सामग्री सूची
- 1. उत्पाद अवलोकन
- 1.1 मुख्य लाभ एवं लक्षित बाजार
- 2. तकनीकी विशिष्टताओं का गहन विश्लेषण
- 2.1 प्रकाशमिति एवं प्रकाशीय गुण
- 2.2 Electrical Parameters
- 2.3 Thermal and Environmental Ratings
- 3. Binning System Description
- 4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
- 4.1 करंट-वोल्टेज (I-V) वक्र
- 4.2 ल्यूमिनस इंटेंसिटी-फॉरवर्ड करंट (IV vs. IF)
- 4.3 तापमान निर्भरता
- 4.4 स्पेक्ट्रम वितरण
- 5. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी
- 6. पिन कनेक्शन और सर्किट इंटरफ़ेस
- 7. सोल्डरिंग और असेंबली गाइड
- 8. अनुप्रयोग सुझाव और डिज़ाइन विचार
- 8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य
- 8.2 डिज़ाइन विचार
- 9. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण
- 10. सामान्य प्रश्न (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)
- 10.1 दो कॉमन कैथोड पिन (1 और 6) का उपयोग क्या है?
- 10.2 क्या मैं इस डिस्प्ले को सीधे माइक्रोकंट्रोलर पिन से ड्राइव कर सकता हूँ?
- 10.3 "सुपर रेड" की तुलना में मानक "रेड" से क्या अभिप्राय है?
- 10.4 मल्टी-डिजिट 7-सेगमेंट डिस्प्ले डिज़ाइन में, सभी अंकों की चमक एकसमान कैसे सुनिश्चित करें?
- 11. डिजाइन एवं उपयोग केस उदाहरण
- 12. कार्य सिद्धांत का संक्षिप्त परिचय
- 13. प्रौद्योगिकी रुझान और पृष्ठभूमि
1. उत्पाद अवलोकन
यह दस्तावेज़ एक कॉम्पैक्ट सिंगल-डिजिट सेवन-सेगमेंट डिस्प्ले मॉड्यूल की विशिष्टताओं का विस्तार से वर्णन करता है। यह उपकरण उन अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है जिन्हें स्पष्ट, चमकीले डिजिटल संकेतकों की आवश्यकता होती है और जहाँ बिजली की खपत अत्यंत कम होनी चाहिए। इसका मूल डिजाइन दर्शन एक छोटे आकार के भीतर उत्कृष्ट पठनीयता और विश्वसनीयता प्रदान करना है।
यह डिस्प्ले अपनी विशेषता आउटपुट प्राप्त करने के लिए उन्नत अर्धचालक सामग्री का उपयोग करता है। यह उत्सर्जन तीव्रता के आधार पर वर्गीकृत किया जाता है, जो बड़े पैमाने पर उत्पादन में स्थिरता और अंतिम उपयोगकर्ता अनुप्रयोगों में प्रदर्शन की पूर्वानुमेयता सुनिश्चित करता है।
1.1 मुख्य लाभ एवं लक्षित बाजार
इस डिस्प्ले के मुख्य लाभों में अत्यंत कम धारा आवश्यकता शामिल है, जो इसे बैटरी से चलने वाले या ऊर्जा-संवेदनशील सर्किट के लिए उपयुक्त बनाती है। उच्च चमक और कंट्रास्ट, चौड़े देखने के कोण के साथ मिलकर, विभिन्न प्रकाश स्थितियों और अलग-अलग देखने के कोणों पर स्पष्ट पठनीयता सुनिश्चित करते हैं। यांत्रिक या फिलामेंट डिस्प्ले की तुलना में, इसकी ठोस-अवस्था संरचना अंतर्निहित विश्वसनीयता और लंबे सेवा जीवन प्रदान करती है।
इसकी 0.3 इंच की वर्ण ऊंचाई इसे पोर्टेबल उपकरणों, उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, पैनल मीटर, औद्योगिक नियंत्रण इंटरफेस और किसी भी एम्बेडेड सिस्टम के लिए आदर्श बनाती है जहां स्थान सीमित है लेकिन स्पष्ट डिजिटल प्रतिक्रिया महत्वपूर्ण है। निरंतर, समान सेगमेंट डिजाइन उत्कृष्ट वर्ण उपस्थिति प्रदान करता है, जिससे उपयोगकर्ता अनुभव बढ़ता है।
2. तकनीकी विशिष्टताओं का गहन विश्लेषण
यह खंड डेटाशीट में परिभाषित विद्युत, प्रकाशीय और भौतिक मापदंडों का वस्तुनिष्ठ और विस्तृत विश्लेषण प्रस्तुत करता है।
2.1 प्रकाशमिति एवं प्रकाशीय गुण
प्रकाश उत्सर्जक तत्व एल्यूमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड (AlInGaP) अर्धचालक तकनीक पर आधारित है, विशेष रूप से अति-लाल प्रकाश सूत्रीकरण। लाल-नारंगी तरंगदैर्ध्य क्षेत्र में उच्च दक्षता और अच्छी तापमान स्थिरता के लिए यह सामग्री प्रणाली जानी जाती है।
- औसत प्रकाश तीव्रता (IV):1mA मानक परीक्षण धारा पर, यह 200 से 600 माइक्रोकैंडेला (μcd) की सीमा में होती है। यह पैरामीटर अनुभूत चमक को परिभाषित करता है। उल्लिखित वर्गीकरण का अर्थ है कि उपकरण को मापी गई तीव्रता के आधार पर ग्रेड या छांटा गया है, ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि यह इस सीमा के भीतर आता है।
- शिखर उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य (λp):विशिष्ट मान 650 नैनोमीटर (nm) है। यह वह तरंगदैर्ध्य है जिस पर प्रकाश शक्ति आउटपुट अधिकतम होता है।
