सामग्री
- 1. उत्पाद अवलोकन
- 2. तकनीकी विनिर्देश विवरण
- 2.1 प्रकाशीय विशेषताएँ
- 2.2 विद्युत विशेषताएँ
- 2.3 पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स और तापीय विचार
- 3. ग्रेडिंग और वर्गीकरण प्रणाली
- 4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
- 5. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी
- 5.1 भौतिक आयाम
- 5.2 पिन कनेक्शन और आंतरिक सर्किट
- 5.3 ध्रुवीयता पहचान
- 6. वेल्डिंग और असेंबली गाइड
- 7. अनुप्रयोग सुझाव
- 7.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य
- 7.2 डिज़ाइन विचार
- 8. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण
- 9. सामान्य प्रश्न (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)
- 9.1 What is the difference between Peak Forward Current (90mA) and Test Condition Current (32mA)?
- 9.2 How to understand the 1/16 duty cycle specification?
- 9.3 फॉरवर्ड वोल्टेज एक रेंज (न्यूनतम 2.05V, टाइपिकल/अधिकतम 2.6V) के रूप में क्यों दिया गया है?
- 10. डिज़ाइन एवं उपयोग केस उदाहरण
- 11. कार्य सिद्धांत
- 12. तकनीकी प्रवृत्तियाँ और पृष्ठभूमि
1. उत्पाद अवलोकन
LTP-747KA एक एकल-वर्ण, 5x7 डॉट मैट्रिक्स अल्फ़ान्यूमेरिक डिस्प्ले मॉड्यूल है। इसका प्राथमिक कार्य विभिन्न इलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोगों में वर्णों और प्रतीकों के लिए स्पष्ट, चमकदार दृश्य आउटपुट प्रदान करना है। इस डिस्प्ले का मुख्य घटक उन्नत एल्यूमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड (AlInGaP) अर्धचालक सामग्री से निर्मित एक लाइट एमिटिंग डायोड (LED) चिप है, जो विशिष्ट लाल-नारंगी प्रकाश उत्पादन के लिए जिम्मेदार है। यह सामग्री प्रौद्योगिकी अपनी उच्च दक्षता और अच्छे प्रदर्शन गुणों के लिए जानी जाती है।
यह उपकरण एक ग्रे पैनल से निर्मित है और इसमें सफेद डॉट या सेगमेंट हैं, जो प्रकाश उत्सर्जक तत्व और पृष्ठभूमि के बीच विपरीतता और पठनीयता को बढ़ाते हैं। डिस्प्ले को उसकी ल्यूमिनस तीव्रता के आधार पर वर्गीकृत किया गया है, जिसका अर्थ है कि इकाइयों को उनके मापे गए प्रकाश आउटपुट के अनुसार ग्रेड या क्रमबद्ध किया जाता है, यह सुनिश्चित करने के लिए कि समान चमक वाले अनुप्रयोगों में, चमक निर्दिष्ट सीमा के भीतर सुसंगत रहे।
2. तकनीकी विनिर्देश विवरण
यह खंड स्पेसिफिकेशन शीट में निर्दिष्ट प्रमुख तकनीकी मापदंडों का विस्तृत और वस्तुनिष्ठ विश्लेषण प्रदान करता है।
2.1 प्रकाशीय विशेषताएँ
प्रकाशीय प्रदर्शन डिस्प्ले की कार्यक्षमता का मूल है। मुख्य मापदंड विशिष्ट परीक्षण स्थितियों में मापे जाते हैं, आमतौर पर परिवेश के तापमान (TA) 25°C पर किए जाते हैं।
- औसत दीप्त तीव्रता (IV):यह एकल बिंदु से उत्सर्जित प्रकाश की अनुभूत शक्ति को मापने का मापदंड है। 1/16 ड्यूटी साइकल पर, पीक करंट (IP) 32mA पर चलाए जाने पर, इसका विशिष्ट मान 3400 माइक्रोकैंडेला (µcd) और न्यूनतम मान 1650 µcd है। 1/16 ड्यूटी साइकल डॉट मैट्रिक्स डिस्प्ले में उपयोग की जाने वाली एक सामान्य मल्टीप्लेक्सिंग योजना है, जहां प्रत्येक पंक्ति केवल 1/16 समय के लिए सक्रिय होती है, ताकि शक्ति और ऊष्मा का प्रबंधन किया जा सके।
- पीक उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य (λp):) वह तरंगदैर्ध्य है जिस पर LED के उत्सर्जन स्पेक्ट्रम की तीव्रता अपने अधिकतम मान तक पहुंचती है। LTP-747KA के लिए, यह मान आमतौर पर 621 नैनोमीटर (nm) होता है, जो इसे दृश्यमान स्पेक्ट्रम के लाल-नारंगी क्षेत्र में स्थापित करता है।
- प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd):यह मान 615 nm है, जो मानव आँख द्वारा रंग की धारणा का वर्णन करने वाली एकल तरंगदैर्ध्य है। LED उत्सर्जन स्पेक्ट्रम के आकार के कारण, यह शिखर तरंगदैर्ध्य से थोड़ा भिन्न है।
