1.86 اینچ (47.4 میلیمتر)، خوانایی عالی را از فاصلهی دور تضمین میکند. صفحهنمایشروشنایی بالا و کنتراست بالا، حتی در محیطهای پرنور نیز قابلیت مشاهده را تضمین میکند. اینزاویه دید گستردهامکان مشاهده واضح اطلاعات از موقعیتهای مختلف روی سطح نمایشگر را فراهم میکند.
از منظر قابلیت اطمینان، دارای ویژگیهای ذاتی فناوری LED است.قابلیت اطمینان حالت جامدبه معنای عدم وجود قطعات متحرک و طول عمر بالاست. ایننیاز به توان مصرفی پایینبسیار کم مصرف است. یک ویژگی مکانیکی مهم این است که ماژول میتواندبه صورت عمودی و افقی روی هم چیده شود، بدون نیاز به رابطهای پیچیده برای ایجاد پنلهای نمایش بزرگتر یا نمایشگرهای چند خطی. LEDها همچنین تحتدرجهبندی شدت نورقرار میگیرند، که یکنواختی روشنایی بین واحدهای مختلف و درون آرایه نقطهای را تضمین میکند و برای یکنواختی ظاهری حیاتی است.
بازار هدف شامل نمایشگرهای اطلاعات عمومی، پنلهای کنترل صنعتی، تجهیزات تست و اندازهگیری، علائم راهنمایی و رانندگی و هر سیستمی است که نیازمند نمایش وضعیت یا دادهای محکم، قابل اعتماد و واضح باشد.
2. شرح دقیق مشخصات فنی
LTP-181FFM یک نمایشگر ماتریس نقطهای با ابعاد 16 سطر در 16 ستون است. این نمایشگر با بهرهگیری از دو فناوری نیمههادی LED متفاوت، قابلیت نمایش دو رنگ را فراهم میکند.
2.1 توصیف قطعه و فناوری
تراشه LED سبز ازماده GaP بر روی بستر گالیم فسفید (GaP) استفاده میکنداین مقادیر نامی محدودیتهایی را تعریف میکنند که فراتر از آن ممکن است به دستگاه آسیب دائمی وارد شود. این مقادیر در دمای محیط (Tآلومینیوم ایندیم گالیوم فسفید (AlInGaP)فناوری، که به طور خاص با عنوان "قرمز فوقدرخشان" مشخص شده است، نشاندهنده بازدهی و خلوص بالا در طیف قرمز است. این تراشههای قرمز بر رویبستر GaAs (آرسنید گالیم) ماتدر بالا. صفحه نمایش ازپنل سیاهبا جذب نور محیطی برای افزایش کنتراست و افزودن یکفیلم پخش کننده نور، نقاط نور منفرد را به ظاهر یکنواختتری از کاراکترها تبدیل میکند و حس "نقطهای" را کاهش میدهد.
2.2 مقادیر حداکثر مطلق
این مقادیر محدودههایی را تعریف میکنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. این مقادیر در دمای محیط (TA) برابر با 25 درجه سلسیوس مشخص شدهاند.
- توان متوسط هر نقطه:سبز: 36 mW، قرمز فوقدرخشان: 40 mW.
- جریان مستقیم اوج هر نقطه:سبز: 100 mA، قرمز فوقدرخشان: 90 mA.
- جریان مستقیم متوسط هر نقطه:سبز: 13 میلیآمپر، قرمز فوقدرخشان: 15 میلیآمپر. این مقدار نامی باید بالاتر از 25 درجه سانتیگراد به صورت خطی کاهش یابد، نرخ کاهش برای سبز 0.17 میلیآمپر بر درجه سانتیگراد و برای قرمز 0.2 میلیآمپر بر درجه سانتیگراد است.
- ولتاژ معکوس به ازای هر نقطه:هر دو رنگ 5 ولت هستند.
- محدوده دمای کار و ذخیرهسازی:35- درجه سانتیگراد تا 85+ درجه سانتیگراد.
- دمای لحیمکاری:در دمای 260 درجه سانتیگراد به مدت 3 ثانیه، نقطه اندازهگیری در فاصله 1/16 اینچ (≈1.59 میلیمتر) زیر صفحه نصب بسته قرار دارد.
2.3 ویژگیهای الکتریکی و نوری
اینها پارامترهای عملکردی تضمین شده تحت شرایط آزمون مشخصشده در TA= 25°C هستند.