- प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd):विशिष्ट मान 639 नैनोमीटर है। यह मानव आँख द्वारा अनुभव की जाने वाली तरंगदैर्ध्य है, जो रंग (अल्ट्रा रेड) को परिभाषित करने के लिए एक महत्वपूर्ण मापदंड है।
- स्पेक्ट्रल लाइन हाफ-विड्थ (Δλ):लगभग 20 नैनोमीटर। यह स्पेक्ट्रम की शुद्धता या चोटी के आसपास उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य के वितरण की सीमा को दर्शाता है। 20nm AlInGaP LED की एक विशिष्ट विशेषता है।
- दीप्त तीव्रता मिलान अनुपात:अधिकतम 2:1 निर्धारित किया गया है। यह बहु-अंकीय डिस्प्ले या कई सेगमेंट का उपयोग करने वाले अनुप्रयोगों के लिए एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है, जो यह सुनिश्चित करता है कि सबसे चमकीले और सबसे मंद सेगमेंट के बीच चमक में भिन्नता इस अनुपात से अधिक न हो, जिससे एक समान रूप प्रदान किया जा सके।
2.2 Electrical Parameters
विद्युत विशेषताएँ डिवाइस की कार्य सीमा और विशिष्ट परिस्थितियों को परिभाषित करती हैं।
- प्रत्येक खंड फॉरवर्ड वोल्टेज (VF):विशिष्ट मान 2.1V है, अधिकतम मान 2.6V है, फॉरवर्ड करंट (IF20mA पर मापा जाता है। यह सेगमेंट पर वोल्टेज ड्रॉप है। डिज़ाइनर को यह सुनिश्चित करना चाहिए कि ड्राइवर सर्किट पर्याप्त वोल्टेज प्रदान कर सके।
- प्रति सेगमेंट निरंतर फॉरवर्ड करंट (IF):25°C पर पूर्ण अधिकतम रेटिंग 25mA है। 25°C से ऊपर, डेरेटिंग फैक्टर 0.33 mA/°C है, जिसका अर्थ है कि ओवरहीटिंग को रोकने के लिए पर्यावरणीय तापमान बढ़ने के साथ अनुमत निरंतर करंट कम हो जाता है।
- पीक फॉरवर्ड करंट:विशिष्ट परिस्थितियों में (1/10 ड्यूटी साइकल, 0.1ms पल्स चौड़ाई) 90mA तक की पल्स धारा की अनुमति है। यह मल्टीप्लेक्सिंग योजनाओं या अल्पकालिक उच्च चमक पल्स को संभव बनाता है।
- रिवर्स वोल्टेज (VR):अधिकतम 5V। इस मान से अधिक होने पर LED जंक्शन क्षतिग्रस्त हो सकता है। यदि रिवर्स वोल्टेज की संभावना हो, तो सर्किट डिज़ाइन में सुरक्षा उपाय शामिल होने चाहिए।
- रिवर्स करंट (IR):5V पूर्ण रिवर्स वोल्टेज पर अधिकतम 100 μA, जो बंद अवस्था में लीकेज करंट को दर्शाता है।
- प्रति सेगमेंट पावर खपत:अधिकतम 70 mW। विश्वसनीयता गणना के लिए यह थर्मल सीमा करंट डेरेटिंग के साथ संयुक्त रूप से महत्वपूर्ण है।
2.3 Thermal and Environmental Ratings
- कार्य तापमान सीमा:-35°C से +85°C। यह उपकरण औद्योगिक-ग्रेड वातावरण के लिए उपयुक्त है।
- भंडारण तापमान सीमा:-35°C से +85°C।
- वेल्डिंग तापमान:अधिकतम 260°C, अधिकतम 3 सेकंड, माप बिंदु माउंटिंग सतह से 1.6 मिमी (1/16 इंच) नीचे। यह पैकेज या चिप को थर्मल क्षति से बचाने के लिए वेव सोल्डरिंग या रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया का मानक दिशानिर्देश है।
3. Binning System Description
डेटाशीट स्पष्ट रूप से बताती है कि यह उपकरण "ल्यूमिनस तीव्रता के अनुसार वर्गीकृत" है। यह एलईडी निर्माण में आम "बिनिंग" प्रथा को संदर्भित करता है।
अर्धचालक एपिटैक्सियल विकास और निर्माण प्रक्रिया में निहित मामूली भिन्नताओं के कारण, उत्पादन के एक ही बैच के एलईडी की ल्यूमिनस तीव्रता, फॉरवर्ड वोल्टेज आदि जैसे महत्वपूर्ण मापदंडों में थोड़ा अंतर हो सकता है। ग्राहकों को सुसंगत उत्पाद प्राप्त करने के लिए, निर्माता प्रत्येक एलईडी का परीक्षण करते हैं और उन्हें विभिन्न प्रदर्शन समूहों या "बिन" में वर्गीकृत करते हैं। ल्यूमिनस तीव्रता के अनुसार वर्गीकृत उत्पाद का अर्थ है कि प्रत्येक इकाई निर्दिष्ट तीव्रता सीमा (इस मामले में 200-600 μcd) का अनुपालन करने की गारंटी है, और उच्च एकरूपता आवश्यकताओं वाले अनुप्रयोगों के लिए, आमतौर पर उस सीमा के भीतर एक संकीर्ण बिन का अनुरोध किया जा सकता है। हालांकि इस संक्षिप्त डेटाशीट में विस्तार से वर्णन नहीं किया गया है, अन्य सामान्य बिनिंग पैरामीटर में डोमिनेंट वेवलेंथ (रंग एकरूपता के लिए) और फॉरवर्ड वोल्टेज शामिल हो सकते हैं।
4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
The datasheet references typical characteristic curves. Although specific graphs are not provided in the text, we can infer their standard content and significance based on the listed parameters.
