विषय सूची
- 1. उत्पाद अवलोकन
- 2. गहन तकनीकी पैरामीटर विश्लेषण
- 2.1 प्रकाशमितीय और प्रकाशीय विशेषताएँ
- 2.2 विद्युत और तापीय पैरामीटर
- डेटाशीट में "Typical Electrical / Optical Characteristic Curves" के लिए एक अनुभाग शामिल है। हालांकि प्रदान किए गए पाठ में विशिष्ट वक्र प्रस्तुत नहीं किए गए हैं, ऐसे उपकरणों के लिए मानक वक्रों में आम तौर पर शामिल हैं:
- डाटाशीट स्पष्ट रूप से बताती है कि डिवाइस "ल्यूमिनस इंटेंसिटी के लिए वर्गीकृत" है। यह एक उत्पादन बिनिंग प्रक्रिया का संकेत देता है जहां इकाइयों को एक मानक परीक्षण स्थिति (संभवतः IF=1mA) पर उनके मापे गए प्रकाश उत्पादन के आधार पर छांटा जाता है। हालांकि इस अंश में विशिष्ट बिन कोड विस्तृत नहीं हैं, ऐसी प्रणाली खरीदारों को गारंटीकृत न्यूनतम चमक स्तर वाले भागों का चयन करने की अनुमति देती है, जिससे अंतिम उत्पादों, विशेष रूप से जब कई डिस्प्ले साथ-साथ उपयोग किए जाते हैं, की दृश्य उपस्थिति में स्थिरता सुनिश्चित होती है। यह वर्गीकरण एक प्रमुख गुणवत्ता नियंत्रण और विभेदन विशेषता है।
- 7. Soldering and Assembly Guidelines
- 8. Application Design Considerations
- 8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग सर्किट
- 8.2 डिज़ाइन नोट्स और सर्वोत्तम अभ्यास
- 9. तकनीकी तुलना और लाभ
- 10. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (FAQ)
- 11. व्यावहारिक डिज़ाइन और उपयोग उदाहरण
- 12. संचालन सिद्धांत
- 13. प्रौद्योगिकी रुझान और संदर्भ
1. उत्पाद अवलोकन
The LTC-2723JF एक उच्च-प्रदर्शन, चौहत्तर-अंकीय, सात-खंड वर्णमाला संख्यात्मक प्रदर्शन मॉड्यूल है। इसका प्राथमिक कार्य विभिन्न प्रकार के इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में स्पष्ट, चमकीय संख्यात्मक और सीमित वर्णमाला संख्यात्मक रीडआउट प्रदान करना है। इसका मुख्य अनुप्रयोग उन उपकरणों में है जिन्हें उत्कृष्ट दृश्यता के साथ एक कॉम्पैक्ट, बहु-अंकीय संख्यात्मक प्रदर्शन की आवश्यकता होती है, जैसे कि परीक्षण और माप उपकरण, औद्योगिक नियंत्रण पैनल, बिक्री बिंदु टर्मिनल और उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स।
इस उपकरण की मुख्य स्थिति इसके आकार, चमक और शक्ति दक्षता के संतुलन में निहित है। 0.28-इंच (7 मिमी) अंक ऊंचाई के साथ, यह अत्यधिक पैनल स्थान घेरे बिना एक पठनीय डिस्प्ले प्रदान करता है। AlInGaP (एल्यूमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड) LED प्रौद्योगिकी का उपयोग एक महत्वपूर्ण लाभ है, जो मानक GaAsP LEDs जैसी पुरानी प्रौद्योगिकियों की तुलना में उत्कृष्ट दीप्त दक्षता और एक विशिष्ट, संतृप्त पीले-नारंगी रंग प्रदान करता है। इसके परिणामस्वरूप उच्च चमक, उत्कृष्ट कंट्रास्ट और एक विस्तृत देखने के कोण के मुख्य लाभ मिलते हैं, जो प्रबुद्ध वातावरण या तिरछे कोण से भी पठनीयता सुनिश्चित करते हैं।
लक्ष्य बाजार में एम्बेडेड सिस्टम, इंस्ट्रूमेंटेशन और औद्योगिक हार्डवेयर के डिजाइनर और इंजीनियर शामिल हैं, जिन्हें एक विश्वसनीय, इंटरफेस करने में आसान डिस्प्ले समाधान की आवश्यकता है। इसका मल्टीप्लेक्स्ड कॉमन कैथोड डिजाइन ड्राइविंग सर्किट्री को सरल बनाता है, आवश्यक माइक्रोकंट्रोलर I/O पिनों और बाह्य घटकों की संख्या को कम करता है, जो लागत-संवेदनशील और स्थान-सीमित अनुप्रयोगों के लिए एक महत्वपूर्ण लाभ है।
2. गहन तकनीकी पैरामीटर विश्लेषण
2.1 प्रकाशमितीय और प्रकाशीय विशेषताएँ
