LTP-2557JD 5x7 डॉट मैट्रिक्स एलईडी डिस्प्ले डेटाशीट - 2.0 इंच ऊंचाई - AlInGaP रेड - 2.6V फॉरवर्ड वोल्टेज - तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

LTP-2557JD एक सिंगल-प्लेन, 5x7 डॉट मैट्रिक्स एलईडी डिस्प्ले मॉड्यूल है जो कैरेक्टर और प्रतीक प्रदर्शन के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसका प्राथमिक कार्य विभिन्न इलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोगों में, जिन्हें अल्फ़ान्यूमेरिक या सरल ग्राफ़िकल जानकारी की आवश्यकता होती है, एक स्पष्ट और विश्वसनीय दृश्य आउटपुट प्रदान करना है।

1.1 मुख्य लाभ और लक्षित बाज़ार

यह डिवाइस कई प्रमुख लाभ प्रदान करता है जो इसे औद्योगिक, वाणिज्यिक और इंस्ट्रुमेंटेशन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाते हैं। इसकी कम बिजली की आवश्यकता बैटरी-संचालित या ऊर्जा-सचेत डिज़ाइनों के लिए एक महत्वपूर्ण लाभ है। ठोस-अवस्था निर्माण उच्च विश्वसनीयता और लंबे परिचालन जीवन को सुनिश्चित करता है, क्योंकि इसमें कोई चलने वाले भाग या फिलामेंट नहीं हैं जो विफल हो सकें। सिंगल-प्लेन डिज़ाइन द्वारा प्रदान किया गया विस्तृत व्यूइंग एंगल विभिन्न स्थितियों से स्पष्ट दृश्यता की अनुमति देता है, जो उपयोगकर्ता इंटरफेस और स्थिति संकेतकों के लिए महत्वपूर्ण है। डिवाइस को ल्यूमिनस इंटेंसिटी के लिए वर्गीकृत किया गया है, जो उत्पादन बैचों में चमक की एकरूपता प्रदान करता है। मानक कैरेक्टर कोड (ASCII और EBCDIC) के साथ इसकी संगतता और क्षैतिज रूप से स्टैक किए जाने की क्षमता इसे मल्टी-कैरेक्टर डिस्प्ले या सरल ग्राफ़िक्स बनाने के लिए बहुमुखी बनाती है। लक्षित बाज़ार में पॉइंट-ऑफ-सेल टर्मिनल, औद्योगिक नियंत्रण पैनल, परीक्षण और माप उपकरण, चिकित्सा उपकरण और कोई भी ऐसा अनुप्रयोग शामिल है जिसमें एक मजबूत, सरल कैरेक्टर डिस्प्ले की आवश्यकता होती है।

2. तकनीकी विशिष्टताओं का गहन विश्लेषण

निम्नलिखित अनुभाग डेटाशीट में परिभाषित डिवाइस के प्रमुख तकनीकी मापदंडों का विस्तृत, वस्तुनिष्ठ विश्लेषण प्रदान करते हैं।

2.1 फोटोमेट्रिक और प्रकाशीय विशेषताएं

डिस्प्ले AlInGaP (एल्युमिनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड) उच्च-दक्षता लाल एलईडी चिप्स का उपयोग करता है। यह अर्धचालक सामग्री लाल से एम्बर स्पेक्ट्रम में अपनी उच्च ल्यूमिनस प्रभावकारिता और अच्छे प्रदर्शन के लिए जानी जाती है। चिप्स एक अपारदर्शी GaAs (गैलियम आर्सेनाइड) सब्सट्रेट पर निर्मित किए गए हैं। पैकेज में सफेद डॉट्स के साथ एक ग्रे फेस है, जो कंट्रास्ट और पठनीयता को बढ़ाता है।