4.1 करंट-वोल्टेज (I-V) वक्र
एक विशिष्ट I-V कर्व फॉरवर्ड करंट और फॉरवर्ड वोल्टेज के बीच एक घातांकीय संबंध दिखाएगा। यह कर्व 20mA पर विशिष्ट VFबिंदु 2.1V के माध्यम से होगा। यह कर्व, चाहे एक साधारण रेसिस्टर का उपयोग करें या कॉन्स्टेंट करंट ड्राइवर, करंट-लिमिटिंग सर्किट डिजाइन करने के लिए महत्वपूर्ण है।
4.2 ल्यूमिनस इंटेंसिटी-फॉरवर्ड करंट (IV vs. IF)
) वक्र
4.3 तापमान निर्भरता
25°C के अलावा अन्य तापमानों पर लेबल की गई विशेषता वक्र प्रमुख निर्भरताओं को स्पष्ट करेंगी:
- Forward Voltage vs. Temperature:For AlInGaP LED, VFtypically decreases with increasing temperature (negative temperature coefficient). This is important for thermal management and constant current drive design.
- Luminous Intensity vs. Temperature:आउटपुट तीव्रता आमतौर पर जंक्शन तापमान बढ़ने के साथ कम हो जाती है। निरंतर धारा का डेरेटिंग इस तापीय प्रभाव का प्रबंधन करने, चमक और आयु बनाए रखने से सीधे संबंधित है।
4.4 स्पेक्ट्रम वितरण
स्पेक्ट्रम ग्राफ उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य पर शक्ति वितरण को दृश्यात्मक रूप से प्रस्तुत करेगा, जो 650nm (शिखर) पर केंद्रित है, 20nm की आधी चौड़ाई के साथ, अति-लाल प्रकाश रंग बिंदु की पुष्टि करता है।
5. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी
यह डिवाइस परिवेशी प्रकाश के प्रतिबिंब को कम करके कंट्रास्ट बढ़ाने के लिए ग्रे पैनल और सफेद सेगमेंट से सुसज्जित है। पैकेज आयाम मिलीमीटर में दिए गए हैं, जिनकी मानक सहनशीलता ±0.25mm है। सटीक पैकेज आयाम और पिन पिच PCB लेआउट के लिए महत्वपूर्ण हैं। आंतरिक सर्किट आरेख से पुष्टि होती है कि सभी सेगमेंट और दशमलव बिंदु कॉमन कैथोड कॉन्फ़िगरेशन में हैं। इसका अर्थ है कि सभी LED सेगमेंट के कैथोड (नकारात्मक टर्मिनल) आंतरिक रूप से कॉमन पिन (1 और 6) से जुड़े हुए हैं, जबकि प्रत्येक सेगमेंट के एनोड (सकारात्मक टर्मिनल) का अपना समर्पित पिन है। यह कॉन्फ़िगरेशन आम है और माइक्रोकंट्रोलर ड्राइवन अनुप्रयोगों में मल्टीप्लेक्सिंग को सरल बनाता है।
6. पिन कनेक्शन और सर्किट इंटरफ़ेस
इस 10-पिन डिवाइस के पिन परिभाषाएँ निम्नलिखित हैं:
- कॉमन कैथोड
- एनोड F (टॉप सेगमेंट)
- Anode G (Mid Segment)
- Anode E (Lower Left Segment)
- Anode D (Lower Segment)
- Common Cathode (Internally connected to pin 1)
- Anode RDP (Right Decimal Point)
- एनोड C (दाहिना निचला खंड)
- एनोड B (दाहिना ऊपरी खंड)
- एनोड A (ऊपरी खंड)
ध्यान दें: डेटाशीट में "दाएं और बाएं दशमलव बिंदु" का भी उल्लेख है, जो दर्शाता है कि डिवाइस में बाएं और दाएं दो दशमलव बिंदु शामिल हैं, हालांकि पिन कनेक्शन तालिका में केवल दाएं दशमलव बिंदु (RDP) के एनोड को सूचीबद्ध किया गया है। बायां दशमलव बिंदु आंतरिक रूप से किसी अन्य सेगमेंट के एनोड से जुड़ा हो सकता है, या इस संस्करण में अलग से एक्सेस करने योग्य नहीं हो सकता है। पिन 1 और 6 पर सामान्य कैथोड कनेक्शन PCB वायरिंग और ताप अपव्यय के लिए लचीलापन प्रदान करते हैं।
7. सोल्डरिंग और असेंबली गाइड