ऑप्टिकल प्रदर्शन को परिवेश के तापमान (T) 25°C पर परिभाषित किया गया है।Aप्राथमिक मीट्रिक औसत दीप्त तीव्रता (I) है, जिसका विशिष्ट मान 600 µcd (माइक्रोकैंडेला) है जब प्रति सेगमेंट 1 mA की अग्र धारा (I) पर संचालित किया जाता है।Vविशिष्टता न्यूनतम 200 µcd से अधिकतम तक एक सीमा प्रदान करती है, जो चमक का एक आधारभूत स्तर सुनिश्चित करती है।Fयह तीव्रता CIE फोटोपिक ल्यूमिनोसिटी फ़ंक्शन के लिए कैलिब्रेटेड सेंसर और फ़िल्टर का उपयोग करके मापी जाती है, जो मानव आँख की वर्णक्रमीय संवेदनशीलता का अनुमान लगाती है।
रंग विशेषताएँ तरंगदैर्ध्य मापदंडों द्वारा परिभाषित की जाती हैं। पीक एमिशन वेवलेंथ (λp) आमतौर पर 611 nm होती है, जो दृश्यमान स्पेक्ट्रम के पीले-नारंगी क्षेत्र में आती है। डॉमिनेंट वेवलेंथ (λd), रंग का एक अधिक धारणात्मक रूप से प्रासंगिक माप, आमतौर पर 605 nm होती है। 17 nm की स्पेक्ट्रल लाइन हाफ-विड्थ (Δλ) एक अपेक्षाकृत संकीर्ण उत्सर्जन बैंड को इंगित करती है, जो पीले-नारंगी रंग की शुद्धता और संतृप्ति में योगदान करती है। ल्यूमिनस इंटेंसिटी मैचिंग रेशियो (IV-m) को अधिकतम 2:1 के रूप में निर्दिष्ट किया गया है, जिसका अर्थ है कि सेगमेंट के बीच चमक का अंतर दो के कारक से अधिक नहीं होना चाहिए, जिससे डिस्प्ले पर एक समान रूप सुनिश्चित होता है।
2.2 विद्युत और तापीय पैरामीटर
विद्युत विशेषताएँ सर्किट डिजाइन के लिए महत्वपूर्ण हैं। प्रति सेगमेंट फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) आमतौर पर 20 mA के मानक परीक्षण धारा पर 2.6V होता है। न्यूनतम 2.05V सूचीबद्ध है। यह पैरामीटर करंट-लिमिटिंग रोकनेवाला मूल्यों और बिजली आपूर्ति आवश्यकताओं की गणना के लिए आवश्यक है। प्रति सेगमेंट रिवर्स करंट (IR) रिवर्स वोल्टेज (V) पर 5V पर अधिकतम 100 µA है।R) 5V है, जो डिवाइस की ऑफ-स्टेट में लीकेज विशेषताओं को दर्शाता है।
Absolute Maximum Ratings परिचालन सीमाएं परिभाषित करती हैं। प्रति सेगमेंट Continuous Forward Current की रेटिंग 25 mA है, लेकिन 25°C से ऊपर इसे 0.33 mA/°C की दर से रैखिक रूप से डीरेट किया जाना चाहिए। पल्स्ड ऑपरेशन के लिए, विशिष्ट शर्तों (1/10 duty cycle, 0.1 ms pulse width) के तहत 60 mA का Peak Forward Current अनुमत है। प्रति सेगमेंट अधिकतम Power Dissipation 70 mW है। डिवाइस -35°C से +85°C के Operating and Storage Temperature Range के लिए रेटेड है, जो इसे औद्योगिक और विस्तारित पर्यावरणीय अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाता है। सोल्डर तापमान रेटिंग निर्दिष्ट करती है कि डिवाइस सीटिंग प्लेन से 1/16 इंच (लगभग 1.6 mm) नीचे की दूरी पर 260°C को 3 सेकंड तक सहन कर सकता है, जो PCB असेंबली प्रक्रियाओं के लिए महत्वपूर्ण जानकारी है।
3. Binning and Categorization System
डेटाशीट स्पष्ट रूप से बताती है कि उपकरण "ल्यूमिनस इंटेंसिटी के लिए वर्गीकृत" है। यह एक उत्पादन बिनिंग प्रक्रिया को इंगित करता है जहां इकाइयों को एक मानक परीक्षण स्थिति (संभवतः IF=1mA) पर उनके मापे गए प्रकाश उत्पादन के आधार पर छांटा जाता है। हालांकि इस अंश में विशिष्ट बिन कोड विस्तृत नहीं हैं, ऐसी प्रणाली खरीदारों को गारंटीकृत न्यूनतम चमक स्तर वाले भागों का चयन करने की अनुमति देती है, जिससे अंतिम उत्पादों, विशेष रूप से जब कई डिस्प्ले साथ-साथ उपयोग किए जाते हैं, की दृश्य उपस्थिति में स्थिरता सुनिश्चित होती है। यह वर्गीकरण एक प्रमुख गुणवत्ता नियंत्रण और विभेदन विशेषता है।
