LTS-3861JR LED डिस्प्ले डेटाशीट - 0.3-इंच डिजिट ऊंचाई - 2.6V फॉरवर्ड वोल्टेज - सुपर रेड कलर - अंग्रेजी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

LTS-3861JR एक एकल-अंकीय, 7-सेगमेंट LED डिस्प्ले मॉड्यूल है जो स्पष्ट, चमकीले संख्यात्मक रीडआउट्स की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसका प्राथमिक कार्य अपने सात अलग-अलग सेगमेंट और एक वैकल्पिक दशमलव बिंदु के चयनात्मक प्रकाशन के माध्यम से संख्यात्मक वर्णों (0-9) और कुछ सीमित अल्फ़ान्यूमेरिक प्रतीकों को दृश्य रूप से प्रस्तुत करना है।

मूल प्रौद्योगिकी LED चिप्स के लिए AlInGaP (एल्यूमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड) अर्धचालक सामग्री का उपयोग करती है। यह सामग्री प्रणाली उच्च-दक्षता वाले लाल और एम्बर एलईडी बनाने के लिए जानी जाती है। चिप्स एक अपारदर्शी GaAs (गैलियम आर्सेनाइड) सब्सट्रेट पर निर्मित की जाती हैं, जो आंतरिक प्रकाश प्रकीर्णन और परावर्तन को कम करके कंट्रास्ट में सुधार करने में मदद करता है। डिवाइस में एक ग्रे फेसप्ले और सफेद सेगमेंट रंग है, जो पृष्ठभूमि के विरुद्ध प्रकाशित लाल सेगमेंट के कंट्रास्ट और पठनीयता को बढ़ाता है।

डिस्प्ले को दीप्त तीव्रता के लिए वर्गीकृत किया गया है, जिसका अर्थ है कि इकाइयों को विशिष्ट चमक मानदंडों को पूरा करने के लिए बिन किया या परीक्षण किया जाता है, जो उत्पादन बैचों के लिए प्रदर्शन में स्थिरता प्रदान करता है।

1.1 प्रमुख विशेषताएं और लाभ

• कॉम्पैक्ट आकार: 0.3 इंच (7.62 मिमी) की डिजिट ऊंचाई प्रदान करता है, जो इसे स्थान-सीमित पैनलों और उपकरणों के लिए उपयुक्त बनाता है।
• ऑप्टिकल क्वालिटी: अंतराल या अनियमितताओं के बिना एक चिकनी, पेशेवर वर्ण उपस्थिति के लिए निरंतर समान खंड प्रदान करता है।
• हाई परफॉर्मेंस: उच्च चमक और उच्च कंट्रास्ट प्रदान करता है, उत्कृष्ट दृश्यता सुनिश्चित करता है।
• व्यापक दृश्य कोण: विस्तृत दृष्टिकोणों की एक श्रृंखला से स्पष्ट पठनीयता प्रदान करता है।
• कम बिजली खपत: कम बिजली आवश्यकताओं के साथ डिज़ाइन किया गया है, जो इसे ऊर्जा-कुशल बनाता है।
• विश्वसनीयता: ठोस-अवस्था विश्वसनीयता से लाभ, कोई चलने वाले भाग नहीं, जिससे लंबा परिचालन जीवन प्राप्त होता है।

2. तकनीकी विशिष्टताओं का गहन विश्लेषण

2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स

ये रेटिंग्स उन तनाव सीमाओं को परिभाषित करती हैं जिनके परे डिवाइस को स्थायी क्षति हो सकती है। इन सीमाओं के बाहर संचालन की सलाह नहीं दी जाती है।

• Power Dissipation per Segment: अधिकतम 70 mW। यह अधिकतम शक्ति है जिसे एकल LED सेगमेंट द्वारा सुरक्षित रूप से ऊष्मा के रूप में व्यय किया जा सकता है।
• प्रति सेगमेंट पीक फॉरवर्ड करंट: अधिकतम 90 mA. यह केवल पल्स्ड स्थितियों (1/10 ड्यूटी साइकिल, 0.1ms पल्स चौड़ाई) में अनुमति है ताकि ओवरहीटिंग को रोका जा सके।
• प्रति सेगमेंट कंटीन्यूअस फॉरवर्ड करंट: 25°C पर अधिकतम 25 mA। परिवेश के तापमान (Ta) के 25°C से अधिक बढ़ने पर इस धारा को 0.33 mA/°C की रैखिक दर से कम करना होगा।
• प्रति सेगमेंट रिवर्स वोल्टेज: अधिकतम 5 V। इससे अधिक होने पर LED के PN जंक्शन का ब्रेकडाउन हो सकता है।
• ऑपरेटिंग तापमान रेंज: -35°C से +85°C.
• भंडारण तापमान सीमा: -35°C से +85°C.
• Solder Temperature: Maximum 260°C for a maximum of 3 seconds, measured 1.6mm (1/16 inch) below the seating plane of the component.