प्रदान किया गया मुख्य मार्गदर्शन सोल्डरिंग तापमान सीमा है: माउंटिंग सतह से 1.6 मिमी नीचे, अधिकतम 260°C, अधिकतम 3 सेकंड। यह थ्रू-होल घटकों के लिए मानक IPC दिशानिर्देशों के अनुरूप है। वेव सोल्डरिंग के लिए, इसका अर्थ है प्रीहीट और संपर्क समय को नियंत्रित करना। हैंड सोल्डरिंग के लिए, तापमान-नियंत्रित सोल्डरिंग आयरन का उपयोग किया जाना चाहिए और लंबे समय तक गर्म करने से बचना चाहिए। हैंडलिंग के दौरान मानक ESD (इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज) सावधानियों का पालन किया जाना चाहिए क्योंकि LED स्थैतिक बिजली के प्रति संवेदनशील होते हैं। भंडारण निर्दिष्ट तापमान सीमा के भीतर और कम आर्द्रता वाले वातावरण में किया जाना चाहिए।
8. अनुप्रयोग सुझाव और डिज़ाइन विचार
8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य
- पोर्टेबल मल्टीमीटर और परीक्षण उपकरण:कम करंट खपत बैटरी जीवन के लिए अनुकूल है।
- उपभोक्ता विद्युत उपकरण:टाइमर, ओवन या हीटर पर तापमान रीडिंग।
- औद्योगिक नियंत्रण पैनल:स्थिति संकेतक, काउंटर प्रदर्शन।
- ऑटोमोटिव आफ्टरमार्केट डिस्प्ले:सहायक उपकरणों (वोल्टेज, तापमान) के लिए।
- शैक्षिक किट और प्रोटोटाइप निर्माण:इसकी सरलता और सार्वभौमिक इंटरफ़ेस के कारण।
8.2 डिज़ाइन विचार
- करंट सीमित करना:हमेशा प्रत्येक सेगमेंट एनोड के लिए श्रृंखला रोकनेवाला या स्थिर-धारा ड्राइवर का उपयोग करें। प्रतिरोध मान की गणना R = (पावर सप्लाई वोल्टेज - VF) / I के रूप में की जा सकती है।F5V पावर सप्लाई के लिए, लक्ष्य करंट 10mA, टाइपिकल VF2.1V है: R = (5 - 2.1) / 0.01 = 290Ω। 270Ω या 330Ω का स्टैंडर्ड रेसिस्टर उपयुक्त है।
- मल्टीप्लेक्सिंग:मल्टी-डिजिट डिस्प्ले के लिए, कॉमन कैथोड कॉन्फ़िगरेशन मल्टीप्लेक्सिंग को लागू करने में आसान है। प्रत्येक डिस्प्ले के कॉमन कैथोड को क्रमिक रूप से सक्रिय करके और उस डिस्प्ले के सेगमेंट डेटा को प्रस्तुत करके, कम I/O पिन के साथ कई डिस्प्ले को नियंत्रित किया जा सकता है। पीक करंट रेटिंग औसत चमक प्राप्त करने के लिए मल्टीप्लेक्सिंग चक्र के दौरान उच्च पल्स करंट के उपयोग की अनुमति देती है।
- माइक्रोकंट्रोलर इंटरफ़ेस:यदि मल्टीप्लेक्सिंग का उपयोग नहीं किया जाता है, तो आमतौर पर प्रत्येक 7-सेगमेंट डिस्प्ले को 8 I/O लाइनों (7 सेगमेंट + 1 दशमलव बिंदु) की आवश्यकता होती है, साथ ही एक ट्रांजिस्टर या ड्राइवर IC की भी, जो कॉमन कैथोड करंट को सिंक करने के लिए होता है। यह करंट उस डिस्प्ले के सभी जलने वाले सेगमेंट्स के करंट का योग होता है।
- व्यूइंग एंगल:व्यापक देखने का कोण लचीली स्थापना स्थिति की अनुमति देता है, लेकिन इष्टतम पठनीयता के लिए, प्राथमिक उपयोगकर्ता की दृष्टि की दिशा पर विचार करना आवश्यक है।
9. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण
पुरानी तकनीकों जैसे कि तापदीप्त लैंप या वैक्यूम फ्लोरोसेंट डिस्प्ले (VFD) की तुलना में, इस LED डिस्प्ले में बिजली की खपत काफी कम है, जीवनकाल लंबा है और सदमे/कंपन प्रतिरोध अधिक है। LED डिस्प्ले परिवार के भीतर, अल्ट्रा-रेड लाइट प्राप्त करने के लिए AlInGaP का उपयोग पुराने GaAsP रेड LED की तुलना में लाभ प्रदान करता है, जो आमतौर पर उच्च दक्षता (प्रति mA अधिक प्रकाश), बेहतर तापमान स्थिरता और अधिक संतृप्त लाल रंग प्रदान करता है। 0.3 इंच का आकार सामान्य 0.5 इंच या 0.56 इंच डिस्प्ले की तुलना में छोटा है, जो उच्च घनत्व या अधिक कॉम्पैक्ट डिजाइन को सक्षम बनाता है। कम करंट आवश्यकता (1mA पर भी प्रभावी) उन डिस्प्ले के सापेक्ष एक महत्वपूर्ण विभेदक कारक है जिन्हें मानक चमक तक पहुंचने के लिए प्रति सेगमेंट 5-20mA की आवश्यकता होती है, विशेष रूप से बिजली की खपत सीमित डिजाइन में।
10. सामान्य प्रश्न (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)
10.1 दो कॉमन कैथोड पिन (1 और 6) का उपयोग क्या है?