- स्पेक्ट्रल लाइन हाफ-विड्थ (Δλ):यह पैरामीटर आमतौर पर 18 nm होता है, जो अधिकतम तीव्रता के आधे पर उत्सर्जन स्पेक्ट्रम की चौड़ाई को दर्शाता है। संकीर्ण हाफ-विड्थ शुद्ध स्पेक्ट्रम और उच्च रंग संतृप्ति को इंगित करती है।
- ल्यूमिनस इंटेंसिटी मैचिंग रेशियो (IV-m):यह अधिकतम 2:1 निर्धारित करता है, यह अनुपात मॉनिटर पर सबसे चमकीले बिंदु और सबसे गहरे बिंदु के बीच अनुमेय चमक भिन्नता को परिभाषित करता है। अनुपात जितना कम होगा, एकरूपता उतनी ही बेहतर होगी।
2.2 विद्युत विशेषताएँ
सही सर्किट डिजाइन और दीर्घकालिक विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए विद्युतीय व्यवहार को समझना महत्वपूर्ण है।
- प्रति बिंदु फॉरवर्ड वोल्टेज (VF):LED के दोनों सिरों पर वोल्टेज ड्रॉप जब यह संचालन धारा प्रवाहित करता है। फॉरवर्ड करंट (IF) 20mA होने पर, टाइपिकल मान 2.6V है, अधिकतम मान 2.6V है। न्यूनतम मान 2.05V है। करंट-लिमिटिंग सर्किट डिजाइन करते समय इस सीमा पर विचार करना आवश्यक है।
- प्रति बिंदु रिवर्स करंट (IR):रिवर्स वोल्टेज लगाने पर बहने वाली अल्प धारा। रिवर्स वोल्टेज (VR) 5V पर, अधिकतम 100 µA निर्दिष्ट है। पूर्ण अधिकतम रिवर्स वोल्टेज से अधिक होने पर क्षति हो सकती है।
- प्रति बिंदु औसत फॉरवर्ड करंट:विश्वसनीय संचालन के लिए अनुशंसित अधिकतम निरंतर डीसी धारा 13 एमए है। यह मल्टीप्लेक्सिंग ऑपरेशन में उपयोग की जाने वाली पीक धारा से भिन्न है।
- प्रति बिंदु पीक फॉरवर्ड करंट:एक बिंदु द्वारा सहन की जा सकने वाली अधिकतम तात्कालिक धारा, जिसे 90 एमए के रूप में निर्दिष्ट किया गया है। मल्टीप्लेक्सिंग अनुप्रयोगों में, तात्कालिक धारा औसत धारा से अधिक हो सकती है, लेकिन इस पीक रेटिंग से अधिक नहीं होनी चाहिए।
2.3 पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स और तापीय विचार
ये रेटिंग्स उन सीमाओं को परिभाषित करती हैं जो डिवाइस को स्थायी क्षति पहुँचा सकती हैं। ये सामान्य संचालन की स्थितियाँ नहीं हैं।
- प्रति बिंदु औसत शक्ति अपव्यय:एकल एलईडी बिंदु द्वारा निरंतर अपव्यय की जा सकने वाली अधिकतम शक्ति 33 mW है। इस मान से अधिक होने पर अत्यधिक ताप और सेवा जीवन में कमी हो सकती है।
- कार्य एवं भंडारण तापमान सीमा:यह उपकरण -35°C से +85°C के परिवेशी तापमान सीमा में कार्य करने के लिए रेटेड है। इसे इसी समान तापमान सीमा में भंडारित भी किया जा सकता है।
- धारा डीरेटिंग:25°C से ऊपर, औसत फॉरवर्ड करंट को प्रति डिग्री सेल्सियस 0.17 mA की दर से रैखिक रूप से कम किया जाना चाहिए। यह उच्च परिवेश तापमान पर थर्मल रनवे को रोकने के लिए एक महत्वपूर्ण डिज़ाइन नियम है।
- सोल्डरिंग तापमान:वेव सोल्डरिंग या रीफ्लो सोल्डरिंग के दौरान, पैकेज माउंटिंग सतह से 1/16 इंच (लगभग 1.6 मिमी) नीचे का तापमान 260°C से अधिक 3 सेकंड से अधिक नहीं होना चाहिए। यह आंतरिक चिप और बॉन्डिंग वायर को नुकसान से बचाता है।
3. ग्रेडिंग और वर्गीकरण प्रणाली
डेटाशीट स्पष्ट रूप से बताती है कि यह उपकरण "ल्यूमिनस इंटेंसिटी के अनुसार वर्गीकृत" है। इसका अर्थ है कि एक ग्रेडिंग प्रक्रिया मौजूद है।
- ल्यूमिनस इंटेंसिटी ग्रेडिंग:निर्माण के बाद, प्रत्येक डिस्प्ले को उसके मापे गए प्रकाश उत्पादन के आधार पर परीक्षण किया जाता है और विभिन्न ग्रेड में वर्गीकृत किया जाता है। यह सुनिश्चित करता है कि ग्राहकों को समान चमक स्तर वाले उत्पाद प्राप्त हों। डेटाशीट न्यूनतम/विशिष्ट/अधिकतम मान (1650/3400 µcd) प्रदान करती है, लेकिन इस अंश में विशिष्ट ग्रेड कोड या श्रेणियों का विस्तृत विवरण नहीं दिया गया है। व्यवहार में, ऑर्डर जानकारी आवश्यक तीव्रता ग्रेड निर्दिष्ट करती है।