2.2 Electrical & Optical Characteristics

These parameters are measured at an ambient temperature (Ta) of 25°C and define the typical operating performance.

• औसत दीप्त तीव्रता (I_V): 1 mA के अग्र धारा (I_F) पर 200 μcd (न्यूनतम) से 600 μcd (अधिकतम) तक की सीमा में होती है। यह मानव आँख द्वारा अनुभव की गई चमक का माप है।
• Peak Emission Wavelength (λ_p): Typically 639 nm at I_F=20mA. This is the wavelength at which the optical output power is greatest.
• Spectral Line Half-Width (Δλ): आमतौर पर I पर 20 nm_F=20mA. यह वर्णक्रमीय शुद्धता को दर्शाता है; एक छोटा मान अधिक एकवर्णी रंग का संकेत देता है।
• प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λ_d): आमतौर पर I पर 631 nm_F=20mA. यह मानव आँख द्वारा अनुभव की जाने वाली एकल तरंगदैर्ध्य है, जो रंग (सुपर रेड) को परिभाषित करती है।
• Forward Voltage per Segment (V_F): Ranges from 2.0 V (min) to 2.6 V (max) at I_F=20mA. This is the voltage drop across the LED when operating.
• Reverse Current per Segment (I_R): Maximum 100 μA at a reverse voltage (V_R5V का। यह एलईडी के रिवर्स-बायस्ड होने पर छोटी लीकेज करंट है।
• ल्यूमिनस इंटेंसिटी मैचिंग रेशियो (I_V-m): I पर अधिकतम 2:1_F=1mA. यह एकल उपकरण के भीतर विभिन्न खंडों के बीच अधिकतम स्वीकार्य चमक भिन्नता निर्दिष्ट करता है, जिससे एक समान रूप सुनिश्चित होता है।

नोट: दीप्त तीव्रता माप CIE (कमीशन इंटरनेशनेल डी ल'एक्लेरेज) आंख-प्रतिक्रिया वक्र मानक का अनुसरण करता है।

3. Binning and Categorization System

LTS-3861JR एक वर्गीकरण प्रणाली का उपयोग करता है, मुख्य रूप से Luminous Intensity. इसका अर्थ है कि निर्माण के दौरान, उपकरणों का परीक्षण किया जाता है और एक मानक परीक्षण धारा (आमतौर पर 1mA या 20mA) पर उनकी मापी गई चमक के आधार पर उन्हें अलग-अलग बिन या श्रेणियों में वर्गीकृत किया जाता है। यह डिजाइनरों को अपने अनुप्रयोगों के लिए सुसंगत चमक स्तर वाले भागों का चयन करने की अनुमति देता है, जिससे बहु-अंकीय प्रदर्शन में कई अंकों में प्रदर्शन तीव्रता में ध्यान देने योग्य भिन्नताओं को रोका जा सके। डेटाशीट एक सीमा (200-600 μcd) निर्दिष्ट करती है, और उत्पादों के इसके भीतर निर्दिष्ट उप-सीमाओं में आने की गारंटी होती है।

4. Performance Curve Analysis

डेटाशीट विशिष्ट विशेषता वक्रों का संदर्भ देती है जो डिजाइन के लिए महत्वपूर्ण हैं। प्रदान किए गए पाठ में प्रदर्शित नहीं होने के बावजूद, ऐसे उपकरण के लिए मानक वक्रों में शामिल होंगे:

• फॉरवर्ड करंट बनाम फॉरवर्ड वोल्टेज (I_F-V_F Curve): घातीय संबंध दर्शाता है। करंट-सीमित सर्किटरी के डिजाइन के लिए आवश्यक।
• Luminous Intensity vs. Forward Current (I_V-I_F Curve): दर्शाता है कि कैसे चमक करंट के साथ बढ़ती है, आमतौर पर दक्षता गिरने से पहले ऑपरेटिंग रेंज के भीतर लगभग-रैखिक संबंध में।
• Luminous Intensity vs. Ambient Temperature (I_V-T_a Curve): जंक्शन तापमान बढ़ने के साथ प्रकाश उत्पादन में कमी को दर्शाता है, जो थर्मल प्रबंधन और करंट डीरेटिंग के महत्व को उजागर करता है।
• Spectral Distribution: 639 nm शिखर के आसपास केंद्रित, 20 nm अर्ध-चौड़ाई द्वारा परिभाषित चौड़ाई के साथ, तरंगदैर्ध्य पर सापेक्ष प्रकाश शक्ति दर्शाने वाला एक ग्राफ।

5. Mechanical and Package Information

5.1 Physical Dimensions

The device has a defined package outline. All dimensions are provided in millimeters (mm) with standard tolerances of ±0.25 mm unless otherwise specified. Key dimensions include the overall height, width, and depth of the package, the digit window size, and the spacing between the segments.