They are internally connected. Providing two pins allows for better current distribution, reduces current density per pin, aids in PCB layout flexibility (routing can be done from either side), and can improve chip heat dissipation.
10.2 क्या मैं इस डिस्प्ले को सीधे माइक्रोकंट्रोलर पिन से ड्राइव कर सकता हूँ?
आप सेगमेंट एनोड को माइक्रोकंट्रोलर के आउटपुट पिन से जोड़ सकते हैं, लेकिन आपकोप्रत्येक पिन पर करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर श्रृंखला में लगानाकेवल माइक्रोकंट्रोलर पिन करंट को सुरक्षित रूप से सीमित नहीं कर सकते। इसके अलावा, कॉमन कैथोड करंट (25mA x जलते सेगमेंट तक) संभवतः एकल माइक्रोकंट्रोलर पिन की सिंक क्षमता से अधिक होगा, इसलिए कैथोड को स्विच करने के लिए बाहरी ट्रांजिस्टर या ड्राइवर IC (जैसे ULN2003) की आवश्यकता होती है।
10.3 "सुपर रेड" की तुलना में मानक "रेड" से क्या अभिप्राय है?
"सुपर रेड" आमतौर पर 630-640nm के आसपास प्रमुख तरंग दैर्ध्य वाले AlInGaP LED के लिए प्रयुक्त एक विपणन शब्द है। यह थोड़ी लंबी तरंग दैर्ध्य (660-670nm) वाले "डीप रेड" या छोटी, अधिक नारंगी-झुकाव वाली मानक "रेड" (620-625nm) की तुलना में एक गहरा, अधिक नारंगी रंगत वाला लाल प्रस्तुत करता है। यह दृश्य चमक और रंग विभेदन के बीच एक अच्छा संतुलन प्रदान करता है।
10.4 मल्टी-डिजिट 7-सेगमेंट डिस्प्ले डिज़ाइन में, सभी अंकों की चमक एकसमान कैसे सुनिश्चित करें?
मल्टीप्लेक्सिंग तकनीक का उपयोग करें और सुनिश्चित करें कि सभी सेगमेंट डिस्प्ले के संबंधित खंडों के लिए करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर्स समान हों। डेटाशीट पर इंटेंसिटी मैचिंग रेशियो स्पेसिफिकेशन (अधिकतम 2:1) मददगार है, लेकिन सर्वोत्तम परिणामों के लिए, एक ही प्रोडक्शन बिन के LED का उपयोग करें, या यदि आपका ड्राइवर PWM की अनुमति देता है, तो सॉफ्टवेयर ब्राइटनेस कैलिब्रेशन लागू करें।
11. डिजाइन एवं उपयोग केस उदाहरण
परिदृश्य: एक साधारण 3-अंकीय वोल्टमीटर डिस्प्ले डिज़ाइन करना।
- सर्किट टोपोलॉजी:तीन LTS-313AJD डिस्प्ले को मल्टीप्लेक्स कॉन्फ़िगरेशन में जोड़ने के लिए उपयोग किया जाता है। तीनों डिस्प्ले के सेगमेंट एनोड (A-G, DP) समानांतर में जुड़े हुए हैं। प्रत्येक डिस्प्ले का कॉमन कैथोड पिन एक अलग NPN ट्रांजिस्टर (जैसे 2N3904) के कलेक्टर से जुड़ा है, जिसका एमिटर ग्राउंडेड है। ट्रांजिस्टर के बेस को बेस रेसिस्टर के माध्यम से माइक्रोकंट्रोलर पिन द्वारा संचालित किया जाता है।
- माइक्रोकंट्रोलर की भूमिका:ADC读取电压。固件将数值转换为三位数字。然后进入快速循环:关闭所有阴极晶体管,将数码管1的段模式输出到并联的阳极线(通过串联电阻),打开数码管1的阴极晶体管,等待短时间(例如2ms),然后对数码管2和数码管3重复此过程。循环重复速度足够快(例如>60Hz),以呈现稳定、无闪烁的显示。
- गणना:यदि प्रत्येक सेगमेंट को उसके सक्रियण अवधि के दौरान 5mA पर चलाया जाता है, और प्रत्येक डिस्प्ले तीन सेगमेंट (उदाहरण के लिए "1" दिखाने के लिए) प्रकाशित करता है, तो प्रति सेगमेंट पीक करंट 5mA होता है। प्रति सेगमेंट औसत करंट 5mA / 3 (3-अंक मल्टीप्लेक्सिंग के लिए) ≈ 1.67mA है, जो सीमा के भीतर है और बिजली की खपत बचाता है। कैथोड ट्रांजिस्टर को 3 सेगमेंट * 5mA = 15mA का करंट सिंक करना चाहिए, जिसे संभालना आसान है।
12. कार्य सिद्धांत का संक्षिप्त परिचय