4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
डेटाशीट में "टाइपिकल इलेक्ट्रिकल / ऑप्टिकल करैक्टरिस्टिक कर्व्स" के लिए एक अनुभाग शामिल है। हालांकि प्रदान किए गए पाठ में विशिष्ट वक्र प्रस्तुत नहीं किए गए हैं, ऐसे उपकरणों के लिए मानक वक्रों में आम तौर पर शामिल हैं:
- फॉरवर्ड करंट बनाम फॉरवर्ड वोल्टेज (IF-VF कर्व): यह गैर-रैखिक संबंध दर्शाता है कि करंट के साथ वोल्टेज कैसे बढ़ता है। यह ड्राइवर सर्किट को डिजाइन करने के लिए महत्वपूर्ण है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि एलईडी अपने सुरक्षित और कुशल क्षेत्र में संचालित हो।
- ल्यूमिनस इंटेंसिटी बनाम फॉरवर्ड करंट (IV-IF कर्व): यह वक्र ड्राइव करंट पर प्रकाश उत्पादन की निर्भरता प्रदर्शित करता है। यह आम तौर पर एक सीमा में रैखिक होता है लेकिन उच्च धाराओं पर संतृप्त हो जाएगा। यह इष्टतम चमक बनाम बिजली की खपत और दीर्घायु के लिए डिस्प्ले को चलाने के बारे में निर्णयों को सूचित करता है।
- Luminous Intensity vs. Ambient Temperature: यह वक्र दर्शाता है कि एलईडी के जंक्शन तापमान में वृद्धि के साथ प्रकाश उत्पादन कैसे कम होता है। उच्च परिवेश के तापमान पर काम करने वाले अनुप्रयोगों के लिए इस डीरेटिंग को समझना महत्वपूर्ण है।
- स्पेक्ट्रल वितरण: 611 nm शिखर के आसपास केंद्रित, विभिन्न तरंगदैर्ध्य पर उत्सर्जित प्रकाश की सापेक्ष तीव्रता दर्शाता एक ग्राफ, जो रंग की शुद्धता को दर्शाता है।
5. यांत्रिक और पैकेज सूचना
डिवाइस एक मानक LED डिस्प्ले पैकेज में आता है। "पैकेज आयाम" खंड यांत्रिक आउटलाइन ड्राइंग प्रदान करता है, हालांकि विशिष्ट मिलीमीटर आयाम पाठ अंश में सूचीबद्ध नहीं हैं। नोट निर्दिष्ट करता है कि सभी आयाम मिलीमीटर में हैं और सहनशीलता \u00b10.25 mm की है, जब तक कि अन्यथा न कहा गया हो। यह ड्राइंग PCB फुटप्रिंट डिजाइन, यह सुनिश्चित करने के लिए कि फ्रंट पैनल में कटआउट सही आकार का है और पिन PCB पैड के साथ संरेखित हैं, के लिए आवश्यक है।
पैकेज में "ग्रे फेस और व्हाइट सेगमेंट" उपस्थिति होती है, जो गैर-प्रकाशित क्षेत्रों (फेस) से प्रतिबिंब को कम करके कंट्रास्ट बढ़ाती है, जबकि प्रकाशित सेगमेंट के लिए एक साफ, विसरित सतह प्रदान करती है। दायां दशमलव बिंदु पैकेज में एकीकृत है। पिनआउट और कॉमन कैथोड आर्किटेक्चर द्वारा ध्रुवता स्पष्ट रूप से परिभाषित की गई है।
डाटाशीट स्पष्ट रूप से बताती है कि डिवाइस "ल्यूमिनस इंटेंसिटी के लिए वर्गीकृत" है। यह एक उत्पादन बिनिंग प्रक्रिया का संकेत देता है जहां इकाइयों को एक मानक परीक्षण स्थिति (संभवतः IF=1mA) पर उनके मापे गए प्रकाश उत्पादन के आधार पर छांटा जाता है। हालांकि इस अंश में विशिष्ट बिन कोड विस्तृत नहीं हैं, ऐसी प्रणाली खरीदारों को गारंटीकृत न्यूनतम चमक स्तर वाले भागों का चयन करने की अनुमति देती है, जिससे अंतिम उत्पादों, विशेष रूप से जब कई डिस्प्ले साथ-साथ उपयोग किए जाते हैं, की दृश्य उपस्थिति में स्थिरता सुनिश्चित होती है। यह वर्गीकरण एक प्रमुख गुणवत्ता नियंत्रण और विभेदन विशेषता है।
The LTC-2723JF uses a मल्टीप्लेक्स्ड कॉमन कैथोड कॉन्फ़िगरेशन। यह एक महत्वपूर्ण डिज़ाइन पहलू है। आंतरिक सर्किट आरेख (जिसका संदर्भ दिया गया है लेकिन दिखाया नहीं गया) से पता चलेगा कि चारों अंकों में से प्रत्येक अपने कैथोड कनेक्शन को साझा करता है। सभी अंकों में संबंधित सेगमेंट (A, B, C, D, E, F, G, DP) के एनोड आंतरिक रूप से एक साथ जुड़े हुए हैं।
