सामग्री सूची
- 1. उत्पाद अवलोकन
- 1.1 मुख्य लाभ एवं लक्षित बाजार
- 2. गहन तकनीकी मापदंड विश्लेषण
- 2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
- 2.2 Electrical and Optical Characteristics
- 3. ग्रेडिंग सिस्टम विवरण
- 4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
- 4.1 फॉरवर्ड करंट और फॉरवर्ड वोल्टेज संबंध (I-V कर्व)
- 4.2 ल्यूमिनस इंटेंसिटी और फॉरवर्ड करंट संबंध
- 4.3 तापमान निर्भरता
- 4.4 स्पेक्ट्रम वितरण
- 5. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी
- 5.1 Physical Dimensions
- 5.2 Pin Configuration and Internal Circuit
- 5.3 पोलैरिटी पहचान
- 6. वेल्डिंग और असेंबली गाइड
- 7. पैकेजिंग और ऑर्डर जानकारी
- 8. अनुप्रयोग सुझाव
- 8.1 टिपिकल एप्लीकेशन सर्किट
- 8.2 डिज़ाइन विचार
- 9. तकनीकी तुलना
- 10. सामान्य प्रश्न (FAQ)
- 11. व्यावहारिक डिज़ाइन केस स्टडी
- 12. कार्य सिद्धांत
- 13. प्रौद्योगिकी रुझान
1. उत्पाद अवलोकन
LTP-2157AKY 2.0 इंच (50.8 मिमी) वर्ण ऊंचाई वाला एक 5x7 डॉट मैट्रिक्स LED डिस्प्ले मॉड्यूल है। यह उपकरण उन अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है जिन्हें स्पष्ट, चमकीले अल्फ़ान्यूमेरिक या प्रतीक सूचना प्रदर्शन की आवश्यकता होती है। इसकी मूल तकनीक AlInGaP (एल्यूमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड) अर्धचालक सामग्री का उपयोग करती है, जो एम्बर पीली रोशनी उत्सर्जित करती है। इसकी उपस्थिति सफेद डॉट मैट्रिक्स के साथ ग्रे पैनल डिज़ाइन का उपयोग करती है, जो कंट्रास्ट और पठनीयता को बढ़ाती है। यह मॉड्यूल कॉमन कैथोड ऐरे संरचना का उपयोग करता है और कार्य करने के लिए बाहरी मल्टीप्लेक्सिंग ड्राइवर सर्किट की आवश्यकता होती है।
इस डिस्प्ले के प्रमुख अनुप्रयोग क्षेत्रों में औद्योगिक उपकरण, उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स इंटरफेस, प्वाइंट-ऑफ-सेल टर्मिनल, चिकित्सा उपकरण डिस्प्ले और कोई भी एम्बेडेड सिस्टम शामिल हैं जिसे कॉम्पैक्ट, विश्वसनीय और चमकीले रीडिंग की आवश्यकता होती है। वैक्यूम फ्लोरोसेंट या इनकैंडिसेंट जैसी अन्य डिस्प्ले तकनीकों की तुलना में, इसकी सॉलिड-स्टेट संरचना उच्च विश्वसनीयता और लंबे सेवा जीवन को सुनिश्चित करती है।
1.1 मुख्य लाभ एवं लक्षित बाजार
LTP-2157AKY के मुख्य लाभ इसकी AlInGaP LED तकनीक और विचारशील डिजाइन से उत्पन्न होते हैं। यह उच्च चमक और उच्च कंट्रास्ट प्रदान करता है, जो विभिन्न परिवेश प्रकाश स्थितियों (चमकीले इनडोर वातावरण सहित) में पठनीयता के लिए महत्वपूर्ण है। कम बिजली की आवश्यकता इसे बैटरी से चलने वाले या ऊर्जा दक्षता पर ध्यान देने वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाती है। उत्कृष्ट वर्ण उपस्थिति सटीक 5x7 डॉट मैट्रिक्स लेआउट के माध्यम से प्राप्त की जाती है, जो ASCII वर्णों को स्पष्ट रूप से प्रदर्शित करने के लिए मानक है।
लक्षित बाजार व्यापक है, जिसमें उपकरणों के ओरिजिनल इक्विपमेंट मैन्युफैक्चरर्स (OEM) और डिजाइन इंजीनियर शामिल हैं जिन्हें सरल, लागत प्रभावी और मजबूत डिस्प्ले समाधानों की आवश्यकता है। इसकी विशिष्टताएँ इसे एक व्यवहार्य विकल्प बनाती हैं जहाँ बड़े, अधिक जटिल ग्राफिकल डिस्प्ले की आवश्यकता नहीं है या वह वहन नहीं किए जा सकते।
2. गहन तकनीकी मापदंड विश्लेषण