- तरंगदैर्ध्य/रंग ग्रेडिंग:हालांकि इस डेटाशीट में तरंगदैर्ध्य ग्रेडिंग का स्पष्ट रूप से उल्लेख नहीं किया गया है, लेकिन LED निर्माता आमतौर पर रंग एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए, विशेष रूप से बहु-इकाई डिस्प्ले में, डिवाइसों को प्रमुख तरंगदैर्ध्य या शिखर तरंगदैर्ध्य के आधार पर ग्रेड करते हैं। λp(621 nm) और λd(615 nm) के सख्त विशिष्ट मान यह दर्शाते हैं कि AlInGaP सामग्री में अंतर्निहित रंग एकरूपता उत्कृष्ट है।
4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
डेटाशीट "Typical Electrical/Optical Characteristics Curves" का उल्लेख करती है। यद्यपि पाठ में विशिष्ट चार्ट प्रदान नहीं किए गए हैं, हम इसकी मानक सामग्री और महत्व का अनुमान लगा सकते हैं।
- फॉरवर्ड करंट बनाम फॉरवर्ड वोल्टेज (IF-VF) कर्व:यह ग्राफ एलईडी के माध्यम से प्रवाहित धारा और उसके सिरों पर वोल्टेज के बीच गैर-रैखिक संबंध को दर्शाता है। यह सही ड्राइवर सर्किट डिजाइन करने के लिए महत्वपूर्ण है। यह वक्र एक "निक-इन" वोल्टेज (आमतौर पर लगभग 2.6V के आसपास) दिखाएगा, जिसके बाद वोल्टेज में मामूली वृद्धि के साथ करंट तेजी से बढ़ेगा।
- Luminous Intensity vs. Forward Current (IV-IF) कर्व:यह ग्राफ दर्शाता है कि ड्राइविंग करंट बढ़ने पर प्रकाश उत्पादन कैसे बदलता है। यह आमतौर पर एक निश्चित सीमा तक रैखिक होता है, लेकिन बहुत अधिक धारा पर संतृप्त हो जाता है। यह आवश्यक चमक के लिए कार्य बिंदु निर्धारित करने में सहायक होता है।
- Luminous Intensity vs. Ambient Temperature (IV-TA) कर्व:यह ग्राफ LED जंक्शन तापमान बढ़ने के साथ प्रकाश उत्पादन में गिरावट दर्शाता है। यह थर्मल डेरेटिंग प्रभाव को मात्रात्मक रूप से दर्शाता है, जो उच्च तापमान वाले वातावरण में संचालित होने वाले अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है।
- स्पेक्ट्रम वितरण वक्र:सापेक्ष तीव्रता बनाम तरंगदैर्ध्य का आरेख, जो 621 nm पर केंद्रित और 18 nm की अर्ध-चौड़ाई वाला घंटी के आकार का वक्र दिखाता है।
5. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी
5.1 भौतिक आयाम
इस डिस्प्ले का वर्ण ऊंचाई 0.7 इंच है, जो 17.22 मिलीमीटर के बराबर है। पैकेज आयाम चित्र (पाठ में संदर्भित लेकिन प्रदर्शित नहीं) कुल लंबाई, चौड़ाई, ऊंचाई, पिन पिच और सेगमेंट व्यवस्था का विस्तार से वर्णन करेगा। जब तक अन्यथा निर्दिष्ट न हो, सभी आयामों के लिए सहनशीलता ±0.25 मिलीमीटर (0.01 इंच) निर्धारित की गई है। यह सटीकता स्तर प्रिंटेड सर्किट बोर्ड (PCB) पर यांत्रिक फिट के लिए बहुत महत्वपूर्ण है।
5.2 पिन कनेक्शन और आंतरिक सर्किट
इस डिवाइस में 12 पिन हैं। पिन परिभाषाएँ स्पष्ट हैं: पिन 1: कॉलम 1 एनोड, पिन 2: रो 3 कैथोड, पिन 3: कॉलम 2 एनोड, इत्यादि। आंतरिक सर्किट आरेख दर्शाता है कि पंक्तियाँ कॉमन कैथोड कॉन्फ़िगरेशन में हैं। इसका अर्थ है कि 7 पंक्तियों में से प्रत्येक उस पंक्ति में सभी 5 एलईडी के कैथोड से जुड़ी है। 5 कॉलम लाइनें प्रत्येक कॉलम में एलईडी के एनोड से जुड़ी हैं। यह मैट्रिक्स व्यवस्था मल्टीप्लेक्सिंग तकनीक के माध्यम से केवल 12 पिन (5+7) का उपयोग करके 35 स्वतंत्र बिंदुओं (5x7) को नियंत्रित करने की अनुमति देती है।
5.3 ध्रुवीयता पहचान
हालांकि पाठ में स्पष्ट रूप से प्रदर्शित नहीं किया गया है, पिन नंबर और आंतरिक सर्किट आरेख ध्रुवीयता के लिए आवश्यक जानकारी प्रदान करते हैं। पिन परिभाषा तालिका एनोड और कैथोड को सही ढंग से जोड़ने के लिए आधिकारिक मार्गदर्शिका है। गलत ध्रुवीयता कनेक्शन (कैथोड पर फॉरवर्ड बायस लगाना) LED को रोशन होने से रोकेगा, और यदि वोल्टेज रिवर्स वोल्टेज रेटिंग (5V) से अधिक हो जाता है, तो इसे क्षति पहुंचा सकता है।
6. वेल्डिंग और असेंबली गाइड