2.3.1 ویژگیهای LED سبز
- شدت نور متوسط (IV):مقدار معمول 1400 µcd، حداقل 500 µcd. شرایط آزمایش: جریان پیک (Ip) = 35 mA, duty cycle 1/16.
- Peak emission wavelength (λp):565 nm (typical). Test conditions: forward current (IF) = 20 mA.
- Spectral line half-width (Δλ):30 نانومتر (مقدار معمول). IF= 20 میلیآمپر.
- طول موج اصلی (λd):569 نانومتر (مقدار معمول). IF= 20 میلیآمپر.
- ولتاژ مستقیم به ازای هر نقطه (VF):در IF=80mA، مقدار معمول 2.6 ولت (حداکثر 3.7 ولت)؛ در IF=20mA، مقدار معمول 2.1 ولت.
- جریان معکوس به ازای هر نقطه (IR):در VR= 5V، حداکثر 100 µA.
- نسبت تطبیق شدت نور (IV-m):حداکثر نسبت بین هر دو نقطه 1.6:1 است. شرایط آزمایش: Ip= 35 mA، چرخه کاری 1/16.
2.3.2 ویژگیهای LED قرمز فوقدرخشان AlInGaP
- شدت نور متوسط (IV):مقدار معمول 1500 µcd، حداقل مقدار 500 µcd. شرایط آزمایش: Ip= 15 mA، چرخه کاری 1/16.
- Peak emission wavelength (λp):650 نانومتر (مقدار معمول). IF= 20 میلیآمپر.
- Spectral line half-width (Δλ):35 نانومتر (مقدار معمول). IF= 20 میلیآمپر.
- طول موج اصلی (λd):639 نانومتر (مقدار معمول). IF= 20 میلیآمپر.
- ولتاژ مستقیم به ازای هر نقطه (VF):در IF=80mA، مقدار معمول 2.8 ولت (حداکثر ضمنی 3.7 ولت)؛ در IFدر جریان 20 میلیآمپر، مقدار معمول 2.6 ولت است.
- جریان معکوس به ازای هر نقطه (IR):در VR= 5V، حداکثر 100 µA.
- نسبت تطبیق شدت نور (IV-m):حداکثر 1.6:1. شرایط آزمایش: Ip= 15 mA، چرخه کاری 1/16.
توجه: اندازهگیری شدت نور با استفاده از حسگر و فیلتری انجام میشود که تقریباً مطابق با منحنی پاسخ دید روشن CIE است.
3. توضیح سیستم درجهبندی
مشخصات فنی نشان میدهد که LED ازدرجهبندی شدت نور. این یک فرآیند درجهبندی حیاتی است.
- درجهبندی شدت نور:حداکثر نسبت تطابق تعیینشده 1.6:1 اطمینان میدهد که در یک ماژول نمایشی واحد، تحت شرایط درایو یکسان، هیچ نقطه LED بیش از 60٪ از تاریکترین نقطه روشنتر نباشد. این برای دستیابی به یکنواختی روشنایی در کاراکترها و کل ناحیه نمایش ضروری است و از ایجاد "نقاط داغ" یا بخشهای کمنور جلوگیری میکند.
- طول موج:اگرچه مقادیر معمولی برای طول موج اوج (565nm، 650nm) و طول موج غالب (569nm، 639nm) ارائه شدهاند، اما تفاوتهای تولید کنترل میشوند تا اطمینان حاصل شود که رنگهای سبز و قرمز در محدوده بصری قابل قبول قرار میگیرند. دادههای عرض نیمه طیف (30nm، 35nm) خلوص رنگ را نشان میدهند.
- ولتاژ مستقیم:محدوده مشخص شده (به عنوان مثال، برای رنگ سبز در جریان بالا 2.1V تا 3.7V) تفاوتهای طبیعی در ساخت نیمههادی را در نظر میگیرد. مدار درایو باید طوری طراحی شود که بتواند این محدوده را پوشش دهد تا یکنواختی روشنایی تضمین شود.