सही सर्किट डिजाइन और एकीकरण के लिए LTP-2157AKY डिस्प्ले के विद्युत और प्रकाशीय मापदंडों की गहन समझ महत्वपूर्ण है।
2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
ये रेटिंग उन तनाव सीमाओं को परिभाषित करती हैं जो डिवाइस को स्थायी क्षति पहुंचा सकती हैं। इन सीमाओं के निकट या उन पर पहुंचकर निरंतर संचालन की अनुशंसा नहीं की जाती है।
- प्रति बिंदु औसत बिजली खपत:35 mW। यह एकल LED सेगमेंट (बिंदु) द्वारा सुरक्षित रूप से अपव्यय की जा सकने वाली अधिकतम निरंतर शक्ति है, जो थर्मल गिरावट का कारण नहीं बनेगी।
- प्रति बिंदु पीक फॉरवर्ड करंट:60 mA। यह पल्स ऑपरेशन (आमतौर पर मल्टीप्लेक्सिंग ड्राइव स्कीम में उपयोग किया जाता है) के दौरान अनुमत अधिकतम तात्कालिक धारा है।
- प्रति बिंदु औसत अग्र धारा:25°C पर 13 mA। 25°C से अधिक तापमान पर यह रेटिंग 0.17 mA/°C की रैखिक दर से कम होती है। उदाहरण के लिए, 85°C पर, अधिकतम अनुमत औसत धारा लगभग है: 13 mA - (0.17 mA/°C * (85°C - 25°C)) = 13 mA - 10.2 mA = 2.8 mA। थर्मल प्रबंधन के लिए यह डीरेटिंग महत्वपूर्ण है।
- प्रति बिंदु विपरीत वोल्टेज:5 V. इस वोल्टेज से अधिक रिवर्स बायस में LED जंक्शन के ब्रेकडाउन का कारण बन सकता है।
- ऑपरेटिंग और स्टोरेज तापमान सीमा:-35°C से +85°C. यह विस्तृत सीमा प्रतिकूल परिस्थितियों में कार्यक्षमता सुनिश्चित करती है।
- वेल्डिंग तापमान:अधिकतम 260°C, अधिकतम 3 सेकंड, मापन स्थान स्थापना तल से 1.6mm नीचे। यह पैकेज क्षति को रोकने के लिए मानक वेव सोल्डरिंग या रीफ्लो सोल्डरिंग दिशानिर्देश है।
2.2 Electrical and Optical Characteristics
ये पर्यावरण तापमान (Ta) 25°C और विशिष्ट परीक्षण स्थितियों के तहत मापे गए विशिष्ट कार्य पैरामीटर हैं।
- औसत चमकदार तीव्रता (IV):2100 μcd (न्यूनतम), 3600 μcd (विशिष्ट)। परीक्षण स्थितियाँ: Ip=32mA, ड्यूटी साइकिल 1/16. उच्च चमक इसकी प्रमुख विशेषता है। सटीकता सुनिश्चित करने के लिए मापन CIE फोटोपिक प्रतिक्रिया वक्र के अनुरूप फिल्टर का उपयोग करता है।
- शिखर उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य (λp):595 nm (विशिष्ट). यह वह तरंगदैर्ध्य है जहाँ प्रकाश शक्ति आउटपुट अधिकतम होता है, जो एम्बर पीले रंग को परिभाषित करता है।
- स्पेक्ट्रल लाइन हाफ-विड्थ (Δλ):15 nm (typical). This indicates spectral purity; the narrower the width, the closer the color is to monochromatic.
- Dominant Wavelength (λd):592 nm (typical). This is the wavelength perceived by the human eye, which is very close to the peak wavelength of this LED type.
- Forward Voltage per Segment (VF):2.05V (minimum), 2.6V (typical). Test Condition: IF=20mA। डिजाइनरों को यह सुनिश्चित करना चाहिए कि ड्राइवर सर्किट यह वोल्टेज प्रदान कर सके।
- रिवर्स करंट (IR):100 μA (अधिकतम)। परीक्षण की स्थिति: VR=5V। यह एलईडी रिवर्स बायस होने पर लीकेज करंट है।
- ल्यूमिनस इंटेंसिटी मैचिंग रेशियो (IV-m):2:1 (अधिकतम)। परीक्षण स्थिति: IF=2mA। यह पैरामीटर पूरे डिस्प्ले की एकरूपता सुनिश्चित करता है; सबसे गहरे सेगमेंट की चमक सबसे चमकीले सेगमेंट की चमक की कम से कम आधी होती है।
3. ग्रेडिंग सिस्टम विवरण