सात-खंड एलईडी डिस्प्ले "8" आकार में व्यवस्थित प्रकाश उत्सर्जक डायोड (एलईडी) की एक सरणी है। प्रत्येक डायोड (खंड) एक p-n जंक्शन अर्धचालक उपकरण है। जब फॉरवर्ड वोल्टेज (इस AlInGaP प्रकार के लिए लगभग 2.1V) जंक्शन थ्रेशोल्ड वोल्टेज से अधिक लगाया जाता है, तो सक्रिय क्षेत्र में इलेक्ट्रॉन और होल पुनर्संयोजित होते हैं और फोटॉन (प्रकाश) के रूप में ऊर्जा मुक्त करते हैं। प्रकाश की विशिष्ट तरंगदैर्ध्य (रंग) अर्धचालक सामग्री के बैंडगैप ऊर्जा द्वारा निर्धारित होती है, जिसे AlInGaP यौगिक में डिज़ाइन किया गया है। सात खंडों (A से G) के विभिन्न संयोजनों को चुनिंदा रूप से करंट प्रदान करके, अंक 0-9 और कुछ अक्षर बनाए जा सकते हैं। कॉमन कैथोड कॉन्फ़िगरेशन में इन सभी डायोड के नेगेटिव टर्मिनल आंतरिक रूप से जुड़े होते हैं, जिससे बाहरी नियंत्रण सरल हो जाता है।
13. प्रौद्योगिकी रुझान और पृष्ठभूमि
इस तरह के अलग-अलग सात-खंड एलईडी डिस्प्ले एक परिपक्व और विश्वसनीय तकनीक का प्रतिनिधित्व करते हैं। वर्तमान डिस्प्ले प्रौद्योगिकी के रुझान उच्च एकीकरण की ओर बढ़ रहे हैं, उदाहरण के लिए, अंतर्निहित नियंत्रक (जैसे TM1637 या MAX7219 ड्राइवर) वाले बहु-अंकीय मॉड्यूल, I2C या SPI संचार के माध्यम से, जो माइक्रोकंट्रोलर के I/O और सॉफ़्टवेयर ओवरहेड को काफी कम करते हैं। साथ ही, अधिक जटिल ग्राफिक्स के लिए ऑर्गेनिक एलईडी (OLED) और लचीले डिस्प्ले की ओर भी रुझान है। हालांकि, कठोर वातावरण (व्यापक तापमान सीमा, उच्च चमक की आवश्यकता) में सरल, चमकदार, कम लागत, कम बिजली की खपत वाले डिजिटल संकेतन के लिए, अलग-अलग एलईडी खंड अभी भी प्रमुख और इष्टतम समाधान बने हुए हैं। एलईडी सामग्रियों का निरंतर विकास, जैसे कि अधिक कुशल AlInGaP और InGaN (नीली/हरी रोशनी के लिए), इस तरह के डिस्प्ले की दक्षता, चमक और रंग विकल्पों में सुधार जारी रखता है।
LED विनिर्देशन शब्दावली का विस्तृत विवरण
LED तकनीकी शब्दावली की संपूर्ण व्याख्या
1. प्रकाशविद्युत प्रदर्शन के मुख्य संकेतक
| शब्दावली | इकाई/प्रतिनिधित्व | सामान्य व्याख्या | यह महत्वपूर्ण क्यों है |
|---|---|---|---|
| दीप्त प्रभावकारिता (Luminous Efficacy) | lm/W (लुमेन प्रति वाट) | प्रति वाट विद्युत ऊर्जा से उत्पन्न प्रकाश प्रवाह, जितना अधिक होगा उतनी ही अधिक ऊर्जा बचत होगी। | यह सीधे तौर पर लैंप की ऊर्जा दक्षता रेटिंग और बिजली की लागत निर्धारित करता है। |
| ल्यूमिनस फ्लक्स (Luminous Flux) | lm (लुमेन) | प्रकाश स्रोत द्वारा उत्सर्जित कुल प्रकाश मात्रा, जिसे आमतौर पर "चमक" कहा जाता है। | यह निर्धारित करता है कि लैंप पर्याप्त रूप से चमकीला है या नहीं। |
| देखने का कोण (Viewing Angle) | ° (डिग्री), जैसे 120° | वह कोण जिस पर प्रकाश की तीव्रता आधी रह जाती है, जो प्रकाश पुंज की चौड़ाई निर्धारित करता है। | प्रकाश के दायरे और एकरूपता को प्रभावित करता है। |
| रंग तापमान (CCT) | K (Kelvin), jaise 2700K/6500K | Prakash ka rang garam ya thanda, kam maan peela/garam, adhik maan safed/thanda hota hai. | Prakash ke mahaul aur upyogit sthaan nirdhaarit karta hai. |
| कलर रेंडरिंग इंडेक्स (CRI / Ra) | कोई इकाई नहीं, 0–100 | प्रकाश स्रोत द्वारा वस्तुओं के वास्तविक रंगों को पुनः प्रस्तुत करने की क्षमता, Ra≥80 उत्तम माना जाता है। | रंगों की वास्तविकता को प्रभावित करता है, शॉपिंग मॉल, आर्ट गैलरी जैसे उच्च आवश्यकता वाले स्थानों में उपयोग किया जाता है। |
| Color Fidelity (SDCM) | MacAdam Ellipse Steps, e.g., "5-step" | A quantitative metric for color consistency; a smaller step number indicates better color consistency. | एक ही बैच के लैंपों के रंग में कोई अंतर नहीं होने की गारंटी दें। |