4. تحلیل منحنی عملکرد
مشخصات فنی بهمنحنیهای مشخصه الکتریکی/نوری معمول. اگرچه متن ارائه شده جزئیات نمودارهای خاص را شرح نمیدهد، اما منحنیهای استاندارد برای چنین قطعاتی معمولاً شامل موارد زیر است:
- منحنی I-V (جریان-ولتاژ):رابطه بین جریان مستقیم و ولتاژ مستقیم یک نقطه LED منفرد را نشان میدهد. این رابطه غیرخطی است و دارای یک ولتاژ آستانه/شروع (حدود 1.8-2.0 ولت برای این رنگها) میباشد، پس از آن جریان با افزایش جزئی ولتاژ به سرعت افزایش مییابد. این منحنی برای طراحی مدارهای محدودکننده جریان ضروری است.
- شدت نور در مقابل جریان مستقیم (IF):نشان میدهد که خروجی نور چگونه با افزایش جریان، افزایش مییابد. این رابطه معمولاً در محدوده وسیعی خطی است، اما در جریانهای بسیار بالا به دلیل اثرات حرارتی به اشباع میرسد.
- شدت نور در مقابل دمای محیط:نشان میدهد که چگونه خروجی نوری با افزایش دمای اتصال LED کاهش مییابد. این کاهش مستقیماً با کاهش جریان متوسط مشخصشده در حداکثر مقادیر مجاز مطلق مرتبط است.
- توزیع طیفی:نمودار شدت نسبی در مقابل طول موج، که طول موج اوج و طول موج غالب و همچنین پهنای نیمحداکثر طیفی را نشان میدهد و ویژگیهای رنگ را تأیید میکند.
5. اطلاعات مکانیکی و بستهبندی
5.1 ابعاد بستهبندی
دیتاشیت شامل نقشههای مکانیکی دقیق (که در اینجا ارائه نشدهاند) میباشد. یادداشتهای کلیدی در نقشهها نشاندهندهتمامی ابعاد بر حسب میلیمتر (mm) میباشد.، وتلرانس پیشفرض ±0.25 میلیمتر (0.01 اینچ) است.مگر اینکه توضیحات خاص ویژگیهای دیگری را مشخص کرده باشد. این نقشه ابعاد کلی، موقعیت سوراخهای نصب، منطقه قابل مشاهده ماتریس LED و موقعیت و فاصله دقیق 48 پین را تعریف میکند.
5.2 اتصال پایهها و نمودار مدار
این دستگاه در بستهبندی دو ردیفه 48 پین (DIP) ارائه میشود. به دلیل استفاده از ماتریس 16x16 مالتیپلکس، تعریف پینها نسبتاً پیچیده است. پینها به عنوانردیف آند مشترک或کاتد ستونو دارای پایههای اختصاصی برای LEDهای سبز و قرمز است. به عنوان مثال، پایه 3 کاتد ستون اول سبز و پایه 11 کاتد ستون اول قرمز است. این آرایش به کنترلر اجازه میدهد تا یک ردیف را (با اعمال ولتاژ مثبت به آند مشترک آن) انتخاب کند و سپس با کشیدن جریان از طریق پایههای کاتد ستون مربوطه، نقطه سبز یا قرمز خاصی را در آن ردیف روشن کند.
دیتاشیت به یک نمودار مدار داخلی ارجاع میدهد که معمولاً اتصال متقابل همه 256 LED (16x16) را نشان میدهد و مشخص میکند که هر نقطه LED خاص از هر رنگ توسط کدام ردیف آند و ستون کاتد کنترل میشود.
6. راهنمای لحیمکاری و مونتاژ
راهنمای اصلی ارائه شده عبارت است ازپروفیل دمای لحیمکاری: ۳ ثانیه در دمای ۲۶۰ درجه سانتیگراد، نقطه اندازهگیری در فاصله ۱/۱۶ اینچ (۱.۵۹ میلیمتر) زیر بدنه پکیج. این نقطه مرجع استاندارد برای لحیمکاری موجی یا دستی است تا از آسیب ناشی از گرمای بیش از حد به LED داخلی یا پکیج پلاستیکی جلوگیری شود. برای لحیمکاری بازجریانی، استفاده از منحنی استاندارد بدون سرب با دمای اوج حدود ۲۶۰ درجه سانتیگراد مناسب است، اما زمان بالای خط مایع (TAL) باید کنترل شود تا دستورالعمل ۳ ثانیهای در سطح پایهها رعایت گردد.
عملیات باید مطابق با اقدامات احتیاطی استاندارد ESD (تخلیه الکترواستاتیک) برای دستگاههای نیمههادی انجام شود. انبارداری باید در محدوده دمای مشخص شده ۳۵- تا ۸۵+ درجه سانتیگراد و در محیطی با رطوبت کم صورت پذیرد.