डेटाशीट में तरंग दैर्ध्य या लुमेन आउटपुट के लिए एक बहु-स्तरीय बिनिंग प्रणाली का विस्तृत विवरण नहीं दिया गया है। हालाँकि, निर्दिष्ट पैरामीटर एक नियंत्रित विनिर्माण प्रक्रिया का संकेत देते हैं। प्रमुख तरंग दैर्ध्य (विशिष्ट 592 nm) और चमकदार तीव्रता (2100-3600 μcd) की सख्त सीमा इंगित करती है कि घटकों को इन न्यूनतम और विशिष्ट विनिर्देशों को पूरा करने के लिए स्क्रीन किया गया है। डिजाइनरों को सभी इकाइयों में डिस्प्ले दृश्यता और उचित करंट विनियमन सुनिश्चित करने के लिए सबसे खराब स्थिति सर्किट डिजाइन के लिए न्यूनतम मान (IVन्यूनतम 2100 μcd, VFअधिकतम 2.6V) पर विचार करना चाहिए।
4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
डेटाशीट में विशिष्ट विशेषता वक्रों का उल्लेख किया गया है। हालांकि पाठ में प्रदान नहीं किए गए हैं, लेकिन मानक LED वक्र का अनुमान लगाया जा सकता है, जो डिजाइन के लिए महत्वपूर्ण है।
4.1 फॉरवर्ड करंट और फॉरवर्ड वोल्टेज संबंध (I-V कर्व)
I-V संबंध गैर-रैखिक है। 20mA पर विशिष्ट VF2.6V होना एक महत्वपूर्ण डिज़ाइन बिंदु है। वक्र दर्शाता है कि LED के बैंडगैप वोल्टेज (AlInGaP के लिए लगभग ~2V) के पास तेजी से चालू होता है, जिसके बाद धारा वोल्टेज के साथ घातांकीय रूप से बढ़ती है। इसलिए, थर्मल रनवे को रोकने और चमक स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए, निरंतर वोल्टेज स्रोत के बजाय निरंतर धारा स्रोत का उपयोग करने की दृढ़ता से सिफारिश की जाती है।
4.2 ल्यूमिनस इंटेंसिटी और फॉरवर्ड करंट संबंध
सामान्य संचालन सीमा के भीतर (उदाहरण के लिए, रेटेड औसत धारा तक), दीप्त तीव्रता लगभग अग्र धारा के समानुपाती होती है। हालांकि, अत्यधिक उच्च धाराओं पर, ताप के कारण दक्षता कम हो सकती है। 32mA पल्स संचालन पर निर्दिष्ट तीव्रता मल्टीप्लेक्स डिस्प्ले के लिए अनुकूलित है।
4.3 तापमान निर्भरता
LED विशेषताएं तापमान के प्रति संवेदनशील होती हैं। अग्र वोल्टेज (VF) आमतौर पर जंक्शन तापमान बढ़ने के साथ घटता है (नकारात्मक तापमान गुणांक)। चमकदार तीव्रता भी तापमान बढ़ने के साथ कम हो जाती है। धारा डीरेटिंग विनिर्देश (0.17 mA/°C) इन प्रभावों के लिए सीधे एक डिज़ाइन सुरक्षा उपाय है, जो अत्यधिक गर्मी और समय से पहले चमक में कमी को रोकता है।
4.4 स्पेक्ट्रम वितरण
उत्सर्जन स्पेक्ट्रम 595 nm (अंबर पीला) पर केंद्रित है, जिसकी विशिष्ट अर्ध-चौड़ाई 15 nm है। यह एक अपेक्षाकृत संकीर्ण बैंड है, जो AlInGaP जैसे प्रत्यक्ष बैंडगैप III-V अर्धचालकों की विशेषता है, जो अच्छे रंग संतृप्ति प्रदान करते हैं।
5. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी
5.1 Physical Dimensions
The package drawing shows the overall physical dimensions of the display module. Unless otherwise specified, all dimensions are in millimeters with a standard tolerance of ±0.25 mm. This information is critical for PCB (Printed Circuit Board) package design and enclosure assembly.
5.2 Pin Configuration and Internal Circuit
LTP-2157AKY 14-पिन कॉन्फ़िगरेशन का उपयोग करता है। आंतरिक सर्किट आरेख 5x7 मैट्रिक्स के कॉमन कैथोड व्यवस्था को दर्शाता है। कॉलम (ऊर्ध्वाधर रेखाएं) कैथोड हैं, और पंक्तियाँ (क्षैतिज रेखाएं) एनोड हैं। विशिष्ट टिप्पणी आंतरिक कनेक्शन को इंगित करती है: पिन 4 और पिन 11 जुड़े हुए हैं (दोनों कॉलम 3 के कैथोड हैं), पिन 5 और पिन 12 जुड़े हुए हैं (दोनों पंक्ति 4 के एनोड हैं)। यह आंतरिक कनेक्शन आंतरिक बॉन्डिंग वायर लेआउट को सरल बनाने के लिए हो सकता है। डिस्प्ले के सही ढंग से काम करने के लिए पिनआउट तालिका का सख्ती से पालन करना आवश्यक है।