विस्तृत पिन कनेक्शन इस प्रकार है: पिन 1 डिजिट 1 के लिए कॉमन कैथोड है, पिन 8 डिजिट 4 के लिए, पिन 11 डिजिट 3 के लिए, और पिन 14 डिजिट 2 के लिए। पिन 12 निचले-बाएं, निचले-केंद्र और निचले-दाएं कोलन सेगमेंट (L1, L2, L3) के लिए एक विशेष कॉमन कैथोड है, जिसका उपयोग संभवतः समय विभाजन (जैसे, 12:34) के लिए किया जाता है। सेगमेंट एनोड अन्य पिनों में वितरित हैं (उदाहरण के लिए, पिन 13 एनोड A और L1 के लिए, पिन 15 एनोड B और L2 के लिए, पिन 2 एनोड C और L3 के लिए, पिन 3 DP के लिए, आदि)। पिन 4, 9, और 10 को "No Connection" या "No Pin" के रूप में चिह्नित किया गया है। मल्टीप्लेक्सिंग योजना को सही ढंग से काम करने के लिए इस पिनआउट का सटीक रूप से पालन किया जाना चाहिए।
7. Soldering and Assembly Guidelines
प्रदान किया गया प्राथमिक असेंबली दिशानिर्देश सोल्डरिंग तापमान विनिर्देश है: डिवाइस सीटिंग प्लेन से 1/16 इंच (1.6 मिमी) नीचे एक बिंदु पर 260°C को 3 सेकंड तक सहन कर सकता है। यह वेव सोल्डरिंग या रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के लिए एक मानक रेटिंग है। डिजाइनरों को यह सुनिश्चित करना चाहिए कि उनका PCB असेंबली प्रोफाइल इस थर्मल स्ट्रेस से अधिक न हो। मैन्युअल सोल्डरिंग के लिए, प्रति पिन न्यूनतम संपर्क समय के साथ तापमान-नियंत्रित आयरन का उपयोग किया जाना चाहिए।
एलईडी के लिए सामान्य हैंडलिंग सावधानियां लागू होती हैं: एपॉक्सी लेंस पर यांत्रिक तनाव से बचें, हैंडलिंग के दौरान इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) से सुरक्षा करें, और यदि सील्ड पैकेजिंग खोलने के तुरंत बाद उपयोग नहीं किया जाता है, तो उचित एंटी-स्टैटिक, नमी-नियंत्रित वातावरण में संग्रहीत करें।
8. Application Design Considerations
8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग सर्किट
सबसे आम अनुप्रयोग एक माइक्रोकंट्रोलर द्वारा संचालित होता है। मल्टीप्लेक्स्ड कॉमन कैथोड डिज़ाइन के कारण, माइक्रोकंट्रोलर को एक स्कैनिंग तकनीक का उपयोग करना चाहिए। यह कॉमन एनोड लाइनों (सेगमेंट A-G, DP) पर एक एकल अंक के लिए पैटर्न सेट करता है और फिर उस अंक के लिए संबंधित कॉमन कैथोड पिन को सक्रिय (ग्राउंड करने के लिए करंट सिंक) करता है। एक छोटी अवधि (जैसे, 1-5 ms) के बाद, यह अगले अंक पर चला जाता है, सभी चार अंकों के माध्यम से तेजी से चक्र करता है। दृष्टि की निरंतरता के कारण मानव आंख इसे लगातार जलती हुई डिस्प्ले के रूप में देखता है। यह विधि आवश्यक I/O पिनों की संख्या को (7 सेगमेंट + 1 DP) * 4 अंक = 32 पिन से घटाकर 7 सेगमेंट पिन + 4 डिजिट पिन + 3 कोलन पिन = 14 पिन कर देती है, जो एक महत्वपूर्ण बचत है।
External components typically include current-limiting resistors in series with each segment anode line. The resistor value is calculated using Ohm's Law: R = (Vsupply - VF) / IF5V आपूर्ति के लिए, एक विशिष्ट VF 2.6V का, और एक वांछित IF 10 mA का, रोकनेवाला (5 - 2.6) / 0.01 = 240 ओम होगा। चूंकि डिस्प्ले मल्टीप्लेक्स्ड है, प्रत्येक अंक के सक्रिय समय के दौरान तात्कालिक धारा समान औसत चमक प्राप्त करने के लिए अधिक हो सकती है; उदाहरण के लिए, 25% ड्यूटी साइकिल के दौरान 40 mA पीक पर चलाने से 10 mA का औसत मिलता है।
8.2 डिज़ाइन नोट्स और सर्वोत्तम अभ्यास
- ड्राइवर चयन: सुनिश्चित करें कि माइक्रोकंट्रोलर या समर्पित ड्राइवर IC कॉमन कैथोड पिनों के लिए पर्याप्त करंट सिंक कर सकता है (एक अंक में सभी जलने वाले सेगमेंट के करंट का योग)।