7. توصیههای کاربردی
7.1 سناریوهای کاربردی متداول
- Industrial Control Panel:نمایش وضعیت دستگاه، شمارش تولید، کد خطا یا مقادیر تنظیم شده.
- تجهیزات اندازهگیری تست:نمایش قرائت عددی، واحدها و نشانگرهای حالت.
- صفحه نمایش اطلاعات:در مکانهای عمومی برای نمایش پیامهای ساده، شماره نوبت یا برنامه زمانی ترافیک استفاده میشود.
- سیستم نمایش انباشته:چندین ماژول را میتوان ترکیب کرد تا متنهای طولانیتر، فونتهای بزرگتر یا دادههای چندخطی نمایش داده شوند.
7.2 ملاحظات طراحی
- مدار درایور:برای مدیریت مالتیپلکس 16:1 (16 ردیف)، به یک میکروکنترلر با پینهای I/O کافی یا یک IC درایور اختصاصی نمایشگر LED (مانند MAX7219 یا درایور مالتیپلکس مشابه) نیاز است. درایور باید قادر به تأمین جریان پیک مورد نیاز برای نقطه انتخابشده (مثلاً 80 میلیآمپر به ازای هر نقطه، تقسیم بر نسبت وظیفه) باشد.
- محدود کردن جریان:برای هر ستون کاتد (یا گروهبندی آن) باید از مقاومت محدودکننده جریان خارجی یا درایور جریان ثابت استفاده کرد تا از تجاوز از حداکثر جریان مطلق جلوگیری شود و روشنایی مورد نظر تنظیم گردد. محاسبات باید با استفاده از حداکثر VFبرای اطمینان از جریان ایمن تحت همه شرایط انجام شود.
- مدیریت حرارتی:رعایت مقررات کاهش جریان متوسط بر اساس دما الزامی است. در دمای محیط بالا، ممکن است لازم باشد چرخه کاری چندگانه یا جریان اوج کاهش یابد تا دمای اتصال در محدوده ایمن حفظ شده و یکنواختی روشنایی حفظ شود.
- زاویه دید:زاویه دید گسترده مفید است، اما باید در طراحی محفظه مکانیکی مورد توجه قرار گیرد تا با موقعیت مورد انتظار بیننده هماهنگ شود.
8. مقایسه و تمایز فنی
در مقایسه با نمایشگرهای ماتریس نقطهای تکرنگ یا کوچکتر عمومی، LTP-181FFM مزایای قابل توجهی دارد:
- قابلیت دو رنگ:با استفاده از LEDهای اختصاصی سبز و قرمز فوقدرخشان AlInGaP با کارایی بالا، امکان نمایش اطلاعات دو رنگ (مثلاً سبز برای وضعیت عادی و قرمز برای هشدار/اخطار) فراهم میشود که چگالی اطلاعات و وضوح را افزایش میدهد.
- ارتفاع کاراکتر بزرگ (1.86 اینچ):در مقایسه با ماتریسهای نقطهای کوچکتر 5x7 یا 8x8، خوانایی برجسته از راه دور را ارائه میدهد و شکاف بین نشانگرهای کوچک و علائم بزرگ را پر میکند.
- درجهبندی شدت:نسبت تطبیق شدت تضمینشده 1.6:1 نشانهای از کیفیت است که یکنواختی نمایش در سطح حرفهای را تضمین میکند، چیزی که نمایشگرهای ارزان و درجهبندینشده ممکن است فاقد آن باشند.
- طراحی قابل انباشت:طراحی مکانیکی امکان مونتاژ آسان نمایشگرهای چند ماژولی را فراهم میکند، ویژگیای که در نمایشگرهای طراحیشده برای استفاده مستقل رایج نیست.
9. پرسشهای متداول (بر اساس پارامترهای فنی)
Q1: تفاوت بین طول موج "اوج" و طول موج "اصلی" چیست؟
A: طول موج اوج (λp) طول موجی است که در آن شدت نور ساطع شده به حداکثر مقدار خود میرسد. طول موج اصلی (λd) طول موج نور تکرنگی است که با رنگ درکشده LED مطابقت دارد. برای LED، λdمعمولاً با درک رنگ انسان مرتبطتر است.