| प्रमुख तरंगदैर्ध्य (Dominant Wavelength) | nm (नैनोमीटर), जैसे 620nm (लाल) | Rang-bhedak LED ke rangon se sambandhit tarang lambai ke maan. | Laal, peela, hara aadi ek-rangi LED ke rang ka tone nirdharit karta hai. |
| स्पेक्ट्रम वितरण (Spectral Distribution) | तरंगदैर्ध्य बनाम तीव्रता वक्र | LED द्वारा उत्सर्जित प्रकाश की विभिन्न तरंगदैर्ध्य पर तीव्रता वितरण को दर्शाता है। | प्रभाव रंग प्रदर्शन और रंग गुणवत्ता पर। |
दो। विद्युत पैरामीटर
| शब्दावली | प्रतीक | सामान्य व्याख्या | डिज़ाइन विचार |
|---|---|---|---|
| फॉरवर्ड वोल्टेज (Forward Voltage) | Vf | LED को प्रकाशित करने के लिए आवश्यक न्यूनतम वोल्टेज, एक प्रकार का "स्टार्ट-अप थ्रेशोल्ड"। | ड्राइविंग पावर सप्लाई वोल्टेज Vf से अधिक या बराबर होनी चाहिए, कई एलईडी श्रृंखला में जुड़े होने पर वोल्टेज जुड़ जाती है। |
| फॉरवर्ड करंट (Forward Current) | If | LED को सामान्य रूप से चमकने के लिए आवश्यक धारा मान। | सामान्यतः कॉन्स्टेंट करंट ड्राइव का उपयोग किया जाता है, करंट चमक और आयु निर्धारित करता है। |
| अधिकतम पल्स करंट (Pulse Current) | Ifp | डिमिंग या फ्लैश के लिए उपयोग किया जाने वाला शीर्ष करंट जिसे थोड़े समय के लिए सहन किया जा सकता है। | पल्स चौड़ाई और ड्यूटी साइकिल को सख्ती से नियंत्रित किया जाना चाहिए, अन्यथा अत्यधिक गर्मी से क्षति होगी। |
| Reverse Voltage | Vr | LED सहन कर सकने वाला अधिकतम रिवर्स वोल्टेज, इससे अधिक होने पर ब्रेकडाउन हो सकता है। | सर्किट में रिवर्स कनेक्शन या वोल्टेज स्पाइक से बचाव आवश्यक है। |
| थर्मल रेजिस्टेंस (Thermal Resistance) | Rth (°C/W) | चिप से सोल्डर जॉइंट तक ऊष्मा प्रवाह का प्रतिरोध, कम मान बेहतर ऊष्मा अपव्यय दर्शाता है। | उच्च तापीय प्रतिरोध के लिए मजबूत ऊष्मा अपव्यय डिज़ाइन आवश्यक है, अन्यथा जंक्शन तापमान बढ़ जाएगा। |
| Electrostatic Discharge Immunity (ESD Immunity) | V (HBM), जैसे 1000V | इलेक्ट्रोस्टैटिक शॉक प्रतिरोध क्षमता, मान जितना अधिक होगा, इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षति से उतना ही कम प्रभावित होगा। | उत्पादन में स्थिरवैद्युत निरोधी उपाय करने आवश्यक हैं, विशेष रूप से उच्च संवेदनशीलता वाले LED के लिए। |
तीन, ताप प्रबंधन एवं विश्वसनीयता
| शब्दावली | मुख्य संकेतक | सामान्य व्याख्या | प्रभाव |
|---|---|---|---|
| जंक्शन तापमान (Junction Temperature) | Tj (°C) | LED चिप का आंतरिक वास्तविक कार्य तापमान। | प्रत्येक 10°C कमी से जीवनकाल दोगुना हो सकता है; अत्यधिक तापमान प्रकाश क्षय और रंग विस्थापन का कारण बनता है। |
| ल्यूमेन डिप्रिसिएशन (Lumen Depreciation) | L70 / L80 (घंटे) | चमक प्रारंभिक मान के 70% या 80% तक गिरने में लगने वाला समय। | एलईडी के "उपयोगी जीवन" को सीधे परिभाषित करना। |
| लुमेन रखरखाव दर (Lumen Maintenance) | % (जैसे 70%) | एक निश्चित उपयोग अवधि के बाद शेष रोशनी का प्रतिशत। | दीर्घकालिक उपयोग के बाद चमक बनाए रखने की क्षमता का वर्णन करता है। |
| Color Shift | Δu′v′ या MacAdam Ellipse | उपयोग के दौरान रंग में परिवर्तन की मात्रा। | प्रकाश व्यवस्था के दृश्य की रंग एकरूपता को प्रभावित करता है। |
| थर्मल एजिंग (Thermal Aging) | सामग्री प्रदर्शन में गिरावट | लंबे समय तक उच्च तापमान के कारण एनकैप्सुलेशन सामग्री का क्षरण। | चमक में कमी, रंग परिवर्तन या ओपन-सर्किट विफलता का कारण बन सकता है। |