5.3 पोलैरिटी पहचान
यह उपकरण कॉमन कैथोड कॉन्फ़िगरेशन का उपयोग करता है। कैथोड पिन कॉलम (1-5) से संबंधित हैं, और एनोड पिन पंक्तियों (1-7) से संबंधित हैं। फॉरवर्ड बायस लगाने के लिए, वांछित पंक्ति पिन को सकारात्मक वोल्टेज (करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर या ड्राइवर के माध्यम से) से जोड़ना आवश्यक है, और वांछित कॉलम पिन को ग्राउंड (या लो-साइड ड्राइवर सिंक) से जोड़ना आवश्यक है।
6. वेल्डिंग और असेंबली गाइड
पूर्ण अधिकतम रेटिंग सोल्डरिंग प्रोफाइल निर्दिष्ट करती है: अधिकतम तापमान 260°C, अधिकतम अवधि 3 सेकंड, माप स्थापना तल से 1.6 मिमी (1/16 इंच) नीचे लिया जाता है। यह मानक लीड-फ्री रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया के साथ संगत है (उदाहरण के लिए, मानक IPC/JEDEC J-STD-020 प्रोफाइल का पालन करते हुए)। संचालन के दौरान पिन पर यांत्रिक तनाव लगाने से बचने का ध्यान रखना चाहिए। भंडारण के लिए, नमी अवशोषण (जो रीफ्लो के दौरान "पॉपकॉर्न" प्रभाव पैदा कर सकता है) और इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज क्षति को रोकने के लिए, निर्दिष्ट सीमा -35°C से +85°C के भीतर, एक शुष्क, इलेक्ट्रोस्टैटिक-सुरक्षित वातावरण में रखने की सिफारिश की जाती है।
7. पैकेजिंग और ऑर्डर जानकारी
पार्ट नंबर LTP-2157AKY है। हालांकि प्रदान की गई सामग्री में विशिष्ट पैकेजिंग विवरण (रील, ट्रे, ट्यूब) सूचीबद्ध नहीं हैं, लेकिन इस प्रकार के डिस्प्ले आमतौर पर पिन और डिस्प्ले पैनल की सुरक्षा के लिए इलेक्ट्रोस्टैटिक-सुरक्षित ट्यूब या ट्रे में आपूर्ति किए जाते हैं। "Spec No.: DS-30-99-106" और "BNS-OD-FC001/A4" आंतरिक दस्तावेज़ नियंत्रण संख्याएं हैं।
8. अनुप्रयोग सुझाव
8.1 टिपिकल एप्लीकेशन सर्किट
LTP-2157AKY को बाहरी ड्राइवर सर्किट की आवश्यकता होती है। सामान्य डिज़ाइन मल्टीप्लेक्सिंग सॉफ़्टवेयर वाले माइक्रोकंट्रोलर का उपयोग करते हैं। माइक्रोकंट्रोलर के I/O पोर्ट आमतौर पर आवश्यक करंट को सीधे सोर्स/सिंक करने के लिए पर्याप्त नहीं होते हैं, इसलिए उन्हें रो ड्राइव ट्रांजिस्टर (जैसे, एनोड को करंट प्रदान करने के लिए PNP या P-चैनल MOSFET) और कॉलम ड्राइव ट्रांजिस्टर या समर्पित सिंक ड्राइवर (जैसे, कैथोड से करंट सिंक करने के लिए NPN, N-चैनल MOSFET या ULN2003 जैसे LED ड्राइव IC) से जोड़ा जाता है। मल्टीप्लेक्सिंग रूटीन प्रत्येक पंक्ति (1-7) को तेजी से स्कैन करके चक्रित करता है, वांछित वर्ण बनाने के लिए उस पंक्ति के अनुरूप कॉलम कैथोड को प्रकाशित करता है। परीक्षण स्थितियों में उल्लिखित 1/16 ड्यूटी साइकल एक विशिष्ट मल्टीप्लेक्सिंग अनुपात है (उदाहरण के लिए, संभावित 7+? फ्रेम में, प्रत्येक बार एक पंक्ति प्रकाशित होती है; विशिष्ट टाइमिंग ड्राइव डिज़ाइन पर निर्भर करती है)।
8.2 डिज़ाइन विचार
- करंट लिमिटिंग:प्रत्येक LED सेगमेंट के लिए महत्वपूर्ण है। रेसिस्टर या कॉन्स्टेंट करंट ड्राइवर का उपयोग करें। पावर सप्लाई वोल्टेज (VCC), LED फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) और आवश्यक फॉरवर्ड करंट (IF) से प्रतिरोध मान की गणना करें। मल्टीप्लेक्सिंग ऑपरेशन के लिए, पीक करंट (Ip) का उपयोग करें। उदाहरण: VCC=5V, VF=2.6V, Ip=32mA, R = (5V - 2.6V) / 0.032A ≈ 75 ohms.