Q2: چرا جریان تست شدت نور برای رنگ سبز (35mA) و قرمز (15mA) متفاوت است؟
A: این موضوع بازتابدهنده تفاوت در بازده دو فناوری نیمههادی است. LED قرمز فوقدرخشان AlInGaP بازده بالاتری دارد و در جریان راهاندازی کمتری نسبت به LED سبز GaP که برای دستیابی به شدت نور معمول خود (1400 µcd) نیاز دارد، میتواند شدت نور معمول خود (1500 µcd) را تولید کند.
Q3: چگونه میتوان مقاومت سری مورد نیاز برای ستون را محاسبه کرد؟
A: با استفاده از قانون اهم: R = (Vمنبع تغذیه- VF- Vافت ولتاژ ترانزیستور درایو) / IF. از حداکثر V در برگه مشخصات استفاده کنیدF(به عنوان مثال، سبز در 80mA برابر با 3.7V است) تا اطمینان حاصل شود که حتی برای LEDهای با V پایینF، جریان هرگز از حد مجاز فراتر نرود. افت ولتاژ ترانزیستور/MOSFET درایور ستون (Vافت ولتاژ ترانزیستور درایو) را در نظر بگیرید. جریان IFاین جریان اوج مورد نیاز برای هر نقطه است (مثلاً 80mA)، اما به خاطر داشته باشید که در طراحی مالتیپلکس، این جریان بین تمام نقاط فعال در ستونها در طول بازه زمانی یک سطر به اشتراک گذاشته میشود.
Q4: منظور از "1/16 DUTY" در شرایط آزمایش چیست؟
A: این نشاندهنده این است که نمایشگر در حالت مالتیپلکس با Duty Cycle 1/16 راهاندازی میشود. این برای ماتریسهای نقطهای 16 سطری استاندارد است. هر سطر تنها در 1/16 از کل زمان دوره تازهسازی روشن میشود. شدت نور تحت این شرایط اندازهگیری میشود، که نحوه عملکرد واقعی نمایشگر در کاربرد عملی نیز هست. جریان اوج در طول زمان "روشن" بیشتر از جریان متوسط است تا Duty Cycle پایین جبران شده و روشنایی متوسط مورد نظر حاصل شود.
10. مطالعه موردی طراحی و کاربرد
سناریو: طراحی یک صفحهنمایش شمارنده تولید چند خطی.
یک مهندس نیاز به طراحی یک صفحهنمایش برای کارگاه کارخانه دارد تا تعداد تولید فعلی و مقدار هدف ماشینها را نشان دهد. آنها دو ماژول LTP-181FFM را به صورت عمودی روی هم قرار میدهند.
طرح اجرا:یک میکروکنترلر دو صفحه نمایش را هدایت میکند. فریمور ۱۶ روتین مالتیپلکس را مدیریت کرده و هر سطر را به ترتیب رفرش میکند. ماژول بالایی با رنگ سبز "COUNT: [عدد]" را نمایش میدهد. ماژول پایینی با رنگ سبز "TARGET: [عدد]" را نمایش میدهد. اگر دستگاه به دلیل خطا متوقف شود، سطر مربوطه یا پیام جداگانه "ERROR" میتواند بر روی ماژول مربوطه با رنگ قرمز چشمک بزند. طراحی قابل انباشت، نصب مکانیکی را ساده میکند. روشنایی بالا و زاویه دید گسترده اطمینان میدهد که اپراتور میتواند اطلاعات را از موقعیتهای مختلف کارخانه مشاهده کند. درجهبندی شدت، ظاهری یکنواخت و سازگار را زمانی که دو ماژول کنار هم قرار میگیرند تضمین میکند.
11. معرفی اجمالی نحوه عملکرد
LTP-181FFM بر پایهمالتیپلکس کردن ماتریس LEDاصل کار. تجهیز یک ماتریس 16x16 تکرنگ یا دورنگ با 256 یا بیشتر سیمکشی مستقل، عملی نیست. در عوض، LEDها در یک شبکه چیده میشوند که در آن آند تمام LEDهای یک سطر به هم متصل هستند (آند مشترک سطری) و کاتد تمام LEDهای یک رنگ خاص در یک ستون به هم متصل هستند (کاتد ستونی).