प्रदान किया गया महत्वपूर्ण मार्गदर्शन वेल्डिंग तापमान प्रोफ़ाइल है: पैकेज बॉडी के नीचे 1.6 मिमी पर मापा गया तापमान 260°C से अधिक 3 सेकंड से अधिक नहीं होना चाहिए। यह वेव सोल्डरिंग या रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया के लिए मानक मार्गदर्शन है। मैन्युअल सोल्डरिंग के लिए, तापमान-नियंत्रित सोल्डरिंग आयरन का उपयोग किया जाना चाहिए और पिन के साथ संपर्क का समय न्यूनतम रखा जाना चाहिए ताकि पिन के माध्यम से गर्मी के संचालन और आंतरिक चिप को नुकसान को रोका जा सके। सेमीकंडक्टर जंक्शन को नुकसान से बचाने के लिए संचालन और असेंबली के दौरान उचित इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) सावधानियों का पालन किया जाना चाहिए।
7. अनुप्रयोग सुझाव
7.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य
इसके 5x7 डॉट मैट्रिक्स प्रारूप के कारण, जो अल्फ़ान्यूमेरिक वर्ण उत्पन्न करने के लिए आदर्श है, LTP-747KA उन अनुप्रयोगों के लिए उत्कृष्ट रूप से उपयुक्त है जिन्हें स्पष्ट, एकल-वर्ण पठन की आवश्यकता होती है। उदाहरणों में शामिल हैं:
- औद्योगिक नियंत्रण पैनल और उपकरण डिस्प्ले।
- परीक्षण और माप उपकरण।
- उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, जैसे माइक्रोवेव ओवन, वाशिंग मशीन या ऑडियो उपकरण।
- बिक्री बिंदु टर्मिनल और मूल सूचना प्रदर्शक।
- माइक्रोकंट्रोलर और मल्टीप्लेक्स डिस्प्ले सीखने के लिए शैक्षिक किट।
7.2 डिज़ाइन विचार
- ड्राइवर सर्किट:पंक्तियों और स्तंभों को मल्टीप्लेक्स करने के लिए माइक्रोकंट्रोलर या समर्पित डिस्प्ले ड्राइवर IC की आवश्यकता होती है। ड्राइवर को स्तंभों और पंक्तियों के लिए आवश्यक पीक करंट (परीक्षण स्थितियों के अनुसार प्रति बिंदु 32mA तक, लेकिन डिज़ाइन पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स का संदर्भ लेना चाहिए) को अलग-अलग प्रदान/अवशोषित करने में सक्षम होना चाहिए।
- करंट लिमिट:प्रत्येक एनोड (कॉलम) लाइन को फॉरवर्ड करंट सेट करने और एलईडी की सुरक्षा के लिए बाहरी करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर का उपयोग करना चाहिए। रेसिस्टर मान सूत्र R = (Vपावर सप्लाई- VF) / I का उपयोग करके निर्धारित किया जाता है।F गणना। मल्टीप्लेक्स गणना में पीक करंट (I) का उपयोग करना आवश्यक है।P)।
- थर्मल प्रबंधन:उच्च परिवेश तापमान वाले वातावरण या उच्च चमक वाले अनुप्रयोगों में, यह सुनिश्चित करें कि औसत करंट निर्दिष्ट डेरेटिंग (25°C से ऊपर प्रति डिग्री सेल्सियस 0.17 mA) के अनुसार है। PCB पर पर्याप्त स्पेसिंग प्राकृतिक संवहन शीतलन में सहायता करती है।
- परिप्रेक्ष्य:डेटाशीट में "वाइड व्यूइंग एंगल" का दावा किया गया है, जो उन अनुप्रयोगों के लिए बहुत फायदेमंद है जहां डिस्प्ले को ऑफ-एक्सिस स्थिति से देखा जा सकता है।
8. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण
हालांकि अन्य मॉडलों के साथ प्रत्यक्ष तुलना प्रदान नहीं की गई है, लेकिन इसके डेटाशीट के अनुसार, LTP-747KA के प्रमुख विभेदक कारकों में शामिल हैं:
- सामग्री प्रौद्योगिकी (AlInGaP):पुराने GaAsP या GaP LED की तुलना में, AlInGaP उच्च दक्षता, बेहतर तापमान स्थिरता और उत्कृष्ट चमक प्रदान करता है, जिससे "उच्च चमक और उच्च कंट्रास्ट" के दावे को साकार किया जाता है।
- डॉट मैट्रिक्स बनाम सेगमेंटेड डिस्प्ले:5x7 डॉट मैट्रिक्स मानक 7-सेगमेंट डिस्प्ले की तुलना में अधिक लचीलापन प्रदान करता है, क्योंकि यह केवल संख्याओं और कुछ अक्षरों के बजाय पूर्ण ASCII वर्ण सेट, प्रतीकों और सरल ग्राफिक्स प्रदर्शित कर सकता है।
- तीव्रता वर्गीकरण:प्रकाश तीव्रता का ग्रेडिंग उन अनुप्रयोगों के लिए एक मूल्यवर्धित सुविधा है जिन्हें कई इकाइयों के बीच एकरूपता बनाए रखने की आवश्यकता होती है।
- कंट्रास्ट वृद्धि:सफेद बिंदुओं वाला ग्रे पैनल एक डिज़ाइन विकल्प है जिसका उद्देश्य एलईडी बंद होने पर कंट्रास्ट बढ़ाना है, जिससे डिस्प्ले विभिन्न प्रकाश स्थितियों में अधिक पेशेवर और पठनीय दिखाई दे।
9. सामान्य प्रश्न (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)