- Multiplexing frequency:必须足够高以避免可见闪烁(通常>60 Hz帧率)。视觉暂留效应会将快速循环的行融合成稳定的图像。
- Heat dissipation:उच्च परिवेश तापमान पर करंट डीरेटिंग कर्व का पालन करें। यदि बंद स्थान में उपयोग किया जाता है, तो पर्याप्त वेंटिलेशन सुनिश्चित करें।
- Viewing Angle:हालांकि निर्दिष्ट नहीं है, मानक LED डॉट मैट्रिक्स में व्यापक व्यूइंग एंगल होता है। ग्रे पैनल/व्हाइट डॉट मैट्रिक्स डिज़ाइन सामने से देखने के लिए कॉन्ट्रास्ट को अनुकूलित करता है।
9. तकनीकी तुलना
Compared to other contemporary display technologies at the time of its release (2002), the LTP-2157AKY had distinct advantages:
- Comparison with incandescent bulbs or Vacuum Fluorescent Displays (VFD):LED डिस्प्ले में ऊर्जा दक्षता अधिक होती है, गर्मी कम उत्पन्न होती है, प्रतिक्रिया समय तेज़ होता है और जीवनकाल काफी लंबा होता है। नाजुक फिलामेंट या कांच के आवरण के अभाव में, इनकी यांत्रिक सामर्थ्य भी अधिक होती है।
- प्रारंभिक LCD की तुलना में:LED डिस्प्ले स्व-प्रकाशित होते हैं, बैकलाइट की आवश्यकता के बिना ही कम रोशनी या सीधी धूप में उच्च चमक और बेहतर दृश्यता प्रदान करते हैं। इनका कार्य तापमान परिसर भी व्यापक होता है और ठंडे वातावरण में प्रतिक्रिया धीमी होने की समस्या नहीं होती।
- अन्य एलईडी रंगों (जैसे GaAsP लाल) की तुलना में:यह एम्बर पीला एलईडी AlInGaP तकनीक का उपयोग करता है, जो पुराने GaAsP लाल एलईडी की तुलना में उच्च दीप्त दक्षता (प्रति यूनिट विद्युत शक्ति अधिक प्रकाश उत्पादन) और बेहतर दीर्घकालिक स्थिरता प्रदान करती है।
10. सामान्य प्रश्न (FAQ)
Q1: क्या मैं इस डिस्प्ले को चलाने के लिए एनोड पर निरंतर 5V बिजली आपूर्ति लगा सकता हूँ?
A1: नहीं। LED करंट-चालित उपकरण हैं। करंट-सीमित रोकनेवाला के बिना निरंतर वोल्टेज लगाने से अत्यधिक करंट हो सकता है, जिससे LED क्षतिग्रस्त हो सकती है। करंट-सीमित तंत्र का उपयोग करना सुनिश्चित करें।
Q2: कॉलम 3 और पंक्ति 4 में दो पिन क्यों हैं?
A2: पिन 4 और पिन 11 दोनों आंतरिक रूप से कैथोड कॉलम 3 से जुड़े हैं, जबकि पिन 5 और पिन 12 दोनों आंतरिक रूप से एनोड रो 4 से जुड़े हैं। यह संभवतः आंतरिक बॉन्डिंग वायर लेआउट दक्षता बढ़ाने, या PCB पर वैकल्पिक कनेक्शन पॉइंट्स प्रदान करने के लिए किया गया है ताकि रूटिंग में सहायता मिल सके। विद्युत रूप से, वे एक ही नोड हैं।
Q3: ल्यूमिनस इंटेंसिटी टेस्ट कंडीशन में "1/16 ड्यूटी साइकल" का क्या अर्थ है?
A3: इसका मतलब है कि LED को 1/16 (6.25%) ड्यूटी साइकल पर पल्स ड्राइव किया जाता है। पीक करंट (Ip=32mA) उस औसत DC करंट से अधिक है जो मल्टीप्लेक्सिंग सिस्टम में समान चमक धारणा प्राप्त करने के लिए आवश्यक होता है। औसत करंट Ip* ड्यूटी साइकिल = 32mA * 0.0625 = 2mA। यह पल्स ऑपरेशन मल्टीप्लेक्स डिस्प्ले का परीक्षण करने की एक मानक विधि है।
Q4: अक्षर 'A' जैसे कैरेक्टर को कैसे प्रदर्शित करें?