برای روشن کردن یک نقطه خاص (مثلاً نقطه سبز در سطر 5، ستون 3)، کنترلر در طول دوره رفرش مراحل زیر را به سرعت و پشت سر هم انجام میدهد: 1) آند مشترک سطر 5 را روی ولتاژ مثبت (مثلاً +5V) تنظیم میکند. 2) کاتد ستون 3 (سبز) را به زمین (0V) متصل میکند، مدار را کامل کرده و اجازه میدهد جریان از آن LED سبز خاص عبور کند. تمام سطرهای دیگر خاموش هستند و تمام خطوط ستون دیگر در سطح بالا (باز) نگه داشته میشوند. با اسکن بسیار سریع تمام 16 سطر (مثلاً 100Hz یا بالاتر)، ماندگاری دید (Persistence of vision) این توهم را ایجاد میکند که تمام نقاط مورد نظر در ماتریس 16x16 به طور همزمان روشن هستند. قابلیت دورنگی صرفاً با افزودن یک مجموعه پین کاتد مستقل برای LEDهای قرمز که به طور مستقل کنترل میشوند، حاصل میشود.
12. روندهای فناوری
در حالی که LTP-181FFM از فناوریهای بالغ GaP (سبز) و AlInGaP (قرمز) استفاده میکند، حوزه گستردهتر نمایشگرهای LED در حال تحول است. روندها شامل موارد زیر میشوند:
- مواد با بازدهی بالاتر:تغییر از AlInGaP روی GaAs به ساختارهای کارآمدتر، یا استفاده از مواد مبتنی بر InGaN برای ساخت LED قرمز (با وجود چالشها) به منظور بهبود کارایی و گستره رنگ.
- درایورهای یکپارچه:ماژولهای نمایشگر جدیدتر معمولاً درایور IC چندمنظوره و گاهی حتی رابط میکروکنترلر (مانند I2C یا SPI) را مستقیماً روی PCB ماژول یکپارچه میکنند که در مقایسه با آرایههای LED لخت مانند LTP-181FFM، طراحی مدار خارجی را به طور چشمگیری ساده میسازد.
- فناوری نصب سطحی (SMT):بسیاری از ماتریسهای LED مدرن از LEDها و بستهبندیهای SMT استفاده میکنند که امکان پروفیل نازکتر، مونتاژ خودکار و وضوح بالقوه بالاتر را فراهم میکنند. طراحی سوراخگذاری شده LTP-181FFM بادوام است و برای کاربردهایی که ممکن است شامل لحیمکاری یا تعمیر دستی باشد مناسب است.
- ماتریس تمامرنگ RGB:برای کاربردهای گرافیکی پیشرفتهتر یا متنهای چندرنگ، ماتریسهای نقطهای که هر پیکسل آنها LEDهای قرمز، سبز و آبی (RGB) را یکپارچه میکنند، در حال رایجتر شدن هستند، اگرچه به مدارهای درایور پیچیدهتری نیاز دارند.
LTP-181FFM نمایانگر راهحلی قابل اعتماد و با عملکرد بالا در رده خود است که بین اندازه، روشنایی، قابلیت دو رنگ و انعطافپذیری طراحی تعادل برقرار کرده و برای طیف گستردهای از کاربردهای نمایش جاسازیشده مناسب است.
شرح دقیق اصطلاحات مشخصات LED
توضیح کامل اصطلاحات فنی LED
1. شاخصهای اصلی عملکرد نوری-الکتریکی
| اصطلاحات | واحد/نمایش | توضیح ساده | چرا مهم است |
|---|---|---|---|
| بازده نوری (Luminous Efficacy) | lm/W (لومن بر وات) | شار نوری منتشر شده به ازای هر وات انرژی الکتریکی، هرچه بیشتر باشد، صرفهجویی در انرژی بیشتر است. | به طور مستقیم سطح بهرهوری انرژی چراغ و هزینه برق را تعیین میکند. |
| شار نوری (Luminous Flux) | lm (لومن) | کل مقدار نور ساطعشده از یک منبع نور که معمولاً به آن "روشنایی" گفته میشود. | تعیین میکند که آیا چراغ به اندازه کافی روشن است یا خیر. |
| زاویه تابش (Viewing Angle) | درجه، مانند 120 درجه | زاویهای که در آن شدت نور به نصف کاهش مییابد، عرض پرتو را تعیین میکند. | بر محدوده و یکنواختی روشنایی تأثیر میگذارد. |