चार, एनकैप्सुलेशन और सामग्री
| शब्दावली | सामान्य प्रकार | सामान्य व्याख्या | विशेषताएँ और अनुप्रयोग |
|---|---|---|---|
| पैकेजिंग प्रकार | EMC, PPA, सिरेमिक | चिप की सुरक्षा करने और प्रकाशिकीय, तापीय इंटरफेस प्रदान करने वाली आवरण सामग्री। | EMC गर्मी प्रतिरोधी अच्छा, लागत कम; सिरेमिक हीट डिसिपेशन बेहतर, जीवनकाल लंबा। |
| चिप संरचना | फॉरवर्ड माउंट, फ्लिप चिप (Flip Chip) | चिप इलेक्ट्रोड व्यवस्था का तरीका। | उलटी स्थापना में बेहतर हीट डिसिपेशन और उच्च प्रकाश दक्षता होती है, जो उच्च शक्ति के लिए उपयुक्त है। |
| फॉस्फर कोटिंग | YAG, सिलिकेट, नाइट्राइड | नीले प्रकाश चिप पर लगाया जाता है, जो आंशिक रूप से पीले/लाल प्रकाश में परिवर्तित होता है और सफेद प्रकाश बनाने के लिए मिश्रित होता है। | विभिन्न फॉस्फोर प्रकाश दक्षता, रंग तापमान और रंग प्रतिपादन को प्रभावित करते हैं। |
| लेंस/ऑप्टिकल डिज़ाइन | समतल, माइक्रोलेंस, कुल आंतरिक परावर्तन | पैकेजिंग सतह की प्रकाशीय संरचना, प्रकाश वितरण को नियंत्रित करती है। | उत्सर्जन कोण और प्रकाश वितरण वक्र निर्धारित करता है। |
5. गुणवत्ता नियंत्रण और ग्रेडिंग
| शब्दावली | ग्रेडिंग सामग्री | सामान्य व्याख्या | उद्देश्य |
|---|---|---|---|
| ल्यूमिनस फ्लक्स ग्रेडिंग | कोड जैसे 2G, 2H | चमक के स्तर के अनुसार समूहीकृत करें, प्रत्येक समूह में न्यूनतम/अधिकतम लुमेन मान होते हैं। | सुनिश्चित करें कि एक ही बैच के उत्पादों की चमक समान हो। |
| वोल्टेज ग्रेडिंग | कोड जैसे 6W, 6X | फॉरवर्ड वोल्टेज रेंज के अनुसार समूहीकरण। | Driver power supply ke saath anukoolan ko aasaan banaye, system efficiency ko badhaye. |
| Rang ke aadhaar par vargikaran | 5-step MacAdam ellipse | रंग निर्देशांक के अनुसार समूहीकरण करें, यह सुनिश्चित करते हुए कि रंग अत्यंत सीमित सीमा के भीतर रहें। | रंग एकरूपता सुनिश्चित करें, एक ही प्रकाश स्रोत के भीतर रंग में असमानता से बचें। |
| रंग तापमान श्रेणीकरण | 2700K, 3000K, आदि | रंग तापमान के अनुसार समूहीकृत किया गया है, प्रत्येक समूह का एक संबंधित निर्देशांक सीमा होती है। | विभिन्न परिदृश्यों की रंग तापमान आवश्यकताओं को पूरा करना। |
VI. परीक्षण और प्रमाणन
| शब्दावली | मानक/परीक्षण | सामान्य व्याख्या | महत्व |
|---|---|---|---|
| LM-80 | Lumen Maintenance Test | निरंतर तापमान परिस्थितियों में लंबे समय तक जलाए रखना, चमक क्षय डेटा रिकॉर्ड करना। | LED जीवनकाल का अनुमान लगाने के लिए (TM-21 के साथ संयुक्त)। |
| TM-21 | Life Extrapolation Standard | Estimating lifespan under actual use conditions based on LM-80 data. | Providing scientific life prediction. |
| IESNA Standard | Illuminating Engineering Society Standard | ऑप्टिकल, इलेक्ट्रिकल और थर्मल परीक्षण विधियों को शामिल करता है। | उद्योग द्वारा स्वीकृत परीक्षण आधार। |
| RoHS / REACH | पर्यावरण प्रमाणन | उत्पाद हानिकारक पदार्थों (जैसे सीसा, पारा) से मुक्त होने की पुष्टि करें। | अंतर्राष्ट्रीय बाज़ार में प्रवेश की पात्रता शर्तें। |
| ENERGY STAR / DLC | ऊर्जा दक्षता प्रमाणन | Energy efficiency and performance certification for lighting products. | Commonly used in government procurement and subsidy programs to enhance market competitiveness. |