LTP-1557AKD LED डॉट मैट्रिक्स डिस्प्ले डेटाशीट - 1.2 इंच (30.42mm) ऊंचाई - हाइपर रेड (650nm) - 40mW प्रति डॉट - अंग्रेजी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

LTP-1557AKD एक एकल-अंकीय, अल्फ़ान्यूमेरिक डिस्प्ले मॉड्यूल है जो AlInGaP (एल्यूमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड) हाइपर रेड प्रकाश-उत्सर्जक डायोड (LED) के 5x7 डॉट मैट्रिक्स का उपयोग करके निर्मित है। यह विन्यास ASCII और EBCDIC वर्ण सेट प्रदर्शित करने के लिए मानक है, जो इसे स्पष्ट, एकल-वर्ण रीडआउट की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाता है। डिवाइस में सफेद बिंदुओं वाला एक ग्रे फेस है, जो पठनीयता में सुधार के लिए कंट्रास्ट बढ़ाता है। इसका मूल डिज़ाइन सिद्धांत एक कॉमन-कैथोड कॉलम और कॉमन-एनोड रो मैट्रिक्स आर्किटेक्चर पर आधारित है, जो कम संख्या में I/O पिनों के साथ व्यक्तिगत LED को नियंत्रित करने के लिए कुशल मल्टीप्लेक्सिंग की अनुमति देता है।

1.1 मुख्य लाभ और लक्षित बाजार

इस डिस्प्ले के प्राथमिक लाभों में इसकी सॉलिड-स्टेट विश्वसनीयता, सिंगल-प्लेन डिज़ाइन के कारण चौड़ा व्यूइंग एंगल और कम बिजली की आवश्यकता शामिल है। 1.2-इंच (30.42 मिमी) वर्ण ऊंचाई अच्छी दृश्यता प्रदान करती है। इसे ल्यूमिनस इंटेंसिटी के लिए वर्गीकृत किया गया है, जो ब्राइटनेस बिनिंग की अनुमति देता है। डिवाइस क्षैतिज रूप से स्टैकेबल है, जो बहु-वर्ण डिस्प्ले बनाने में सक्षम बनाता है। इसके प्राथमिक लक्षित बाजारों में औद्योगिक नियंत्रण पैनल, इंस्ट्रुमेंटेशन, परीक्षण उपकरण, पॉइंट-ऑफ-सेल टर्मिनल और अन्य एम्बेडेड सिस्टम शामिल हैं जहां एक सरल, विश्वसनीय और कम-बिजली वर्ण डिस्प्ले की आवश्यकता होती है।

2. गहन तकनीकी पैरामीटर विश्लेषण

2.1 Absolute Maximum Ratings

ये रेटिंग्स उन सीमाओं को परिभाषित करती हैं जिनके परे डिवाइस को स्थायी क्षति हो सकती है। ये निरंतर संचालन के लिए नहीं हैं।

• प्रति डॉट औसत शक्ति अपव्यय: 40 mW. यह प्रत्येक व्यक्तिगत LED चिप पर निरंतर तापीय भार को सीमित करता है।
• प्रति डॉट शिखर अग्र धारा: 90 mA. यह केवल 1/10 ड्यूटी साइकिल और 0.1 ms पल्स चौड़ाई वाली पल्स्ड स्थितियों में अनुमेय है, जिसका उपयोग मल्टीप्लेक्स्ड योजनाओं में उच्च तात्कालिक चमक प्राप्त करने के लिए किया जाता है।
• प्रति डॉट औसत फॉरवर्ड करंट: आधार रेटिंग 25°C पर 15 mA है। परिवेश के तापमान (Ta) के 25°C से अधिक बढ़ने पर यह रेटिंग 0.2 mA/°C की दर से रैखिक रूप से कम होती है, जो थर्मल प्रबंधन के लिए एक महत्वपूर्ण विचार है।
• प्रति डॉट रिवर्स वोल्टेज: 5 V. इससे अधिक वोल्टेज LED के PN जंक्शन को नष्ट कर सकता है।
• Operating & Storage Temperature Range: -35°C से +85°C.
• सोल्डर तापमान: अधिकतम 260°C, अधिकतम 3 सेकंड के लिए, पैकेज की सीटिंग प्लेन से 1.6mm (1/16 इंच) नीचे मापा गया।