• औसत ल्यूमिनस इंटेंसिटी (I_V): 32mA के पीक करंट (I_p) और 1/16 ड्यूटी साइकिल पर चलाए जाने पर न्यूनतम 1300 µcd से लेकर सामान्यतः 3000 µcd तक होती है। यह पैरामीटर सक्रिय डॉट्स की अनुभूत चमक को परिभाषित करता है।
• पीक एमिशन वेवलेंथ (λ_p): सामान्यतः 656 nm। यह वह तरंगदैर्ध्य है जिस पर ऑप्टिकल पावर आउटपुट अधिकतम होता है।
• प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λ_d): सामान्यतः 640 nm। यह वह एकल तरंगदैर्ध्य है जो मानव आंख द्वारा अनुभव किए जाने वाले रंग का सबसे अच्छा वर्णन करती है, जो एक संतृप्त लाल रंग है।
• स्पेक्ट्रल लाइन हाफ-विड्थ (Δλ): सामान्यतः 22 nm। यह उत्सर्जित प्रकाश की स्पेक्ट्रल शुद्धता या बैंडविड्थ को दर्शाता है; एक छोटा मान अधिक मोनोक्रोमैटिक आउटपुट को इंगित करता है।
• ल्यूमिनस इंटेंसिटी मैचिंग रेशियो (I_V-m): अधिकतम 2:1। यह सरणी में सबसे चमकीले और सबसे मंद डॉट के बीच अधिकतम स्वीकार्य अनुपात निर्दिष्ट करता है, जिससे एक समान उपस्थिति सुनिश्चित होती है।

2.2 विद्युत पैरामीटर

विद्युत विशेषताएं डिवाइस के लिए परिचालन सीमाएं और शर्तें परिभाषित करती हैं।

• प्रति डॉट फॉरवर्ड वोल्टेज (V_F): सामान्यतः 2.6V, 20mA के फॉरवर्ड करंट (I_F) पर अधिकतम 2.6V। यह एलईडी के पार वोल्टेज ड्रॉप है जब यह संचालित हो रहा होता है।
• प्रति डॉट रिवर्स करंट (I_R): 5V के रिवर्स वोल्टेज (V_R) पर अधिकतम 100 µA। यह वह छोटी लीकेज करंट है जो तब प्रवाहित होती है जब एलईडी रिवर्स-बायस्ड होती है।
• प्रति डॉट औसत फॉरवर्ड करंट: 25°C पर अधिकतम 13 mA। यह विश्वसनीय संचालन के लिए अनुशंसित निरंतर डीसी करंट है।
• प्रति डॉट पीक फॉरवर्ड करंट: अधिकतम 90 mA। यह पूर्ण अधिकतम तात्कालिक करंट है, जो आमतौर पर पल्स्ड ऑपरेशन के लिए प्रासंगिक होता है।

2.3 पूर्ण अधिकतम रेटिंग और थर्मल विचार

ये रेटिंग स्ट्रेस सीमाएं परिभाषित करती हैं जिनके परे स्थायी क्षति हो सकती है। इन सीमाओं के बाहर संचालन की सलाह नहीं दी जाती है।

• प्रति डॉट औसत पावर डिसिपेशन: अधिकतम 33 mW।
• ऑपरेटिंग तापमान सीमा: -35°C से +85°C। डिवाइस को इस परिवेश तापमान सीमा के भीतर कार्य करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।
• स्टोरेज तापमान सीमा: -35°C से +85°C।
• करंट डेरेटिंग: परिवेश तापमान बढ़ने के साथ, औसत फॉरवर्ड करंट को 25°C पर 13 mA से रैखिक रूप से 0.17 mA/°C से डेरेट किया जाना चाहिए। यह थर्मल प्रबंधन और ओवरहीटिंग को रोकने के लिए महत्वपूर्ण है।
• सोल्डर तापमान: सोल्डरिंग के दौरान, डिवाइस सीटिंग प्लेन से 1/16 इंच (लगभग 1.6mm) नीचे एक बिंदु पर 3 सेकंड के लिए 260°C का सामना कर सकता है।

3. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी

3.1 भौतिक आयाम

डिवाइस की मैट्रिक्स ऊंचाई 2.0 इंच (50.80 mm) है। पैकेज आयाम डेटाशीट में मिलीमीटर में सभी मापों के साथ प्रदान किए गए हैं। सहनशीलता आमतौर पर ±0.25 mm होती है जब तक कि अन्यथा निर्दिष्ट न हो। सटीक आउटलाइन, पिन स्पेसिंग और समग्र फुटप्रिंट पीसीबी (प्रिंटेड सर्किट बोर्ड) लेआउट और यांत्रिक एकीकरण के लिए महत्वपूर्ण हैं।