A4: आपको एक फ़ॉन्ट मैपिंग या लुकअप टेबल की आवश्यकता होती है जो परिभाषित करती है कि प्रत्येक कैरेक्टर के लिए कौन से डॉट्स (पंक्ति, स्तंभ प्रतिच्छेदन) जलाए जाने हैं। 5x7 मैट्रिक्स के लिए, यह आमतौर पर प्रति कैरेक्टर एक 5-बाइट सरणी होती है, जहां बाइट में प्रत्येक बिट एक स्तंभ में एक पंक्ति तत्व का प्रतिनिधित्व करता है। आपका माइक्रोकंट्रोलर सॉफ़्टवेयर मल्टीप्लेक्स स्कैनिंग के दौरान इस मैपिंग का उपयोग करता है।
11. व्यावहारिक डिज़ाइन केस स्टडी
तीन LTP-2157AKY डिस्प्ले का उपयोग करके 3-अंकीय सेवनमैट्रिक्स रीडिंग वाला एक सरल डिजिटल थर्मामीटर डिज़ाइन करने पर विचार करें। सिस्टम को एक तापमान सेंसर, एक माइक्रोकंट्रोलर (जैसे 8-बिट MCU) और ड्राइवर सर्किट की आवश्यकता होती है। माइक्रोकंट्रोलर सेंसर को पढ़ता है, मान को BCD या कस्टम फ़ॉन्ट मैपिंग में परिवर्तित करता है, और डिस्प्ले को ड्राइव करता है। पिन की बड़ी संख्या के कारण (यदि सीधे ड्राइव किया जाए, 3 डिस्प्ले * 14 पिन = 42 पिन), एक मल्टीप्लेक्सिंग योजना अपनानी चाहिए। डिज़ाइन में शामिल होगा: 1) तीनों डिस्प्ले के सभी संबंधित रो पिन (एनोड) को एक साथ जोड़ना (7 सामान्य एनोड लाइनें बनाना)। 2) प्रत्येक डिस्प्ले के कॉलम पिन (कैथोड) को अलग से जोड़ना (3 डिस्प्ले * 5 कॉलम = 15 कैथोड लाइनें बनाना)। 3) 7+15=22 I/O लाइनों वाले माइक्रोकंट्रोलर (या संख्या कम करने के लिए बाहरी शिफ्ट रजिस्टर या पोर्ट एक्सटेंडर का उपयोग करके) का उपयोग करके उच्च आवृत्ति पर सामान्य रो को क्रमिक रूप से स्कैन करना और प्रत्येक अंक के संबंधित कॉलम को सक्रिय करना। करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर्स को सामान्य एनोड लाइनों या अलग-अलग कैथोड लाइनों पर रखा जा सकता है।
12. कार्य सिद्धांत
LTP-2157AKY अर्धचालक P-N जंक्शन के विद्युत-प्रकाश उत्सर्जन सिद्धांत पर आधारित है। फॉरवर्ड बायस पर, N-टाइप AlInGaP परत से इलेक्ट्रॉन और P-टाइप परत से होल सक्रिय क्षेत्र में पुनर्संयोजित होते हैं। यह पुनर्संयोजन घटना फोटॉन (प्रकाश) के रूप में ऊर्जा मुक्त करती है। 595 nm (अंबर पीला) की विशिष्ट तरंगदैर्ध्य AlInGaP अर्धचालक सामग्री की बैंडगैप ऊर्जा द्वारा निर्धारित की जाती है, जिसे क्रिस्टल विकास प्रक्रिया के दौरान डिज़ाइन किया गया है। अपारदर्शी GaAs सब्सट्रेट प्रकाश को ऊपर की ओर परावर्तित करने में सहायता करता है, जिससे चिप के शीर्ष फलक से समग्र प्रकाश निष्कर्षण दक्षता में वृद्धि होती है।
13. प्रौद्योगिकी रुझान
इस विनिर्देश पत्र (2002) के प्रकाशन के बाद से, LED प्रदर्शन तकनीक में उल्लेखनीय प्रगति हुई है। हालांकि 5x7 डॉट मैट्रिक्स प्रारूप सरल डिस्प्ले के लिए एक आधारशिला बना हुआ है, लेकिन अंतर्निहित तकनीक विकसित हुई है। AlInGaP LED की दक्षता और जीवनकाल दोनों में सुधार हुआ है। इसके अलावा, नए डिस्प्ले विकल्प सामान्य हो गए हैं: 1)उच्च घनत्व मैट्रिक्स:8x8, 16x16 और इससे भी बड़े ग्राफिक्स मैट्रिक्स अब आम और किफायती हैं।2)सरफेस माउंट डिवाइस (SMD) LED:आधुनिक डिज़ाइन आमतौर पर मैट्रिक्स बनाने के लिए PCB पर लगे एकल SMD LED का उपयोग करते हैं, जो अधिक डिज़ाइन लचीलापन प्रदान करता है।3)ऑर्गेनिक LED (OLED) डिस्प्ले:उच्च कंट्रास्ट, चौड़ा व्यूइंग एंगल और लचीला फॉर्म फैक्टर प्रदान करते हैं, हालांकि इनकी लाइफस्पैन और पर्यावरणीय सीमाएं अलग हो सकती हैं।4)एकीकृत नियंत्रक डिस्प्ले:आधुनिक मॉड्यूल में अक्सर अंतर्निहित नियंत्रक (जैसे कैरेक्टर LCD के लिए HD44780 या समर्पित LED डॉट मैट्रिक्स ड्राइवर) शामिल होते हैं, जो इंटरफ़ेस आवश्यकताओं को केवल कुछ डेटा और नियंत्रण लाइनों तक सरल बना देते हैं। हालाँकि, मल्टीप्लेक्स किए गए LED ऐरे को चलाने के मूलभूत डिज़ाइन सिद्धांत, जैसा कि LTP-2157AKY में विस्तार से बताया गया है, अभी भी कई आधुनिक डिस्क्रीट LED डॉट मैट्रिक्स परियोजनाओं पर सीधे लागू होते हैं।