- रिफ्रेश रेट: दृश्यमान झिलमिलाहट से बचने के लिए कुल रिफ्रेश दर 60 Hz से ऊपर बनाए रखें। 4 अंकों के साथ, प्रत्येक अंक का स्कैन समय लगभग 4 ms से कम होना चाहिए।
- चमक नियंत्रण: मल्टीप्लेक्सिंग के ड्यूटी साइकिल या पीक ड्राइव करंट (निरपेक्ष सीमाओं के भीतर) को समायोजित करके सॉफ़्टवेयर में चमक को आसानी से नियंत्रित किया जा सकता है।
- पावर अनुक्रमण: जब कोई कैथोड सक्रिय न हो, तो सेगमेंट एनोड्स पर सिग्नल लगाने से बचें, क्योंकि इससे अपरिभाषित अवस्थाएं और संभावित लैच-अप हो सकता है।
- Viewing Angle: डिस्प्ले को उपयोगकर्ता की अपेक्षित प्राथमिक दृष्टि रेखा के लंबवत माउंट करके व्यापक व्यूइंग एंगल का लाभ उठाएं।
9. तकनीकी तुलना और लाभ
पुराने लाल GaAsP LED डिस्प्ले की तुलना में, LTC-2723JF में AlInGaP तकनीक काफी अधिक दीप्त दक्षता प्रदान करती है। इसका मतलब है कि यह समान विद्युत इनपुट करंट के लिए अधिक प्रकाश (उच्च कैंडेला आउटपुट) उत्पन्न करता है, जिससे दी गई चमक के लिए कम बिजली की खपत या उच्चतम अधिकतम चमक प्राप्त होती है। पीले-नारंगी रंग (605-611 nm) को अक्सर व्यक्तिपरक रूप से मानक लाल रंग की तुलना में चमकदार और अधिक ध्यान आकर्षित करने वाला माना जाता है, और यह परिवेशी लाल प्रकाश वाले वातावरण में बेहतर प्रदर्शन प्रदान कर सकता है।
बड़े अंक डिस्प्ले की तुलना में, 0.28-इंच आकार एक कॉम्पैक्ट फुटप्रिंट प्रदान करता है जो पोर्टेबल या सघन रूप से पैक किए गए उपकरणों के लिए आदर्श है। लिक्विड क्रिस्टल डिस्प्ले (LCD) की तुलना में, यह LED डिस्प्ले श्रेष्ठ चमक, व्यापक देखने के कोण और तेज प्रतिक्रिया समय प्रदान करता है, और इसे बैकलाइट की आवश्यकता नहीं होती है, जिससे डिजाइन सरल हो जाता है। इसका मुख्य समझौता LCD की तुलना में अधिक बिजली की खपत है, खासकर जब कई सेगमेंट जलाए जाते हैं।
10. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (FAQ)
प्र: सही करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर वैल्यू की गणना कैसे करें?
उ: फॉर्मूला R = (V का उपयोग करेंCC - VF) / IF. Use the typical VF from the datasheet (2.6V) for initial calculation. Choose an IF based on your desired brightness, staying below the 25 mA continuous maximum. Remember this is per segment. For a multiplexed design, the instantaneous IF will be higher to achieve the same average brightness.
Q: क्या मैं इस डिस्प्ले को स्थिर (नॉन-मल्टीप्लेक्स्ड) करंट से चला सकता हूँ?
A: तकनीकी रूप से हाँ, प्रत्येक डिजिट के कैथोड को स्वतंत्र रूप से ग्राउंड से जोड़कर और सेगमेंट्स को सीधे ड्राइव करके। हालाँकि, इसके लिए बहुत अधिक I/O पिन्स (32+) की आवश्यकता होती है और यह माइक्रोकंट्रोलर संसाधनों और बिजली की खपत के मामले में अत्यधिक अक्षम है। मल्टीप्लेक्स्ड डिज़ाइन इच्छित और इष्टतम उपयोग का मामला है।
Q: "Luminous Intensity Matching Ratio" का उद्देश्य क्या है?
A: यह 2:1 अनुपात दृश्य एकरूपता सुनिश्चित करता है। यह गारंटी देता है कि समान परिस्थितियों में संचालित होने पर किसी भी डिवाइस के भीतर कोई भी सेगमेंट किसी अन्य सेगमेंट से दोगुना से अधिक चमकीला नहीं होगा। यह कुछ अंकों या सेगमेंट्स के स्पष्ट रूप से मंद या चमकीले दिखने को रोकता है, जो दृष्टि में विचलन पैदा करेगा।
Q: क्या हीट सिंक की आवश्यकता है?