3.2 पिन कनेक्शन और आंतरिक सर्किट

डिस्प्ले में 14-पिन कॉन्फ़िगरेशन है। पिनआउट इस प्रकार है: पिन 1: एनोड रो 5, पिन 2: एनोड रो 7, पिन 3: कैथोड कॉलम 2, पिन 4: कैथोड कॉलम 3, पिन 5: एनोड रो 4, पिन 6: कैथोड कॉलम 5, पिन 7: एनोड रो 6, पिन 8: एनोड रो 3, पिन 9: एनोड रो 1, पिन 10: कैथोड कॉलम 4, पिन 11: कैथोड कॉलम 3 (नोट: डुप्लिकेट फ़ंक्शन, संभवतः डेटाशीट एनोटेशन विचार), पिन 12: एनोड रो 4 (डुप्लिकेट), पिन 13: कैथोड कॉलम 1, पिन 14: एनोड रो 2।

आंतरिक सर्किट आरेख एक मानक कॉमन-कैथोड मैट्रिक्स कॉन्फ़िगरेशन दिखाता है। कॉलम कैथोड से जुड़े होते हैं, और रो एनोड से जुड़े होते हैं। यह संरचना मल्टीप्लेक्सिंग की अनुमति देती है, जहां किसी भी क्षण एक एकल डॉट (एक संचालित रो और एक ग्राउंडेड कॉलम का प्रतिच्छेदन) प्रकाशित होता है। पंक्तियों और स्तंभों के माध्यम से तेजी से स्कैन करके, दृष्टि की निरंतरता एक स्थिर वर्ण का भ्रम पैदा करती है।

4. अनुप्रयोग दिशानिर्देश और डिज़ाइन विचार

4.1 डिस्प्ले को चलाना

5x7 मैट्रिक्स को संचालित करने के लिए, एक मल्टीप्लेक्सिंग ड्राइवर सर्किट की आवश्यकता होती है। इसमें आमतौर पर एक माइक्रोकंट्रोलर या समर्पित डिस्प्ले ड्राइवर आईसी शामिल होता है। ड्राइवर को प्रत्येक पंक्ति (एनोड) को क्रमिक रूप से सक्रिय करते हुए उस पंक्ति के लिए उपयुक्त स्तंभ (कैथोड) डेटा प्रदान करना चाहिए। ल्यूमिनस इंटेंसिटी के लिए परीक्षण स्थिति में उल्लिखित प्रति डॉट पीक करंट (I_p) 32mA कम ड्यूटी साइकिल (1/16) पर पल्स्ड ऑपरेशन के माध्यम से प्राप्त किया जाता है। प्रति डॉट औसत करंट को 13 mA रेटिंग के भीतर रखा जाना चाहिए। उदाहरण के लिए, 1/8 ड्यूटी साइकिल के साथ चलाने के लिए औसत 13 mA प्राप्त करने के लिए पीक पल्स करंट लगभग 104 mA होना आवश्यक होगा, जो 90 mA पीक रेटिंग से अधिक है। इसलिए, ड्यूटी साइकिल और पीक करंट की सावधानीपूर्वक गणना आवश्यक है। करंट को सटीक रूप से सेट करने के लिए आमतौर पर प्रत्येक कॉलम या रो लाइन के लिए एक श्रृंखला करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर की आवश्यकता होती है।

4.2 थर्मल प्रबंधन और सोल्डरिंग

पूर्ण अधिकतम रेटिंग का पालन सर्वोपरि है। यदि डिवाइस उच्च परिवेश तापमान में संचालित होता है तो करंट डेरेटिंग वक्र का पालन किया जाना चाहिए। पीसीबी असेंबली के दौरान, निर्दिष्ट सोल्डरिंग प्रोफाइल (260°C 3 सेकंड के लिए) से अधिक नहीं होना चाहिए ताकि प्लास्टिक पैकेज या आंतरिक वायर बॉन्ड को नुकसान से बचाया जा सके। पर्याप्त तांबे के क्षेत्र के साथ उचित पीसीबी लेआउट, विशेष रूप से यदि कई डॉट्स लंबे समय तक एक साथ प्रकाशित होते हैं, तो गर्मी को दूर करने में मदद कर सकता है।