| دمای رنگ (CCT) | K (کلوین)، مانند 2700K/6500K | دمای رنگ نور: مقادیر پایینتر به زردی/گرمی و مقادیر بالاتر به سفیدی/سردی تمایل دارند. | تعیینکننده جو نورپردازی و صحنههای کاربردی مناسب. |
| شاخص نمود رنگ (CRI / Ra) | بدون واحد، ۰–۱۰۰ | توانایی منبع نور در بازتولید رنگ واقعی اشیاء، Ra≥۸۰ مطلوب است. | تأثیر بر اصالت رنگ، برای استفاده در مکانهای با نیاز بالا مانند مراکز خرید و گالریهای هنری. |
| تلرانس رنگ (SDCM) | مراحل بیضی مکآدام، مانند "5-step" | A quantitative indicator of color consistency; the smaller the step number, the more consistent the color. | Ensuring no color difference among luminaires from the same batch. |
| طول موج غالب (Dominant Wavelength) | nm (نانومتر)، مانند 620nm (قرمز) | مقدار طول موج متناظر با رنگ LED رنگی. | تعیین کننده فام (Hue) LED های تکرنگ مانند قرمز، زرد و سبز. |
| Spectral Distribution | منحنی طول موج در مقابل شدت | توزیع شدت نور ساطعشده از LED را در طولموجهای مختلف نشان میدهد. | بر کیفیت رنگ و نمایش رنگ تأثیر میگذارد. |
پارامترهای الکتریکی
| اصطلاحات | نماد | توضیح ساده | ملاحظات طراحی |
|---|---|---|---|
| ولتاژ مستقیم (Forward Voltage) | Vf | حداقل ولتاژ مورد نیاز برای روشنشدن LED، مشابه «آستانه راهاندازی». | ولتاژ منبع تغذیه درایور باید ≥Vf باشد؛ در صورت اتصال سری چند LED، ولتاژها جمع میشوند. |
| جریان مستقیم (Forward Current) | If | مقدار جریانی که باعث روشنایی عادی LED میشود. | معمولاً از درایو جریان ثابت استفاده میشود، جریان روشنایی و طول عمر را تعیین میکند. |
| حداکثر جریان پالس (Pulse Current) | Ifp | جریان پیک قابل تحمل در مدت زمان کوتاه، برای تنظیم نور یا فلاش. | عرض پالس و چرخه وظیفه باید به دقت کنترل شوند، در غیر این صورت گرمای بیش از حد باعث آسیب میشود. |
| ولتاژ معکوس (Reverse Voltage) | Vr | حداکثر ولتاژ معکوس قابل تحمل توسط LED، که در صورت تجاوز ممکن است منجر به شکست شود. | در مدار باید از اتصال معکوس یا شوک ولتاژ جلوگیری شود. |
| Thermal Resistance | Rth (°C/W) | مقاومت در برابر انتقال حرارت از تراشه به نقطه لحیمکاری. هرچه مقدار آن کمتر باشد، دفع حرارت بهتر است. | مقاومت حرارتی بالا نیازمند طراحی خنککننده قویتر است، در غیر این صورت دمای اتصال افزایش مییابد. |
| تحمل تخلیه الکترواستاتیک (ESD Immunity) | V (HBM)، مانند 1000V | مقاومت در برابر ضربه الکترواستاتیک، هرچه مقدار بالاتر باشد، آسیبپذیری در برابر الکتریسیته ساکن کمتر است. | در فرآیند تولید باید اقدامات ضد الکتریسیته ساکن بهخوبی رعایت شود، بهویژه برای LEDهای با حساسیت بالا. |
سه: مدیریت حرارتی و قابلیت اطمینان
| اصطلاحات | شاخصهای کلیدی | توضیح ساده | تأثیر |
|---|---|---|---|
| دمای اتصال (Junction Temperature) | Tj (°C) | دمای عملیاتی واقعی در داخل تراشه LED. | به ازای هر کاهش 10 درجه سانتیگراد، عمر ممکن است دو برابر شود؛ دمای بیش از حد باعث افت شار نوری و تغییر رنگ میشود. |
| افت شار نوری (Lumen Depreciation) | L70 / L80 (ساعت) | زمان لازم برای کاهش روشنایی تا 70% یا 80% مقدار اولیه. | تعریف مستقیم "عمر مفید" LED. |