9.1 What is the difference between Peak Forward Current (90mA) and Test Condition Current (32mA)?
पीक फॉरवर्ड करंट (90mA) एक पूर्ण अधिकतम रेटिंग है - यह वह उच्चतम तात्कालिक धारा है जिसे LED तत्काल क्षति के बिना सहन कर सकता है। ल्यूमिनस इंटेंसिटी टेस्ट में उपयोग किया गया 32mA एक मल्टीप्लेक्स (1/16 ड्यूटी साइकिल) सिस्टम में मापी गई एक विशिष्ट ऑपरेटिंग स्थिति है। उस स्थिति में,औसतकरंट बहुत कम होना चाहिए (32mA / 16 = 2mA)। डिज़ाइन को यह सुनिश्चित करना चाहिए कि तात्कालिक करंट 90mA से नीचे रहे और प्रत्येक बिंदु का औसत करंट 13mA से नीचे रहे (तापमान डेरेटिंग को ध्यान में रखते हुए)।
9.2 How to understand the 1/16 duty cycle specification?
यह मानक मल्टीप्लेक्स ड्राइव पद्धति को दर्शाता है। 5 कॉलम के साथ 7 पंक्तियों को नियंत्रित करने के लिए, एक सामान्य तकनीक एक समय में एक पंक्ति को सक्रिय करना और सभी 7 पंक्तियों के माध्यम से तेजी से चक्र करना है। यदि प्रत्येक पंक्ति समान समय के लिए चालू रहती है, तो इसका सक्रिय समय कुल समय का 1/7 होता है। 1/16 ड्यूटी साइकल एक रूढ़िवादी, मानकीकृत परीक्षण स्थिति है जो विभिन्न डिस्प्ले के बीच तुलना की अनुमति देती है, भले ही आपके एप्लिकेशन में वास्तविक मल्टीप्लेक्सिंग योजना 1/7 या 1/8 ड्यूटी साइकल हो।
9.3 फॉरवर्ड वोल्टेज एक रेंज (न्यूनतम 2.05V, टाइपिकल/अधिकतम 2.6V) के रूप में क्यों दिया गया है?
फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) सेमीकंडक्टर सामग्री के निर्माण सहनशीलता के कारण प्राकृतिक भिन्नता होती है। सर्किट डिजाइन को इस सीमा के अनुकूल होना चाहिए। करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर का उपयोगअधिकतम मान VF(2.6V) पर गणना की जाती है, ताकि उच्च VFवाले उपकरणों को भी चालू होने और आवश्यक धारा प्राप्त करने के लिए पर्याप्त वोल्टेज मिल सके। विशिष्ट मान का उपयोग करके गणना करने से कुछ सेलों के अपर्याप्त रूप से संचालित होने का जोखिम हो सकता है।
10. डिज़ाइन एवं उपयोग केस उदाहरण
परिदृश्य:50°C तक के वातावरण में संचालित होने वाले एक औद्योगिक नियंत्रक के लिए एकल-अक्षर तापमान रीडआउट डिस्प्ले डिज़ाइन करें।
- वर्ण सेट:5x7 मैट्रिक्स अंक 0-9 और अक्षर, जैसे सेल्सियस डिग्री के लिए "C", प्रदर्शित कर सकता है।
- ड्राइवर चयन:मल्टीप्लेक्सिंग टाइमिंग को संभालने के लिए कम से कम 12 I/O पिन वाले माइक्रोकंट्रोलर या समर्पित डिस्प्ले ड्राइवर IC (जैसे MAX7219) का उपयोग किया जाएगा।
- वर्तमान गणना:एक अच्छी चमक के लिए आवश्यक औसत बिंदु धारा निर्धारित करें। मान लें कि हम 8mA औसत चुनते हैं। 50°C पर, डेरेटिंग लागू होती है: डेरेटिंग = (50°C - 25°C) * 0.17 mA/°C = 4.25 mA। 50°C पर अनुमत अधिकतम औसत धारा = 13 mA - 4.25 mA = 8.75 mA। हमारा निर्धारित 8mA लक्ष्य सुरक्षित है।
- प्रतिरोध गणना:1/7 मल्टीप्लेक्सिंग (7 लाइनों) के लिए, 8mA का औसत मान प्राप्त करने के लिए प्रति बिंदु शिखर धारा 8mA * 7 = 56mA तक पहुंचनी चाहिए। यह 90mA के शिखर रेटेड मान से कम है। 5V पावर सप्लाई और VF(अधिकतम)=2.6V का उपयोग करते हुए, करंट-सीमित रोकनेवाला R = (5V - 2.6V) / 0.056A ≈ 42.9Ω है। मानक 43Ω रोकनेवाला उपयोग किया जाएगा।
- PCB लेआउट:डिस्प्ले प्लेसहोल्डर साइज़ ड्रॉइंग से मेल खाएगा। एन्क्लोजर के चारों ओर एयरफ्लो के लिए पर्याप्त जगह छोड़ी जाएगी।