4.3 मल्टी-कैरेक्टर डिस्प्ले के लिए स्टैकिंग

डेटाशीट में उल्लेख है कि डिवाइस क्षैतिज रूप से स्टैकेबल है। इसका तात्पर्य है कि लंबे संदेश बनाने के लिए कई इकाइयों को साथ-साथ रखा जा सकता है। व्यवहार में, इसके लिए मॉड्यूल को संरेखित करने के लिए सावधानीपूर्वक पीसीबी डिज़ाइन और बढ़ी हुई संख्या में पंक्तियों और स्तंभों को संबोधित करने में सक्षम ड्राइवर सर्किट की आवश्यकता होती है (उदाहरण के लिए, दो मॉड्यूल के लिए, आपके पास अभी भी 7 पंक्तियाँ होंगी लेकिन 10 स्तंभ होंगे)। ड्राइवर सॉफ़्टवेयर को तदनुसार विस्तारित डिस्प्ले बफ़र का प्रबंधन करना चाहिए।

5. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

डेटाशीट विशिष्ट विद्युत/प्रकाशीय विशेषता वक्रों का संदर्भ देती है। हालांकि विशिष्ट ग्राफ़ पाठ में प्रदान नहीं किए गए हैं, ऐसे उपकरणों के लिए मानक वक्रों में आमतौर पर शामिल होंगे:

• फॉरवर्ड करंट बनाम फॉरवर्ड वोल्टेज (I_F-V_Fवक्र): घातीय संबंध दिखाता है, जो ड्राइविंग सर्किटरी डिज़ाइन करने और उपयुक्त करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर मान चुनने के लिए महत्वपूर्ण है।
• ल्यूमिनस इंटेंसिटी बनाम फॉरवर्ड करंट (I_V-I_Fवक्र): दर्शाता है कि कैसे प्रकाश आउटपुट करंट के साथ बढ़ता है, आमतौर पर ऑपरेटिंग रेंज के भीतर दक्षता गिरावट होने से पहले लगभग रैखिक संबंध में।
• ल्यूमिनस इंटेंसिटी बनाम परिवेश तापमान: जंक्शन तापमान बढ़ने के साथ प्रकाश आउटपुट में कमी को दर्शाता है, जो थर्मल प्रबंधन के महत्व को उजागर करता है।
• स्पेक्ट्रल वितरण: तरंगदैर्ध्य बनाम सापेक्ष तीव्रता का एक प्लॉट, ~656 nm पर शिखर और स्पेक्ट्रल चौड़ाई दिखाता है।

6. तकनीकी तुलना और विभेदन

GaAsP (गैलियम आर्सेनाइड फॉस्फाइड) लाल एलईडी जैसी पुरानी तकनीकों की तुलना में, LTP-2557JD में उपयोग की जाने वाली AlInGaP तकनीक काफी अधिक ल्यूमिनस दक्षता प्रदान करती है, जिसके परिणामस्वरूप समान इनपुट करंट के लिए उज्जवल आउटपुट होता है। ग्रे फेस/सफेद डॉट पैकेज ऑल-रेड या ऑल-क्लियर पैकेज की तुलना में बेहतर कंट्रास्ट प्रदान करता है, विशेष रूप से उच्च परिवेश प्रकाश स्थितियों में। 2.0-इंच कैरेक्टर ऊंचाई मध्यम-श्रेणी की पठनीयता के लिए एक मानक आकार है, कॉम्पैक्ट उपकरणों में उपयोग किए जाने वाले कई 0.56-इंच या 1-इंच मॉड्यूल से बड़ा है, जिससे यह उन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है जहां डिस्प्ले को कई फीट की दूरी से पढ़ने की आवश्यकता होती है।

7. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (तकनीकी मापदंडों के आधार पर)

प्रश्न: क्या मैं इस डिस्प्ले को मल्टीप्लेक्सिंग के बिना निरंतर डीसी करंट से चला सकता हूं?