| نرخ حفظ لومن (Lumen Maintenance) | % (مانند 70%) | درصد روشنایی باقیمانده پس از مدتی استفاده. | نشاندهنده توانایی حفظ روشنایی پس از استفاده طولانیمدت. |
| تغییر رنگ (Color Shift) | Δu′v′ یا بیضیهای مکآدام | میزان تغییر رنگ در طول فرآیند استفاده. | تأثیر بر یکنواختی رنگ در صحنههای روشنایی. |
| Thermal Aging | کاهش عملکرد مواد | تخریب مواد بستهبندی ناشی از دمای بالا در طولانیمدت. | ممکن است منجر به کاهش روشنایی، تغییر رنگ یا خرابی مدار باز شود. |
چهارم: بستهبندی و مواد
| اصطلاحات | انواع رایج | توضیح ساده | ویژگیها و کاربردها |
|---|---|---|---|
| نوع بستهبندی | EMC, PPA, سرامیک | مواد پوستهای که تراشه را محافظت کرده و رابطهای نوری و حرارتی فراهم میکنند. | EMC مقاومت حرارتی خوب و هزینه کم دارد؛ سرامیک اتلاف حرارتی بهتری دارد و عمر طولانیتری دارد. |
| ساختار تراشه | نصب معمولی، نصب معکوس (Flip Chip) | روشهای چیدمان الکترودهای تراشه. | در روش Flip-Chip، خنککاری بهتر و بازده نوری بالاتر است که برای توانهای بالا مناسب میباشد. |
| پوشش فسفر | YAG، سیلیکات، نیترید | روی تراشه آبی پوشش داده شده، بخشی به نور زرد/قرمز تبدیل شده و با هم ترکیب میشوند تا نور سفید ایجاد شود. | فسفرهای مختلف بر بازده نوری، دمای رنگ و شاخص نمود رنگ تأثیر میگذارند. |
| طراحی عدسی/اپتیک | صفحهای، میکروعدسی، بازتاب کلی | ساختار نوری سطح بستهبندی، توزیع نور را کنترل میکند. | زاویه تابش و منحنی توزیع نور را تعیین میکند. |
پنجم: کنترل کیفیت و درجهبندی
| اصطلاحات | محتوای درجهبندی | توضیح ساده | هدف |
|---|---|---|---|
| دستهبندی شار نوری | کدها مانند 2G، 2H | گروهبندی بر اساس سطح روشنایی، هر گروه دارای حداقل/حداکثر مقدار لومن است. | اطمینان از یکنواختی روشنایی در یک دسته محصول. |
| دستهبندی ولتاژ | کدهایی مانند 6W، 6X | گروهبندی بر اساس محدوده ولتاژ مستقیم. | برای تطبیق آسانتر منبع تغذیه درایو و بهبود بازدهی سیستم. |
| دستهبندی بر اساس محدوده رنگ. | 5-step MacAdam ellipse | گروهبندی بر اساس مختصات رنگی، اطمینان از قرارگیری رنگ در محدودهای بسیار کوچک. | تضمین یکنواختی رنگ، جلوگیری از ناهمگونی رنگ در داخل یک چراغ. |
| درجهبندی دمای رنگ | 2700K، 3000K و غیره | گروهبندی بر اساس دمای رنگ، هر گروه دارای محدوده مختصات مربوطه است. | پاسخگویی به نیازهای دمای رنگ در سناریوهای مختلف. |
شش: آزمایش و گواهینامهدهی
| اصطلاحات | استاندارد/آزمایش | توضیح ساده | معنا |
|---|---|---|---|
| LM-80 | آزمایش حفظ لومن | روشنایی مداوم در شرایط دمای ثابت، ثبت دادههای کاهش روشنایی. | برای محاسبه عمر LED (همراه با TM-21). |
| TM-21 | استاندارد برونیابی عمر | تخمین عمر در شرایط استفاده واقعی بر اساس دادههای LM-80. | ارائه پیشبینی علمی عمر. |
| استاندارد IESNA. | استاندارد انجمن مهندسی روشنایی | شامل روشهای آزمون نوری، الکتریکی و حرارتی میشود. | مبنای آزمون پذیرفتهشده در صنعت. |
| RoHS / REACH | گواهی زیستمحیطی | اطمینان از عدم وجود مواد مضر (مانند سرب، جیوه) در محصول. | شرایط دسترسی به بازارهای بینالمللی. |
| ENERGY STAR / DLC | گواهی بهرهوری انرژی | گواهی بهرهوری انرژی و عملکرد برای محصولات روشنایی. | معمولاً در پروژههای خرید دولتی و یارانهای برای افزایش رقابتپذیری بازار استفاده میشود. |