5.2 पिन कॉन्फ़िगरेशन और आंतरिक सर्किट

The LTS-3861JR एक common anode डिवाइस। इसका मतलब है कि सभी एलईडी सेगमेंट (ए-जी और डीपी) के एनोड आंतरिक रूप से जुड़े हुए हैं और कॉमन पिन (पिन 1 और पिन 6) तक लाए गए हैं। प्रत्येक सेगमेंट का कैथोड एक अलग पिन तक लाया जाता है। किसी सेगमेंट को रोशन करने के लिए, उसके संबंधित कैथोड पिन को कम लॉजिक लेवल (ग्राउंड) पर ड्राइव किया जाना चाहिए, जबकि कॉमन एनोड पिन को एक सकारात्मक वोल्टेज (करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर के माध्यम से) पर रखा जाता है।

पिन कनेक्शन तालिका:
1: कॉमन एनोड
2: कैथोड एफ
3: कैथोड G
4: कैथोड E
5: कैथोड D
6: कॉमन एनोड
7: कैथोड D.P. (Decimal Point)
8: Cathode C
9: Cathode B
10: Cathode A

आंतरिक सर्किट आरेख 7 सेगमेंट (A, B, C, D, E, F, G) और दशमलव बिंदु (DP) की दो कॉमन एनोड नोड्स के साथ विद्युत अंतर्संयोजन दर्शाता है।

6. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश

क्षति को रोकने के लिए सोल्डरिंग विनिर्देशों का पालन करना महत्वपूर्ण है।

• रीफ्लो सोल्डरिंग: अधिकतम अनुमेय सोल्डर तापमान 260°C है। घटक को इस शिखर तापमान के संपर्क में 3 सेकंड से अधिक नहीं रहना चाहिए। तापमान घटक के बॉडी से 1.6mm नीचे एक बिंदु (PCB पर सीटिंग प्लेन) पर मापा जाता है।
• हैंड सोल्डरिंग: यदि हैंड सोल्डरिंग आवश्यक है, तो तापमान-नियंत्रित आयरन का उपयोग किया जाना चाहिए, और LED चिप को अत्यधिक ऊष्मा हस्तांतरण से बचाने के लिए प्रत्येक पिन के साथ संपर्क समय न्यूनतम रखा जाना चाहिए।
• भंडारण स्थितियाँ: उपकरणों को नमी अवशोषण को रोकने के लिए एक शुष्क वातावरण में -35°C से +85°C के निर्दिष्ट भंडारण तापमान सीमा के भीतर संग्रहित किया जाना चाहिए, जो रीफ्लो के दौरान "पॉपकॉर्निंग" का कारण बन सकता है।

7. अनुप्रयोग सुझाव

7.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य

• परीक्षण और माप उपकरण: डिजिटल मल्टीमीटर, ऑसिलोस्कोप, पावर सप्लाई।
• उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स: ऑडियो एम्पलीफायर, क्लॉक रेडियो, रसोई उपकरण।
• औद्योगिक नियंत्रण: पैनल मीटर, प्रक्रिया संकेतक, टाइमर डिस्प्ले।
• ऑटोमोटिव आफ्टरमार्केट: गेज और डिस्प्ले मॉड्यूल (विस्तारित तापमान आवश्यकताओं पर विचार करें)।