उत्तर: तकनीकी रूप से, आप एक डॉट को लगातार पावर दे सकते हैं, लेकिन एक पूर्ण वर्ण प्रदर्शित करने के लिए, मैट्रिक्स आर्किटेक्चर के कारण मल्टीप्लेक्सिंग आवश्यक है। सभी 35 डॉट्स को उनके औसत करंट पर एक साथ चलाने के लिए बहुत अधिक कुल करंट और पावर डिसिपेशन की आवश्यकता होगी, जो अव्यावहारिक है और संभवतः पैकेज सीमा से अधिक है।

प्रश्न: पीक वेवलेंथ (656 nm) और डॉमिनेंट वेवलेंथ (640 nm) में क्या अंतर है?

उत्तर: पीक वेवलेंथ उत्सर्जित स्पेक्ट्रम का भौतिक शिखर है। डॉमिनेंट वेवलेंथ सीआईई क्रोमैटिसिटी डायग्राम पर अनुभूत रंग बिंदु है। अंतर उत्सर्जन स्पेक्ट्रम के आकार और मानव आंख की गैर-रैखिक संवेदनशीलता (फोटोपिक प्रतिक्रिया) के कारण है। डॉमिनेंट वेवलेंथ उपयोगकर्ता द्वारा देखे गए रंग का वर्णन करने के लिए अधिक प्रासंगिक है।

प्रश्न: मैं आवश्यक श्रृंखला रेसिस्टर की गणना कैसे करूं?

उत्तर: आपको सप्लाई वोल्टेज (V_CC), एलईडी का फॉरवर्ड वोल्टेज (V_F, 2.6V का उपयोग करें), और वांछित फॉरवर्ड करंट (I_F) की आवश्यकता है। मल्टीप्लेक्सिंग के लिए, वांछित औसत करंट प्राप्त करने के लिए अपनी ड्यूटी साइकिल के अनुरूप पीक करंट (I_p) का उपयोग करें। रेसिस्टर मान R = (V_CC- V_F) / I_p। सुनिश्चित करें कि रेसिस्टर की पावर रेटिंग पल्स्ड पावर के लिए पर्याप्त है।

8. संचालन सिद्धांत परिचय

डिवाइस एक अर्धचालक p-n जंक्शन में इलेक्ट्रोल्यूमिनेसेंस के सिद्धांत पर कार्य करता है। जब एक फॉरवर्ड वोल्टेज जो डायोड के थ्रेशोल्ड से अधिक है, लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन और होल सक्रिय क्षेत्र (AlInGaP परत) में पुनर्संयोजित होते हैं, और फोटॉन (प्रकाश) के रूप में ऊर्जा मुक्त करते हैं। AlInGaP मिश्र धातु की विशिष्ट संरचना बैंडगैप ऊर्जा और इस प्रकार उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य (रंग) निर्धारित करती है। मैट्रिक्स व्यवस्था कई व्यक्तिगत एलईडी चिप्स का निर्माण करके और उनके एनोड और कैथोड को एक ग्रिड पैटर्न में जोड़कर प्राप्त की जाती है, जिससे बाहरी इलेक्ट्रॉनिक्स के माध्यम से प्रत्येक प्रतिच्छेदन (डॉट) का नियंत्रण संभव होता है।

9. पैकेजिंग और ऑर्डरिंग जानकारी

डेटाशीट पार्ट नंबर को LTP-2557JD के रूप में निर्दिष्ट करती है। "JD" प्रत्यय ल्यूमिनस इंटेंसिटी या अन्य मापदंडों के लिए विशिष्ट बिनिंग को इंगित कर सकता है। सटीक ऑर्डरिंग के लिए, निर्माता की प्रणाली से पूर्ण पार्ट नंबर का उपयोग किया जाना चाहिए। ऐसे घटकों के लिए मानक पैकेजिंग आमतौर पर स्वचालित असेंबली के लिए टेप-एंड-रील या मैनुअल प्रोटोटाइपिंग के लिए ट्रे/बैग होती है।