2.2 Electrical & Optical Characteristics

ये मापदंड 25°C के परिवेश तापमान (Ta) पर मापे जाते हैं और डिवाइस की विशिष्ट प्रदर्शन क्षमता को परिभाषित करते हैं।

• औसत दीप्त तीव्रता (I_V): 800 µcd (न्यूनतम) से लेकर 2600 µcd (सामान्य) तक की सीमा। I=32mA और 1/16 ड्यूटी साइकिल की पल्स्ड स्थिति के तहत मापा गया।_p=32mA और 1/16 ड्यूटी साइकिल। व्यापक सीमा चमकदार तीव्रता वर्गीकरण (बिनिंग) के प्रभाव को दर्शाती है।
• पीक एमिशन वेवलेंथ (λ_p): 650 nm (सामान्य)। यह उत्सर्जित प्रकाश के प्राथमिक रंग को हाइपर रेड के रूप में परिभाषित करता है।
• स्पेक्ट्रल लाइन हाफ-विड्थ (Δλ): 20 nm (typical). यह उत्सर्जित लाल प्रकाश की वर्णक्रमीय शुद्धता या बैंडविड्थ को दर्शाता है।
• Dominant Wavelength (λ_d): 639 nm (typical). यह मानव आँख द्वारा अनुभव की जाने वाली तरंगदैर्ध्य है, जो शिखर तरंगदैर्ध्य से थोड़ी भिन्न होती है।
• Forward Voltage (V_F) कोई भी डॉट:
  • 2.1V से 2.6V (सामान्य सीमा) I_F=20mA पर.
  • 2.3V से 2.8V (सामान्य सीमा) I_F=80mA (पल्स्ड) पर. LED का सकारात्मक तापमान गुणांक और गतिशील प्रतिरोध दर्शाता है।
• Reverse Current (I_R) कोई भी डॉट: Maximum 100 µA at V_R=5V.
• Luminous Intensity Matching Ratio (I_V-m): अधिकतम 2:1. यह समान ड्राइव स्थितियों के तहत सरणी में सबसे चमकीले और सबसे मंद एलईडी के बीच अधिकतम अनुमेय अनुपात निर्दिष्ट करता है, जिससे एक समान उपस्थिति सुनिश्चित होती है।

मापन नोट: Luminous intensity को एक सेंसर और फिल्टर संयोजन के साथ मापा जाता है जो CIE photopic eye-response curve का अनुमान लगाता है, यह सुनिश्चित करते हुए कि मान मानवीय दृश्य धारणा से सहसंबद्ध हों।

3. बिनिंग सिस्टम स्पष्टीकरण

डेटाशीट स्पष्ट रूप से बताती है कि डिवाइस "ल्यूमिनस इंटेंसिटी के लिए वर्गीकृत" है। यह एक महत्वपूर्ण बिनिंग पैरामीटर है।