LTP-747KA सेमीकंडक्टर p-n जंक्शन में इलेक्ट्रोल्यूमिनेसेंस के सिद्धांत पर काम करता है। जब फॉरवर्ड वोल्टेज (एनोड कैथोड के सापेक्ष पॉजिटिव) डायोड के अंतर्निहित विभव से अधिक लगाया जाता है, तो n-टाइप AlInGaP लेयर से इलेक्ट्रॉन p-टाइप लेयर से होल के साथ पुनर्संयोजन करते हैं। यह पुनर्संयोजन घटना फोटॉन (प्रकाश) के रूप में ऊर्जा मुक्त करती है। AlInGaP मिश्र धातु (एल्यूमीनियम, इंडियम, गैलियम, फॉस्फोरस) की विशिष्ट संरचना सेमीकंडक्टर की बैंडगैप ऊर्जा निर्धारित करती है, जो सीधे उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य (रंग) निर्धारित करती है - इस मामले में लगभग 621 nm का लाल-नारंगी। चिप को अपारदर्शी गैलियम आर्सेनाइड (GaAs) सब्सट्रेट पर माउंट किया गया है, जो प्रकाश को ऊपर की ओर परावर्तित करने में मदद करता है, डिवाइस के शीर्ष सतह पर समग्र प्रकाश निष्कर्षण दक्षता में सुधार करता है। 5x7 मैट्रिक्स इस ग्रिड पैटर्न में व्यवस्थित व्यक्तिगत रूप से एड्रेस करने योग्य एलईडी से बना है, जो एक बाहरी मल्टीप्लेक्सिंग सर्किट द्वारा नियंत्रित होता है। यह सर्किट पंक्तियों और स्तंभों को तेजी से क्रमिक रूप से सक्रिय करता है ताकि स्थिर, पूरी तरह से प्रकाशित वर्णों का दृश्य भ्रम पैदा किया जा सके।
12. तकनीकी प्रवृत्तियाँ और पृष्ठभूमि
LTP-747KA में प्रयुक्त AlInGaP LED प्रौद्योगिकी, GaAsP जैसी प्रारंभिक LED सामग्रियों की तुलना में एक महत्वपूर्ण प्रगति थी। इसने उच्च चमक, बेहतर दक्षता और बेहतर तापमान स्थिरता प्राप्त की, जिससे LED संकेतक और प्रदर्शन अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए व्यवहार्य हो गए। प्रदर्शन प्रौद्योगिकी का रुझान तब उच्च-घनत्व डॉट मैट्रिक्स, पूर्ण-रंगीन RGB मैट्रिक्स और उच्च-रिज़ॉल्यूशन स्क्रीन के लिए ऑर्गेनिक LED (OLED) और माइक्रो-LED डिस्प्ले के व्यापक अपनाव की ओर बढ़ा है। हालाँकि, 5x7 प्रारूप जैसे एकल और बहु-अंकीय अल्फ़ान्यूमेरिक डॉट मैट्रिक्स डिस्प्ले, औद्योगिक, उपकरण और इंस्ट्रूमेंटेशन संदर्भों में, लागत-प्रभावी, विश्वसनीय और आसानी से पठनीय इंटरफेस के लिए अत्यधिक प्रासंगिक बने हुए हैं जहाँ पूर्ण ग्राफिकल क्षमता की आवश्यकता नहीं होती है। पैमाने या प्रौद्योगिकी की परवाह किए बिना, मूलभूत ड्राइव सिद्धांत—मल्टीप्लेक्सिंग और करंट कंट्रोल—LED डिस्प्ले डिज़ाइन के आधारशिला बने हुए हैं।
AlInGaP LED technology, as used in the LTP-747KA, represented a significant advancement over earlier LED materials like GaAsP. It enabled higher brightness, improved efficiency, and better temperature stability, making LEDs viable for a wider range of indicator and display applications. The trend in display technology has since moved towards higher-density dot matrices, full-color RGB matrices, and the widespread adoption of organic LED (OLED) and micro-LED displays for high-resolution screens. However, single and multi-digit alphanumeric dot matrix displays like the 5x7 format remain highly relevant for cost-effective, reliable, and easily readable interfaces in industrial, appliance, and instrumentation contexts where full graphical capability is not required. The underlying drive principles—multiplexing and current control—remain fundamental to LED display design regardless of the scale or technology.