A: निर्दिष्ट धारा और तापमान सीमा के भीतर सामान्य संचालन के लिए, हीट सिंक की आवश्यकता नहीं है। प्रति सेगमेंट 70 mW की अधिकतम शक्ति क्षय को सामान्य परिस्थितियों में डिवाइस के पैकेज और PCB ट्रेस द्वारा आसानी से प्रबंधित किया जाता है। अधिकतम रेटिंग के निकट उच्च परिवेशी तापमान पर संचालन करते समय पर्याप्त वेंटिलेशन सुनिश्चित करें।
11. व्यावहारिक डिज़ाइन और उपयोग उदाहरण
परिदृश्य: एक डिजिटल मल्टीमीटर रीडआउट डिजाइन करना। 4-अंकीय मल्टीमीटर डिस्प्ले के लिए LTC-2723JF एक उत्कृष्ट विकल्प है। डिजाइन में एक माइक्रोकंट्रोलर शामिल होगा जिसमें एनालॉग-टू-डिजिटल कनवर्टर (ADC) वोल्टेज, करंट या प्रतिरोध को मापेगा। माइक्रोकंट्रोलर रीडिंग को प्रोसेस करता है और इसे चार अंकों के लिए उपयुक्त 7-सेगमेंट कोड में परिवर्तित करता है, रेंज के आधार पर दशमलव बिंदु की स्थिति को संभालता है।
फर्मवेयर मल्टीप्लेक्सिंग स्कैन को प्रबंधित करने के लिए एक टाइमर इंटरप्ट लागू करता है। चार माइक्रोकंट्रोलर पिन को ओपन-ड्रेन या स्ट्रॉंग सिंक आउटपुट के रूप में कॉन्फ़िगर किया जाता है जो चार अंक कैथोड (पिन 1, 14, 11, 8) से जुड़े होते हैं। अन्य सात पिन को पुश-पुल आउटपुट के रूप में कॉन्फ़िगर किया जाता है जो 180-ओम करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर्स के माध्यम से सेगमेंट एनोड (A, B, C, D, E, F, G) से जुड़े होते हैं। DP एनोड (पिन 3) यदि आवश्यक हो तो आठवें पिन से जुड़ा होगा।
प्रत्येक 2.5 ms (100 Hz की कुल रिफ्रेश दर के लिए), टाइमर इंटरप्ट सक्रिय होता है। फर्मवेयर सभी डिजिट कैथोड को बंद कर देता है, अनुक्रम में अगले अंक के पैटर्न को प्रदर्शित करने के लिए सेगमेंट एनोड आउटपुट को अपडेट करता है, और फिर केवल उस अंक के कैथोड पिन को सक्रिय करता है। यह प्रक्रिया लगातार दोहराती रहती है। पीले-नारंगी रंग को ग्रे फेस के विरुद्ध उच्च कंट्रास्ट प्रदान करता है, जिससे एक हैंडहेल्ड मीटर में विभिन्न प्रकाश स्थितियों में पठनीयता सुनिश्चित होती है।
12. संचालन सिद्धांत
मूलभूत सिद्धांत एक अर्धचालक P-N जंक्शन में विद्युत-दीप्ति है। AlInGaP (एल्यूमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड) सामग्री एक प्रत्यक्ष बैंडगैप अर्धचालक है। जब फॉरवर्ड-बायस्ड (एनोड पर कैथोड के सापेक्ष सकारात्मक वोल्टेज) होता है, तो N-प्रकार क्षेत्र से इलेक्ट्रॉन और P-प्रकार क्षेत्र से होल सक्रिय क्षेत्र में इंजेक्ट होते हैं। जब ये आवेश वाहक पुनर्संयोजित होते हैं, तो वे फोटॉन (प्रकाश) के रूप में ऊर्जा मुक्त करते हैं। AlInGaP मिश्र धातु की विशिष्ट संरचना बैंडगैप ऊर्जा निर्धारित करती है, जो सीधे उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य (रंग) को निर्धारित करती है—इस मामले में, पीला-नारंगी (~605-611 nm)। ग्रे फेस और सफेद सेगमेंट सामग्री एक विसारक और कंट्रास्ट एन्हांसर के रूप में कार्य करती है, जो छोटे LED चिप्स से प्रकाश को पहचाने जाने योग्य खंडों में आकार देती और निर्देशित करती है।
13. प्रौद्योगिकी रुझान और संदर्भ
AlInGaP LED प्रौद्योगिकी लाल, नारंगी और पीले रंगों के लिए GaAsP (गैलियम आर्सेनाइड फॉस्फाइड) जैसी पुरानी LED सामग्रियों पर एक महत्वपूर्ण प्रगति का प्रतिनिधित्व करती है। यह काफी बेहतर आंतरिक क्वांटम दक्षता और तापमान स्थिरता प्रदान करती है, जिसका अर्थ है कि अधिक विद्युत ऊर्जा प्रकाश में परिवर्तित होती है और चमक एक विस्तृत तापमान सीमा पर बेहतर बनी रहती है। इस प्रौद्योगिकी ने उच्च-शक्ति सफेद एलईडी के व्यापक अपनाने से बहुत पहले ही बाहरी और ऑटोमोटिव अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त उच्च-चमक, उच्च-दक्षता एलईडी के विकास को सक्षम किया।