• ल्यूमिनस इंटेंसिटी बिनिंग: The typical I_V 800-2600 µcd की सामान्य सीमा कई तीव्रता बिन का सुझाव देती है। डिजाइनरों को अनुप्रयोग की चमक आवश्यकताओं के आधार पर उपयुक्त बिन का चयन करना चाहिए और कई डिस्प्ले का उपयोग करते समय एकरूपता सुनिश्चित करनी चाहिए।
• Wavelength Consistency: जबकि तरंगदैर्ध्य के लिए स्पष्ट रूप से बिन नहीं किया गया है, λ के लिए कड़ी विशिष्ट विशिष्टताएँ_p (650nm) और λ_d (639nm) अच्छे निर्माण नियंत्रण का संकेत देते हैं, जिसके परिणामस्वरूप उपकरणों में लगातार लाल रंग प्राप्त होता है।
• फॉरवर्ड वोल्टेज: The specified V_F रेंज (उदाहरणार्थ, 2.1-2.6V) एक विस्तार दर्शाती है। कई डिस्प्ले वाले डिज़ाइन या सख्त बिजली आवश्यकताओं के लिए, वोल्टेज बिनिंग विकल्पों के लिए निर्माता से परामर्श करना आवश्यक हो सकता है।

4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

डेटाशीट "टाइपिकल इलेक्ट्रिकल / ऑप्टिकल कैरेक्टरिस्टिक कर्व्स" का संदर्भ देती है। हालांकि विशिष्ट ग्राफ़ पाठ में प्रदान नहीं किए गए हैं, ऐसे उपकरणों के लिए मानक वक्रों में आम तौर पर शामिल होंगे:

• फॉरवर्ड करंट बनाम फॉरवर्ड वोल्टेज (I-V कर्व): यह घातांकीय संबंध दर्शाता है, जो करंट-सीमित सर्किट डिजाइन के लिए महत्वपूर्ण है। वक्र तापमान के साथ खिसकता है।
• Relative Luminous Intensity vs. Forward Current: यह दर्शाता है कि सामान्य संचालन सीमा में प्रकाश उत्पादन करंट के साथ अपेक्षाकृत रैखिक होता है, इससे पहले कि बहुत अधिक करंट पर दक्षता में गिरावट होती है।
• सापेक्ष चमकदार तीव्रता बनाम परिवेश तापमान: जंक्शन तापमान बढ़ने पर प्रकाश उत्पादन में कमी को दर्शाता है, जो थर्मल प्रबंधन के महत्व को रेखांकित करता है, खासकर जब उच्च औसत धाराओं पर संचालित किया जाता है।
• स्पेक्ट्रम वितरण: 650nm के आसपास केंद्रित, ~20nm अर्ध-चौड़ाई वाली तरंगदैर्ध्य बनाम सापेक्ष तीव्रता का एक प्लॉट, हाइपर रेड रंग की पुष्टि करता है।

5. Mechanical & Package Information

फॉरवर्ड वोल्टेज: निर्दिष्ट VF रेंज (जैसे, 2.1-2.6V) एक स्प्रेड का तात्पर्य है। कई डिस्प्ले वाले या सख्त बिजली आवश्यकताओं वाले डिजाइनों के लिए, वोल्टेज बिनिंग विकल्पों के लिए निर्माता से परामर्श करना आवश्यक हो सकता है।

डिवाइस की विशिष्ट भौतिक विमाएँ एक ड्राइंग में प्रदान की गई हैं (पाठ में संदर्भित लेकिन विस्तृत नहीं)। अन्यथा निर्दिष्ट न होने पर सभी विमाएँ मिलीमीटर में हैं जिनकी मानक सहनशीलता ±0.25 mm है। इसमें समग्र ऊँचाई, चौड़ाई, गहराई, लीड स्पेसिंग और ग्रे फेस के भीतर डॉट मैट्रिक्स पोजिशनिंग शामिल है।

5.2 Pin Connection and Internal Circuit

डिवाइस 14-पिन कॉन्फ़िगरेशन का उपयोग करता है। आंतरिक सर्किट आरेख एक मानक 5x7 मैट्रिक्स दिखाता है जहाँ:
- कॉलम (1-5) कॉमन-कैथोड समूह हैं।
- पंक्तियाँ (1-7) सामान्य-एनोड समूह हैं।
किसी विशिष्ट बिंदु (जैसे, पंक्ति 3, स्तंभ 2) को प्रकाशित करने के लिए, संबंधित पंक्ति एनोड को उच्च (करंट लिमिटिंग के साथ) चालित किया जाना चाहिए, जबकि संबंधित स्तंभ कैथोड को निम्न खींचा जाता है। सही PCB लेआउट और ड्राइवर सर्किट डिज़ाइन के लिए पिनआउट टेबल आवश्यक है।

6. Soldering & Assembly Guidelines

The key assembly specification is the soldering profile.