LED विनिर्देश शब्दावली का विस्तृत विवरण
LED तकनीकी शब्दावली की पूर्ण व्याख्या
एक, प्रकाशविद्युत प्रदर्शन के मुख्य संकेतक
| शब्दावली | इकाई/प्रतिनिधित्व | सामान्य व्याख्या | यह महत्वपूर्ण क्यों है |
|---|---|---|---|
| प्रकाश दक्षता (Luminous Efficacy) | lm/W (लुमेन/वाट) | प्रति वाट विद्युत ऊर्जा से उत्सर्जित प्रकाश प्रवाह, जितना अधिक होगा उतनी ही ऊर्जा की बचत होगी। | सीधे तौर पर प्रकाश स्रोत की ऊर्जा दक्षता श्रेणी और बिजली लागत निर्धारित करता है। |
| Luminous Flux | lm (lumen) | प्रकाश स्रोत द्वारा उत्सर्जित कुल प्रकाश मात्रा, जिसे आम बोलचाल में "चमक" कहा जाता है। | यह निर्धारित करता है कि लाइट फिक्स्चर पर्याप्त रूप से चमकीला है या नहीं। |
| प्रकाशन कोण (Viewing Angle) | ° (डिग्री), जैसे 120° | वह कोण जिस पर प्रकाश की तीव्रता आधी हो जाती है, प्रकाश पुंज की चौड़ाई निर्धारित करता है। | प्रकाश के कवरेज क्षेत्र और एकरूपता को प्रभावित करता है। |
| Correlated Color Temperature (CCT) | K (केल्विन), जैसे 2700K/6500K | प्रकाश का रंग गर्म या ठंडा, कम मान पीला/गर्म, उच्च मान सफेद/ठंडा। | प्रकाश व्यवस्था का माहौल और उपयुक्त परिदृश्य तय करता है। |
| कलर रेंडरिंग इंडेक्स (CRI / Ra) | कोई इकाई नहीं, 0–100 | प्रकाश स्रोत द्वारा वस्तु के वास्तविक रंग को पुन: प्रस्तुत करने की क्षमता, Ra≥80 उत्तम माना जाता है। | रंग की वास्तविकता को प्रभावित करता है, शॉपिंग मॉल, आर्ट गैलरी जैसे उच्च आवश्यकता वाले स्थानों में प्रयुक्त। |
| Color Tolerance (SDCM) | MacAdam Ellipse Steps, e.g., "5-step" | A quantitative indicator of color consistency; a smaller step number indicates higher color consistency. | एक ही बैच के दीपकों के रंगों में कोई अंतर न हो, यह सुनिश्चित करना। |
| प्रमुख तरंगदैर्ध्य (Dominant Wavelength) | nm (nanometer), jaise 620nm (laal) | Rang-birange LED ke rangon se sambandhit tarang lambai ke maan. | Laal, peela, hara aadi ek rang wale LED ke rang ka tone nirdharit karna. |
| स्पेक्ट्रल डिस्ट्रीब्यूशन (Spectral Distribution) | वेवलेंथ बनाम इंटेंसिटी कर्व | एलईडी द्वारा उत्सर्जित प्रकाश की विभिन्न तरंगदैर्ध्य पर तीव्रता वितरण प्रदर्शित करें। | रंग प्रतिपादन और रंग गुणवत्ता को प्रभावित करता है। |
दो, विद्युत मापदंड
| शब्दावली | प्रतीक | सामान्य व्याख्या | डिज़ाइन ध्यान देने योग्य बातें |
|---|---|---|---|
| फॉरवर्ड वोल्टेज (Forward Voltage) | Vf | LED को प्रकाशित करने के लिए आवश्यक न्यूनतम वोल्टेज, एक प्रकार का "स्टार्ट-अप थ्रेशोल्ड" जैसा। | ड्राइविंग पावर सप्लाई वोल्टेज ≥ Vf होना चाहिए, कई LED श्रृंखला में जुड़े होने पर वोल्टेज जुड़ जाता है। |
| फॉरवर्ड करंट (Forward Current) | If | एलईडी को सामान्य रूप से चमकने के लिए आवश्यक धारा मान। | आमतौर पर स्थिर धारा ड्राइव का उपयोग किया जाता है, धारा चमक और जीवनकाल निर्धारित करती है। |
| अधिकतम स्पंद धारा (Pulse Current) | Ifp | डिमिंग या फ्लैश के लिए अल्पावधि में सहन योग्य पीक करंट। | पल्स चौड़ाई और ड्यूटी साइकिल को सख्ती से नियंत्रित किया जाना चाहिए, अन्यथा अधिक गर्मी से क्षति होगी। |
| Reverse Voltage | Vr | LED द्वारा सहन की जा सकने वाली अधिकतम रिवर्स वोल्टेज, जिससे अधिक होने पर यह ब्रेकडाउन हो सकता है। | सर्किट में रिवर्स कनेक्शन या वोल्टेज स्पाइक से सुरक्षा आवश्यक है। |
| Thermal Resistance | Rth(°C/W) | चिप से सोल्डर पॉइंट तक गर्मी के प्रवाह का प्रतिरोध, कम मान बेहतर हीट डिसिपेशन दर्शाता है। | उच्च थर्मल प्रतिरोध के लिए मजबूत हीट सिंक डिज़ाइन की आवश्यकता होती है, अन्यथा जंक्शन तापमान बढ़ जाता है। |
| इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज इम्युनिटी (ESD Immunity) | V (HBM), जैसे 1000V | स्थैतिक बिजली प्रतिरोध क्षमता, मान जितना अधिक होगा, स्थैतिक बिजली से क्षतिग्रस्त होने की संभावना उतनी ही कम होगी। | उत्पादन में एंटीस्टैटिक उपाय करने आवश्यक हैं, विशेष रूप से उच्च संवेदनशीलता वाले एलईडी के लिए। |
तीन, थर्मल प्रबंधन और विश्वसनीयता
| शब्दावली | प्रमुख संकेतक | सामान्य व्याख्या | प्रभाव |
|---|---|---|---|