जबकि आधुनिक डिस्प्ले अक्सर पूर्ण ग्राफिक्स के लिए डॉट-मैट्रिक्स OLED या TFT LCD का उपयोग करते हैं, सात-खंड LED डिस्प्ले अपनी अत्यधिक सरलता, मजबूती, कम लागत और शुद्ध संख्यात्मक रीडआउट्स के लिए पूर्ण उपयुक्तता के कारण अत्यधिक प्रासंगिक बना हुआ है। इसका विकास प्रवृत्ति दक्षता (लुमेन प्रति वाट) बढ़ाने, कंट्रास्ट अनुपात (गहरे चेहरे, चमकीले खंड) में सुधार करने और AlInGaP और InGaN (नीले/हरे/सफेद के लिए) सामग्री प्रणालियों के भीतर पैकेज आकारों और रंगों की एक विस्तृत विविधता प्रदान करने पर केंद्रित है। LTC-2723JF जैसे उपकरणों में प्रयुक्त मल्टीप्लेक्सिंग तकनीक सीमित संख्या में नियंत्रण लाइनों के साथ कई डिस्प्ले तत्वों को नियंत्रित करने की समस्या का एक क्लासिक और स्थायी समाधान है।
LED विनिर्देश शब्दावली
LED तकनीकी शब्दों की पूर्ण व्याख्या
प्रकाशविद्युत प्रदर्शन
| शब्द | इकाई/प्रतिनिधित्व | सरल व्याख्या | महत्वपूर्ण क्यों |
|---|---|---|---|
| दीप्त प्रभावकारिता | lm/W (लुमेन प्रति वाट) | प्रति वाट बिजली से प्रकाश उत्पादन, अधिक होने का अर्थ है अधिक ऊर्जा कुशल। | सीधे ऊर्जा दक्षता ग्रेड और बिजली लागत निर्धारित करता है। |
| Luminous Flux | lm (लुमेन) | स्रोत द्वारा उत्सर्जित कुल प्रकाश, जिसे आमतौर पर "चमक" कहा जाता है। | प्रकाश पर्याप्त चमकीला है या नहीं, यह निर्धारित करता है। |
| Viewing Angle | ° (degrees), e.g., 120° | वह कोण जहाँ प्रकाश की तीव्रता आधी रह जाती है, यह बीम की चौड़ाई निर्धारित करता है। | प्रकाशन सीमा और एकरूपता को प्रभावित करता है। |
| CCT (रंग तापमान) | K (केल्विन), उदाहरणार्थ, 2700K/6500K | प्रकाश की गर्माहट/ठंडक, कम मान पीलेपन/गर्माहट, अधिक मान सफेदी/ठंडक दर्शाते हैं। | प्रकाश व्यवस्था का वातावरण और उपयुक्त परिदृश्य निर्धारित करता है। |
| CRI / Ra | इकाईहीन, 0–100 | वस्तुओं के रंगों को सटीकता से प्रस्तुत करने की क्षमता, Ra≥80 अच्छा माना जाता है। | रंग की प्रामाणिकता को प्रभावित करता है, मॉल, संग्रहालय जैसे उच्च मांग वाले स्थानों में उपयोग किया जाता है। |
| SDCM | मैकएडम दीर्घवृत्त चरण, उदाहरण के लिए, "5-चरण" | रंग स्थिरता मापदंड, छोटे चरण अधिक सुसंगत रंग का संकेत देते हैं। | एलईडी के समान बैच में एकसमान रंग सुनिश्चित करता है। |
| Dominant Wavelength | nm (नैनोमीटर), उदाहरणार्थ, 620nm (लाल) | रंगीन एलईडी के रंग के अनुरूप तरंगदैर्ध्य। | लाल, पीले, हरे मोनोक्रोम एलईडी के रंग का निर्धारण करता है। |
| Spectral Distribution | Wavelength vs intensity curve | Shows intensity distribution across wavelengths. | Affects color rendering and quality. |
विद्युत मापदंड
| शब्द | प्रतीक | सरल व्याख्या | डिज़ाइन संबंधी विचार |
|---|---|---|---|
| अग्र वोल्टेज | Vf | एलईडी चालू करने के लिए न्यूनतम वोल्टेज, जैसे "प्रारंभिक सीमा"। | ड्राइवर वोल्टेज ≥Vf होना चाहिए, श्रृंखला एलईडी के लिए वोल्टेज जुड़ते हैं। |
| फॉरवर्ड करंट | If | Current value for normal LED operation. | Usually constant current drive, current determines brightness & lifespan. |
| अधिकतम पल्स धारा | Ifp | कम समय के लिए सहन योग्य शिखर धारा, मंद या चमक के लिए उपयोग की जाती है। | Pulse width & duty cycle must be strictly controlled to avoid damage. |
| Reverse Voltage | Vr | Max reverse voltage LED can withstand, beyond may cause breakdown. | सर्किट को रिवर्स कनेक्शन या वोल्टेज स्पाइक्स से बचाना चाहिए। |
| Thermal Resistance | Rth (°C/W) | चिप से सोल्डर तक ऊष्मा स्थानांतरण के लिए प्रतिरोध, कम होना बेहतर है। | उच्च तापीय प्रतिरोध के लिए मजबूत ऊष्मा अपव्यय की आवश्यकता होती है। |
| ESD Immunity | V (HBM), e.g., 1000V | इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज को सहन करने की क्षमता, उच्च मान का अर्थ है कम संवेदनशीलता। | उत्पादन में एंटी-स्टैटिक उपायों की आवश्यकता, विशेष रूप से संवेदनशील एलईडी के लिए। |