• रीफ्लो सोल्डरिंग: पैकेज बॉडी (सीटिंग प्लेन से 1.6mm नीचे) पर अधिकतम अनुमेय तापमान 260°C है, और इस चरम तापमान को 3 सेकंड से अधिक समय तक बनाए नहीं रखा जाना चाहिए। एलईडी चिप्स, आंतरिक वायर बॉन्ड्स, या प्लास्टिक पैकेज को क्षति से बचाने के लिए इस सीमा के भीतर रहने हेतु मानक लीड-फ्री (SnAgCu) रीफ्लो प्रोफाइल्स को सावधानीपूर्वक नियंत्रित किया जाना चाहिए।
• हैंड सोल्डरिंग: यदि आवश्यक हो, तो इसे तापमान-नियंत्रित आयरन से जल्दी किया जाना चाहिए, गर्मी PCB पैड पर लगाई जानी चाहिए और लंबे समय तक सीधे घटक लीड पर नहीं।
• सफाई: केवल उन्हीं सफाई एजेंटों का उपयोग करें जो LED पैकेज सामग्री के साथ संगत हों।
• भंडारण की स्थिति: नमी अवशोषण और इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज क्षति को रोकने के लिए, निर्दिष्ट -35°C से +85°C तापमान सीमा के भीतर एक शुष्क, एंटी-स्टैटिक वातावरण में संग्रहित करें।

7. Application Suggestions

7.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य

• औद्योगिक रीडआउट्स: मशीनरी पर स्थिति संकेतक, त्रुटि कोड, या एकल-मूल्य प्रदर्शन।
• Test & Measurement Equipment: इकाइयाँ (V, A, Hz), चैनल नंबर, या सरल कोड प्रदर्शित करना।
• Consumer Electronics: घड़ी डिस्प्ले, उपकरण स्थिति संकेतक (हालांकि आजकल कम आम)।
• Prototyping & Education: माइक्रोकंट्रोलर इंटरफेसिंग और मल्टीप्लेक्सिंग तकनीकों को सीखने के लिए उत्कृष्ट।

7.2 डिज़ाइन संबंधी विचार

• ड्राइवर सर्किट: एक माइक्रोकंट्रोलर या समर्पित ड्राइवर IC की आवश्यकता है जो 12 लाइनों (5 कॉलम + 7 पंक्तियों) को मल्टीप्लेक्स करने में सक्षम हो। आवश्यक करंट को हैंडल करने के लिए ट्रांजिस्टर या इंटीग्रेटेड सिंक/सोर्स ड्राइवर्स का उपयोग करें।
• करंट लिमिटिंग: प्रत्येक पंक्ति या कॉलम लाइन के लिए आवश्यक। वांछित औसत करंट (जैसे, प्रति डॉट 10-15mA), सप्लाई वोल्टेज और LED फॉरवर्ड वोल्टेज के आधार पर रेसिस्टर वैल्यू की गणना करें। याद रखें कि मल्टीप्लेक्स्ड फ्रेम में करंट कई LEDs में साझा होता है।
• Refresh Rate: The multiplexing scan rate must be high enough (typically >100Hz) to avoid visible flicker. The 1/16 duty cycle mentioned in the specs implies a 16-step multiplexing scheme is suitable.
• Thermal Management: जब अधिकतम औसत धारा के निकट या उच्च परिवेशी तापमान पर संचालित करते हैं, तो पर्याप्त वेंटिलेशन सुनिश्चित करें। I के लिए 0.2 mA/°C डीरेटिंग विश्वसनीयता के लिए महत्वपूर्ण है।_F विश्वसनीयता के लिए महत्वपूर्ण है।
• देखने का कोण: चौड़ा देखने का कोण लाभदायक है, लेकिन उपयोगकर्ता के सापेक्ष माउंटिंग ओरिएंटेशन पर विचार करें।