| जंक्शन तापमान (Junction Temperature) | Tj (°C) | एलईडी चिप के अंदर का वास्तविक कार्य तापमान। | प्रत्येक 10°C कमी पर, जीवन दोगुना हो सकता है; अत्यधिक तापमान से ल्यूमेन डिप्रिसिएशन और कलर शिफ्ट होता है। |
| ल्यूमेन डिप्रिसिएशन (Lumen Depreciation) | L70 / L80 (घंटे) | चमक प्रारंभिक मान के 70% या 80% तक गिरने में लगने वाला समय। | LED के "उपयोगी जीवन" को सीधे परिभाषित करता है। |
| ल्यूमेन मेंटेनेंस (Lumen Maintenance) | % (जैसे 70%) | एक निश्चित अवधि के उपयोग के बाद शेष चमक का प्रतिशत। | दीर्घकालिक उपयोग के बाद चमक बनाए रखने की क्षमता को दर्शाता है। |
| Color Shift | Δu′v′ या मैकएडम एलिप्स | उपयोग के दौरान रंग में परिवर्तन की मात्रा। | प्रकाश व्यवस्था के दृश्य की रंग एकरूपता को प्रभावित करता है। |
| Thermal Aging | सामग्री प्रदर्शन में गिरावट | लंबे समय तक उच्च तापमान के कारण पैकेजिंग सामग्री का क्षरण। | इससे चमक में कमी, रंग परिवर्तन या ओपन-सर्किट विफलता हो सकती है। |
चार, पैकेजिंग और सामग्री।
| शब्दावली | सामान्य प्रकार | सामान्य व्याख्या | विशेषताएँ और अनुप्रयोग |
|---|---|---|---|
| पैकेजिंग प्रकार | EMC, PPA, सिरेमिक | चिप की सुरक्षा करने और प्रकाशिकीय एवं तापीय इंटरफेस प्रदान करने वाली आवरण सामग्री। | EMC उच्च तापसहनशीलता, कम लागत; सिरेमिक उत्कृष्ट ताप अपव्यय, लंबी आयु। |
| चिप संरचना | सीधी स्थापना, उलटी स्थापना (Flip Chip) | चिप इलेक्ट्रोड व्यवस्था विधि। | Flip Chip में बेहतर ताप अपव्यय और उच्च प्रकाश दक्षता होती है, जो उच्च शक्ति अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है। |
| फॉस्फर कोटिंग | YAG, सिलिकेट, नाइट्राइड | नीले प्रकाश चिप पर लगाया जाता है, जिसका कुछ भाग पीले/लाल प्रकाश में परिवर्तित होकर सफेद प्रकाश बनाता है। | विभिन्न फॉस्फर प्रकाश दक्षता, रंग तापमान और रंग प्रतिपादन को प्रभावित करते हैं। |
| लेंस/ऑप्टिकल डिज़ाइन | प्लानर, माइक्रोलेंस, टोटल इंटरनल रिफ्लेक्शन | एनकैप्सुलेशन सतह की प्रकाशीय संरचना, प्रकाश वितरण को नियंत्रित करती है। | प्रकाश कोण और प्रकाश वितरण वक्र निर्धारित करें। |
5. गुणवत्ता नियंत्रण और ग्रेडिंग
| शब्दावली | ग्रेडिंग सामग्री | सामान्य व्याख्या | उद्देश्य |
|---|---|---|---|
| ल्यूमिनस फ्लक्स बिनिंग | कोड जैसे 2G, 2H | चमक के स्तर के अनुसार समूहीकृत करें, प्रत्येक समूह का न्यूनतम/अधिकतम लुमेन मान होता है। | सुनिश्चित करें कि एक ही बैच के उत्पादों की चमक एक समान हो। |
| वोल्टेज ग्रेडिंग | कोड जैसे 6W, 6X | Forward voltage range ke anusaar vargikrit karein. | Driver power supply ke saath anukoolan ko aasaan banane aur system efficiency badhane ke liye. |
| Rang ke aadhaar par vargikaran | 5-step MacAdam ellipse | रंग निर्देशांक के अनुसार समूहीकृत करें, यह सुनिश्चित करते हुए कि रंग बहुत छोटी सीमा के भीतर आता है। | रंग एकरूपता सुनिश्चित करें, एक ही प्रकाश साधन के भीतर रंग असमानता से बचें। |
| रंग तापमान ग्रेडेशन | 2700K, 3000K, आदि | रंग तापमान के अनुसार समूहीकृत, प्रत्येक समूह का एक संबंधित निर्देशांक सीमा होती है। | विभिन्न परिदृश्यों की रंग तापमान आवश्यकताओं को पूरा करना। |
छह, परीक्षण और प्रमाणन
| शब्दावली | मानक/परीक्षण | सामान्य व्याख्या | महत्व |
|---|---|---|---|
| LM-80 | लुमेन रखरखाव परीक्षण | स्थिर तापमान पर लंबे समय तक जलाकर, चमक क्षय डेटा रिकॉर्ड करें। | LED जीवनकाल का अनुमान लगाने के लिए (TM-21 के साथ संयोजन में)। |
| TM-21 | जीवन प्रक्षेपण मानक | LM-80 डेटा के आधार पर वास्तविक उपयोग की स्थितियों में जीवन का अनुमान लगाना। | वैज्ञानिक जीवनकाल पूर्वानुमान प्रदान करें। |
| IESNA Standard | Illuminating Engineering Society Standard | Optical, electrical, and thermal testing methods are covered. | Industry-recognized testing basis. |
| RoHS / REACH | पर्यावरण प्रमाणन | यह सुनिश्चित करना कि उत्पाद में हानिकारक पदार्थ (जैसे सीसा, पारा) न हों। | अंतर्राष्ट्रीय बाजार में प्रवेश की पात्रता शर्तें। |
| ENERGY STAR / DLC | ऊर्जा दक्षता प्रमाणन | प्रकाश उत्पादों के लिए ऊर्जा दक्षता और प्रदर्शन प्रमाणन। | आमतौर पर सरकारी खरीद, सब्सिडी कार्यक्रमों में उपयोग किया जाता है, बाजार प्रतिस्पर्धा बढ़ाने के लिए। |