LED विनिर्देश शब्दावली का विस्तृत विवरण
LED तकनीकी शब्दावली की पूर्ण व्याख्या
1. प्रकाशविद्युत प्रदर्शन के मुख्य संकेतक
| शब्दावली | इकाई/प्रतिनिधित्व | सामान्य व्याख्या | यह महत्वपूर्ण क्यों है |
|---|---|---|---|
| दीप्ति दक्षता (Luminous Efficacy) | lm/W (लुमेन प्रति वाट) | प्रति वाट विद्युत ऊर्जा से उत्पन्न प्रकाश प्रवाह, जितना अधिक होगा उतनी अधिक ऊर्जा बचत होगी। | यह सीधे तौर पर प्रकाश उपकरण की ऊर्जा दक्षता श्रेणी और बिजली लागत निर्धारित करता है। |
| Luminous Flux | lm (लुमेन) | प्रकाश स्रोत द्वारा उत्सर्जित कुल प्रकाश मात्रा, जिसे आम बोलचाल में "चमक" कहा जाता है। | यह निर्धारित करना कि प्रकाश स्रोत पर्याप्त चमकदार है या नहीं। |
| प्रकाशन कोण (Viewing Angle) | ° (डिग्री), जैसे 120° | वह कोण जिस पर प्रकाश की तीव्रता आधी रह जाती है, जो बीम की चौड़ाई निर्धारित करता है। | प्रकाश के कवरेज क्षेत्र और एकरूपता को प्रभावित करता है। |
| रंग तापमान (CCT) | K (केल्विन), जैसे 2700K/6500K | प्रकाश का रंग गर्म या ठंडा होता है; कम मान पीला/गर्म, अधिक मान सफेद/ठंडा प्रकाश देता है। | प्रकाश व्यवस्था का वातावरण और उपयुक्त परिदृश्य निर्धारित करता है। |
| रंग प्रतिपादन सूचकांक (CRI / Ra) | इकाईहीन, 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 प्रयुक्त। |
| Color Tolerance (SDCM) | MacAdam Ellipse Steps, e.g., "5-step" | रंग एकरूपता का मात्रात्मक मापदंड, चरण संख्या जितनी कम होगी रंग उतने ही अधिक एकसमान होंगे। | एक ही बैच के दीपकों के रंग में कोई अंतर न हो, यह सुनिश्चित करना। |
| प्रमुख तरंगदैर्ध्य (Dominant Wavelength) | nm (नैनोमीटर), उदाहरणार्थ 620nm (लाल) | रंगीन LED रंगों के संगत तरंगदैर्ध्य मान। | लाल, पीले, हरे आदि एकवर्णी एलईडी के रंग का निर्धारण करें। |
| Spectral Distribution | Wavelength vs. Intensity Curve | LED द्वारा उत्सर्जित प्रकाश की विभिन्न तरंगदैर्ध्य पर तीव्रता वितरण प्रदर्शित करता है। | रंग प्रतिपादन एवं 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, "स्टार्ट-अप थ्रेशोल्ड" के समान। | ड्राइविंग पावर सप्लाई वोल्टेज ≥ Vf होना चाहिए, कई LEDs को श्रृंखला में जोड़ने पर वोल्टेज जुड़ जाता है। |
| Forward Current | If | एलईडी को सामान्य रूप से चमकने के लिए आवश्यक करंट मान। | स्थिर धारा ड्राइव का उपयोग आमतौर पर किया जाता है, धारा चमक और जीवनकाल निर्धारित करती है। |
| अधिकतम पल्स करंट (Pulse Current) | Ifp | डिमिंग या फ्लैश के लिए थोड़े समय में सहन करने योग्य पीक करंट। | पल्स चौड़ाई और ड्यूटी साइकल को सख्ती से नियंत्रित किया जाना चाहिए, अन्यथा अत्यधिक गर्मी से क्षति होगी। |
| रिवर्स वोल्टेज (Reverse Voltage) | Vr | LED द्वारा सहन की जा सकने वाली अधिकतम रिवर्स वोल्टेज, जिससे अधिक होने पर उसके डैमेज होने की संभावना है। | सर्किट में रिवर्स कनेक्शन या वोल्टेज स्पाइक से बचाव आवश्यक है। |
| Thermal Resistance (Thermal Resistance) | Rth (°C/W) | चिप से सोल्डर पॉइंट तक गर्मी के प्रवाह का प्रतिरोध, कम मान बेहतर ऊष्मा अपव्यय को दर्शाता है। | उच्च तापीय प्रतिरोध के लिए मजबूत ऊष्मा अपव्यय डिज़ाइन की आवश्यकता होती है, अन्यथा जंक्शन तापमान बढ़ जाता है। |
| इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज सहनशीलता (ESD Immunity) | V (HBM), जैसे 1000V | एंटीस्टैटिक शॉक प्रतिरोध, उच्च मूल्य इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षति के प्रति कम संवेदनशीलता दर्शाता है। | उत्पादन में एंटीस्टैटिक सावधानियाँ आवश्यक हैं, विशेष रूप से उच्च संवेदनशीलता वाले LED के लिए। |