7.2 डिज़ाइन विचार

• करंट लिमिटिंग: प्रत्येक कॉमन एनोड कनेक्शन के लिए सेगमेंट्स के माध्यम से धारा को सीमित करने हेतु एक श्रृंखला रोकनेवाला अनिवार्य है। रोकनेवाला मान (R) की गणना इस प्रकार की जाती है: R = (V_supply - V_F) / मैं_F. अधिकतम V का उपयोग करें_F एक सुरक्षित डिज़ाइन के लिए डेटाशीट से।
• मल्टीप्लेक्सिंग: बहु-अंकीय डिस्प्ले के लिए, एक मल्टीप्लेक्सिंग तकनीक का उपयोग किया जाता है जहां अंकों को एक समय में तेजी से प्रकाशित किया जाता है। कम ड्यूटी साइकिल की भरपाई के लिए प्रति सेगमेंट पीक करंट अधिक (90mA पल्स रेटिंग तक) हो सकता है, जिससे उच्चतर प्रतीत होने वाली चमक प्राप्त होती है।
• ड्राइवर सर्किट: समर्पित LED ड्राइवर IC या पर्याप्त करंट सिंक/सोर्स क्षमता वाले माइक्रोकंट्रोलर GPIO पिन का उपयोग करें। कॉमन एनोड के लिए, ड्राइवर को करंट सिंक करना चाहिए (ग्राउंड से जोड़ना चाहिए)।
• व्यूइंग एंगल: व्यापक देखने का कोण लाभदायक है, लेकिन उपयोगकर्ता के सापेक्ष अंतिम माउंटिंग अभिविन्यास पर विचार करें।

8. तकनीकी तुलना और विभेदन

LTS-3861JR मुख्य रूप से इसके उपयोग के माध्यम से स्वयं को अलग करता है AlInGaP पुरानी GaAsP या मानक GaP एलईडी की तुलना में तकनीक। प्रमुख लाभों में शामिल हैं:

• उच्च दक्षता और चमक: AlInGaP एलईडी समान ड्राइव करंट के लिए काफी अधिक दीप्त तीव्रता प्रदान करती हैं।
• बेहतर रंग संतृप्ति: The "super red" color is more vibrant and pure compared to standard red LEDs.
• बेहतर तापमान स्थिरता: AlInGaP आमतौर पर कुछ पुरानी तकनीकों की तुलना में तापमान परिवर्तन के साथ तरंगदैर्ध्य और तीव्रता में कम भिन्नता प्रदर्शित करता है।
• 0.3-इंच अंक ऊंचाई पठनीयता और बोर्ड स्थान के बीच संतुलन प्रदान करती है, जो छोटे 0.2-इंच और बड़े 0.5-इंच या 0.56-इंच डिस्प्ले के बीच फिट बैठती है।

9. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (FAQ)

Q1: "पीक वेवलेंथ" और "डॉमिनेंट वेवलेंथ" में क्या अंतर है?
A1: पीक वेवलेंथ वह होती है जहां ऑप्टिकल पावर आउटपुट भौतिक रूप से सबसे अधिक होता है। डॉमिनेंट वेवलेंथ वह एकल तरंगदैर्ध्य है जो मानव आंख को समान रंग की धारणा उत्पन्न करेगी। एलईडी के लिए, उत्सर्जन स्पेक्ट्रम के आकार के कारण वे अक्सर करीब होते हैं लेकिन समान नहीं।

Q2: क्या मैं इस डिस्प्ले को सीधे 5V माइक्रोकंट्रोलर पिन से चला सकता हूं?
A2: नहीं। आपको एक करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर का उपयोग करना चाहिए। इसे सीधे जोड़ने से संभवतः अधिकतम निरंतर करंट (25mA) से अधिक हो जाएगा और एलईडी नष्ट हो जाएगी। रेसिस्टर मान की गणना अपने सप्लाई वोल्टेज (जैसे, 5V), एलईडी फॉरवर्ड वोल्टेज (~2.6V अधिकतम), और अपने वांछित ऑपरेटिंग करंट (जैसे, 10-20mA) के आधार पर करें।

Q3: दो सामान्य एनोड पिन (पिन 1 और पिन 6) क्यों हैं?
A3> This is a common design for mechanical and electrical symmetry. It helps distribute current more evenly and provides flexibility in PCB routing. Internally, they are connected. You can use either one or connect both to your positive supply.

Q4: थर्मल डिज़ाइन के लिए पावर डिसिपेशन की गणना कैसे करूं?
A4> For a single segment: P_d = V_F * I_F. उदाहरण के लिए, I_F=20mA और V_F=2.5V, P_d = 50mW, which is below the 70mW maximum. In a multiplexed display with multiple segments on, calculate for the worst-case scenario (e.g., digit "8" with all 7 segments lit).