Thermal Management & Reliability
| शब्द | प्रमुख मापदंड | सरल व्याख्या | प्रभाव |
|---|---|---|---|
| जंक्शन तापमान | Tj (°C) | एलईडी चिप के अंदर का वास्तविक कार्यशील तापमान। | हर 10°C कमी जीवनकाल को दोगुना कर सकती है; बहुत अधिक तापमान प्रकाश क्षय और रंग परिवर्तन का कारण बनता है। |
| Lumen Depreciation | L70 / L80 (घंटे) | प्रारंभिक चमक के 70% या 80% तक गिरने में लगा समय। | सीधे तौर पर LED की "सेवा जीवन" को परिभाषित करता है। |
| लुमेन रखरखाव | % (उदाहरण के लिए, 70%) | समय के बाद बची हुई चमक का प्रतिशत। | दीर्घकालिक उपयोग में चमक की स्थिरता को दर्शाता है। |
| Color Shift | Δu′v′ या मैकएडम दीर्घवृत्त | उपयोग के दौरान रंग परिवर्तन की डिग्री। | प्रकाश दृश्यों में रंग संगति को प्रभावित करता है। |
| Thermal Aging | सामग्री अवक्रमण | दीर्घकालिक उच्च तापमान के कारण ह्रास। | इससे चमक में कमी, रंग परिवर्तन, या ओपन-सर्किट विफलता हो सकती है। |
Packaging & Materials
| शब्द | सामान्य प्रकार | सरल व्याख्या | Features & Applications |
|---|---|---|---|
| पैकेज प्रकार | EMC, PPA, Ceramic | हाउसिंग सामग्री चिप की सुरक्षा करती है, ऑप्टिकल/थर्मल इंटरफेस प्रदान करती है। | EMC: अच्छी हीट रेजिस्टेंस, कम लागत; Ceramic: बेहतर हीट डिसिपेशन, लंबी लाइफ। |
| Chip Structure | फ्रंट, फ्लिप चिप | चिप इलेक्ट्रोड व्यवस्था। | फ्लिप चिप: बेहतर ताप अपव्यय, उच्च प्रभावकारिता, उच्च-शक्ति के लिए। |
| फॉस्फर कोटिंग | YAG, Silicate, Nitride | नीले चिप को कवर करता है, कुछ को पीले/लाल में बदलता है, सफेद में मिलाता है। | विभिन्न फॉस्फर प्रभावकारिता, CCT, और CRI को प्रभावित करते हैं। |
| लेंस/ऑप्टिक्स | फ्लैट, माइक्रोलेंस, TIR | सतह पर प्रकाश वितरण को नियंत्रित करने वाली प्रकाशीय संरचना। | दृश्य कोण और प्रकाश वितरण वक्र निर्धारित करता है। |
Quality Control & Binning
| शब्द | बिनिंग कंटेंट | सरल व्याख्या | उद्देश्य |
|---|---|---|---|
| Luminous Flux Bin | कोड उदाहरण के लिए, 2G, 2H | चमक के आधार पर समूहीकृत, प्रत्येक समूह के न्यूनतम/अधिकतम लुमेन मान होते हैं। | एक ही बैच में समान चमक सुनिश्चित करता है। |
| Voltage Bin | Code e.g., 6W, 6X | Forward voltage range ke anusaar vargikrit. | Driver matching ko sahaj banata hai, system efficiency ko sudhaarta hai. |
| Color Bin | 5-step MacAdam ellipse | रंग निर्देशांकों के आधार पर समूहीकृत, सुनिश्चित करता है कि सीमा सघन हो। | रंग स्थिरता की गारंटी देता है, फिक्स्चर के भीतर असमान रंग से बचाता है। |
| CCT Bin | 2700K, 3000K इत्यादि। | CCT के अनुसार समूहीकृत, प्रत्येक की अपनी संबंधित निर्देशांक सीमा है। | विभिन्न दृश्य CCT आवश्यकताओं को पूरा करता है। |
Testing & Certification
| शब्द | Standard/Test | सरल व्याख्या | महत्त्व |
|---|---|---|---|
| LM-80 | लुमेन रखरखाव परीक्षण | Long-term lighting at constant temperature, recording brightness decay. | Used to estimate LED life (with TM-21). |
| TM-21 | जीवन अनुमान मानक | LM-80 डेटा के आधार पर वास्तविक परिस्थितियों में जीवन का अनुमान लगाता है। | वैज्ञानिक जीवन पूर्वानुमान प्रदान करता है। |
| IESNA | Illuminating Engineering Society | प्रकाशिक, विद्युत, तापीय परीक्षण विधियों को शामिल करता है। | उद्योग-मान्यता प्राप्त परीक्षण आधार। |
| RoHS / REACH | पर्यावरण प्रमाणन | हानिकारक पदार्थों (सीसा, पारा) की अनुपस्थिति सुनिश्चित करता है। | अंतरराष्ट्रीय स्तर पर बाजार पहुंच की आवश्यकता। |
| ENERGY STAR / DLC | ऊर्जा दक्षता प्रमाणन | प्रकाश व्यवस्था के लिए ऊर्जा दक्षता और प्रदर्शन प्रमाणन। | सरकारी खरीद, सब्सिडी कार्यक्रमों में प्रयुक्त, प्रतिस्पर्धात्मकता बढ़ाता है। |