तीन, थर्मल प्रबंधन और विश्वसनीयता
| शब्दावली | प्रमुख संकेतक | सामान्य व्याख्या | प्रभाव |
|---|---|---|---|
| जंक्शन तापमान (Junction Temperature) | Tj (°C) | एलईडी चिप का आंतरिक वास्तविक कार्य तापमान। | प्रत्येक 10°C कमी पर, जीवनकाल दोगुना हो सकता है; अत्यधिक तापमान प्रकाश क्षय और रंग विस्थापन का कारण बनता है। |
| Lumen Depreciation | L70 / L80 (घंटे) | चमक प्रारंभिक मान के 70% या 80% तक गिरने में लगने वाला समय। | LED की "सेवा जीवन" को सीधे परिभाषित करना। |
| लुमेन रखरखाव दर (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 दृश्यों की रंग स्थिरता को प्रभावित करता है। |
| Thermal Aging | सामग्री प्रदर्शन में गिरावट | लंबे समय तक उच्च तापमान के कारण एनकैप्सुलेशन सामग्री का क्षरण। | इससे चमक में कमी, रंग परिवर्तन या ओपन-सर्किट विफलता हो सकती है। |
IV. पैकेजिंग एवं सामग्री
| शब्दावली | सामान्य प्रकार | सामान्य व्याख्या | विशेषताएँ एवं अनुप्रयोग |
|---|---|---|---|
| पैकेजिंग प्रकार | EMC, PPA, सिरेमिक | चिप की सुरक्षा करने वाली और प्रकाशिकी तथा ऊष्मा इंटरफेस प्रदान करने वाली आवरण सामग्री। | EMC उच्च ताप सहनशीलता, कम लागत; सिरेमिक उत्कृष्ट ताप अपव्यय, लंबी आयु। |
| चिप संरचना | फॉरवर्ड माउंटेड, फ्लिप चिप (Flip Chip) | चिप इलेक्ट्रोड व्यवस्था विधि। | फ्लिप-चिप डिज़ाइन बेहतर हीट डिसिपेशन और उच्च प्रकाश दक्षता प्रदान करता 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 फॉस्फोर प्रकाश दक्षता, कलर टेम्परेचर और कलर रेंडरिंग इंडेक्स को प्रभावित करते हैं। |
| लेंस/ऑप्टिकल डिज़ाइन | प्लानर, माइक्रोलेंस, टोटल इंटरनल रिफ्लेक्शन | 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 | बिनिंग सामग्री | सामान्य व्याख्या | उद्देश्य |
|---|---|---|---|
| ल्यूमिनस फ्लक्स बिनिंग | कोड जैसे 2G, 2H | चमक के स्तर के अनुसार समूहीकरण, प्रत्येक समूह का न्यूनतम/अधिकतम लुमेन मान होता है। | एक ही बैच के उत्पादों की चमक सुनिश्चित करें। |
| वोल्टेज ग्रेडिंग | कोड जैसे 6W, 6X | फॉरवर्ड वोल्टेज रेंज के अनुसार समूहीकृत करें। | ड्राइविंग पावर स्रोत के मिलान और सिस्टम दक्षता में सुधार के लिए सुविधाजनक। |
| रंग वर्गीकरण | 5-step MacAdam ellipse | रंग निर्देशांक के अनुसार समूहीकरण करें, यह सुनिश्चित करते हुए कि रंग अत्यंत सीमित सीमा के भीतर आते हैं। | रंग एकरूपता सुनिश्चित करें, एक ही प्रकाश साधन के भीतर रंग में असमानता से बचें। |
| रंग तापमान श्रेणीकरण | 2700K, 3000K, आदि। | रंग तापमान के अनुसार समूहीकृत किया गया है, प्रत्येक समूह की अपनी संबंधित निर्देशांक सीमा है। | विभिन्न परिदृश्यों की रंग तापमान आवश्यकताओं को पूरा करना। |
छह, परीक्षण और प्रमाणन
| शब्दावली | मानक/परीक्षण | सामान्य व्याख्या | अर्थ |
|---|---|---|---|
| LM-80 | लुमेन रखरखाव परीक्षण | स्थिर तापमान परिस्थितियों में 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 जीवनकाल का अनुमान लगाना। | वैज्ञानिक जीवनकाल पूर्वानुमान प्रदान करना। |
| IESNA मानक | Illuminating Engineering Society Standard | Optical, electrical, and thermal test methods are covered. | Industry-recognized testing basis. |
| RoHS / REACH | पर्यावरण प्रमाणन | उत्पाद में हानिकारक पदार्थ (जैसे सीसा, पारा) नहीं होने का सुनिश्चित करें। | अंतरराष्ट्रीय बाजार में प्रवेश की पात्रता शर्तें। |
| ENERGY STAR / DLC | ऊर्जा दक्षता प्रमाणन | प्रकाश उत्पादों के लिए ऊर्जा दक्षता और प्रदर्शन प्रमाणन। | सरकारी खरीद, सब्सिडी परियोजनाओं में आमतौर पर उपयोग किया जाता है, बाजार प्रतिस्पर्धा बढ़ाने के लिए। |