10. Design and Usage Case Study

Scenario: Designing a 4-Digit Voltmeter Display.
एक डिजाइनर एक कॉम्पैक्ट वोल्टमीटर मॉड्यूल बना रहा है। वे चार LTS-3861JR डिस्प्ले चुनते हैं। माइक्रोकंट्रोलर पर I/O पिन बचाने के लिए, वे डिस्प्ले को एक मल्टीप्लेक्स्ड कॉन्फ़िगरेशन में वायर करते हैं: सभी संबंधित सेगमेंट कैथोड (A, B, C,...) चार अंकों में एक साथ जुड़े होते हैं। प्रत्येक अंक का कॉमन एनोड एक अलग ट्रांजिस्टर स्विच द्वारा नियंत्रित होता है। माइक्रोकंट्रोलर एक समय में एक अंक का एनोड चालू करते हुए उस अंक के लिए सेगमेंट पैटर्न आउटपुट करता है। 1/4 ड्यूटी साइकिल के साथ चमक बनाए रखने के लिए, इसके सक्रिय समय के दौरान सेगमेंट करंट बढ़ाया जाता है, लेकिन पल्स्ड करंट रेटिंग के भीतर रखा जाता है। करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर्स कॉमन एनोड लाइनों (ट्रांजिस्टर से पहले) पर लगाए जाते हैं। AlInGaP तकनीक यह सुनिश्चित करती है कि डिस्प्ले मध्यम रूप से उज्ज्वल परिवेशी प्रकाश में भी स्पष्ट रूप से पठनीय रहे।

11. प्रौद्योगिकी सिद्धांत परिचय

एक एलईडी (लाइट एमिटिंग डायोड) एक अर्धचालक डायोड है। जब फॉरवर्ड-बायस्ड होता है, तो n-प्रकार क्षेत्र के इलेक्ट्रॉन सक्रिय परत में p-प्रकार क्षेत्र के होल के साथ पुनर्संयोजित होते हैं। यह पुनर्संयोजन फोटॉन (प्रकाश) के रूप में ऊर्जा मुक्त करता है। प्रकाश की विशिष्ट तरंगदैर्ध्य (रंग) अर्धचालक सामग्री की बैंडगैप ऊर्जा द्वारा निर्धारित होती है। AlInGaP एक यौगिक अर्धचालक है जिसकी बैंडगैप को एल्यूमीनियम, इंडियम, गैलियम और फॉस्फोरस के अनुपात को समायोजित करके लाल, नारंगी और एम्बर स्पेक्ट्रम में प्रकाश उत्पन्न करने के लिए ट्यून किया जा सकता है। "सुपर रेड" पदनाम एक विशिष्ट, उच्च-शुद्धता वाले लाल रंग बिंदु को इंगित करता है। अपारदर्शी GaAs सब्सट्रेट आवारा प्रकाश को अवशोषित करता है, चिप के माध्यम से वापस परावर्तित होने और सेगमेंट की अंधेरी (बंद) अवस्था को धोने से रोककर कंट्रास्ट में सुधार करता है।

12. प्रौद्योगिकी रुझान और विकास

जबकि LTS-3861JR जैसे असतत 7-सेगमेंट डिस्प्ले विशिष्ट अनुप्रयोगों के लिए प्रासंगिक बने हुए हैं, डिस्प्ले प्रौद्योगिकी में व्यापक रुझानों में शामिल हैं:

• एकीकरण: एकीकृत ड्राइवर ICs के साथ बहु-अंकीय मॉड्यूल की ओर प्रगति, माइक्रोकंट्रोलर्स के लिए इंटरफ़ेस को सरल बनाना (जैसे, SPI या I2C संचार)।
• सामग्री में प्रगति: GaN (नीले/हरे/सफेद के लिए) जैसी सामग्रियों और AlInGaP तथा InGaN (लाल के लिए) में सुधार पर चल रहा शोध दक्षता (लुमेन प्रति वाट) और विश्वसनीयता को लगातार बढ़ा रहा है।
• वैकल्पिक प्रौद्योगिकियाँ: कई उपभोक्ता अनुप्रयोगों में, डॉट-मैट्रिक्स OLED या LCD डिस्प्ले, ग्राफिक्स और पाठ प्रदर्शित करने में लचीलेपन के कारण, सेगमेंटेड LED की जगह ले रहे हैं। हालाँकि, केवल संख्यात्मक डिस्प्ले के लिए बहुत उच्च चमक, व्यापक दृश्य कोण, अत्यधिक सरलता और कम लागत की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों में सेगमेंटेड LED के मजबूत फायदे बने रहते हैं।
• लघुरूपण: छोटे पिक्सेल पिच और उच्च घनत्व के लिए निरंतर प्रयास है, हालांकि पठनीयता आवश्यकताओं के कारण 0.3-इंच का आकार कई इंस्ट्रूमेंट पैनलों के लिए एक मानक बना हुआ है।