8. Technical Comparison & Differentiation

पुराने GaAsP या GaP लाल LED मैट्रिक्स की तुलना में, LTP-1557AKD में AlInGaP तकनीक काफी अधिक चमकदार दक्षता प्रदान करती है, जिससे समान धारा पर उज्जवल डिस्प्ले या समान चमक के लिए कम बिजली की खपत होती है। हाइपर रेड (650nm) तरंगदैर्ध्य मानक लाल की तुलना में अधिक जीवंत और स्पष्ट है। आधुनिक ग्राफिक OLED या LCD की तुलना में, यह उपकरण कहीं अधिक सरल, मजबूत, कम लागत वाला है और व्यापक तापमान सीमा पर काम करता है, लेकिन यह पूर्वनिर्धारित 5x7 वर्णों तक सीमित है। इसकी विशेष जगह ऐसे अनुप्रयोगों में है जिनमें वर्ण प्रदर्शन के लिए अत्यधिक विश्वसनीयता, सरलता और कम लागत की मांग होती है।

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

• Q: क्या मैं इस डिस्प्ले को प्रत्येक डॉट पर निरंतर DC धारा से चला सकता हूं?
  A: तकनीकी रूप से हां, लेकिन इसके लिए 35 स्वतंत्र ड्राइवरों की आवश्यकता होगी, जो अक्षम है। मल्टीप्लेक्सिंग मानक और इच्छित विधि है, जो X-Y चयन आर्किटेक्चर का उपयोग करती है।
• Q: पीक करंट (90mA) औसत करंट (15mA) से इतना अधिक क्यों है?
  A: मल्टीप्लेक्सिंग में, प्रत्येक LED को समय के एक अंश (ड्यूटी साइकल) के लिए ही पावर दिया जाता है। 15mA DC के बराबर मानी जाने वाली औसत चमक प्राप्त करने के लिए, इसके सक्रिय समय स्लॉट के दौरान एक उच्च स्पंदित करंट का उपयोग किया जाता है। 90mA रेटिंग यह सुनिश्चित करती है कि LED इन संक्षिप्त स्पंदों को संभाल सकता है।
• Q: मेरे डिज़ाइन के लिए "2:1 ल्यूमिनस इंटेंसिटी मैचिंग रेशियो" का क्या अर्थ है?
  A: इसका अर्थ है कि समान ड्राइव स्थितियों में, ऐरे का सबसे मंद डॉट सबसे चमकीले डॉट की आधी चमक का हो सकता है। एक समान दिखने वाले अक्षरों के लिए, आपको एक सख्त बिन से डिवाइस चुनने की आवश्यकता हो सकती है या सॉफ्टवेयर ब्राइटनेस कम्पेंसेशन लागू करने की, यदि आपका ड्राइवर व्यक्तिगत डॉट नियंत्रण की अनुमति देता है।
• Q: मैं इस 14-पिन डिवाइस को कम I/O पिन वाले माइक्रोकंट्रोलर से कैसे इंटरफेस करूं?
  A> You must use external shift registers (like 74HC595), I/O expanders, or a dedicated LED driver IC with multiplexing support. You cannot reduce the number of required control lines below 12 for full control of the 5x7 matrix.

10. व्यावहारिक डिज़ाइन केस स्टडी

परिदृश्य: 70°C तक के परिवेशी तापमान पर कार्य करने वाले औद्योगिक ओवन नियंत्रक के लिए एकल-अंकीय तापमान रीडआउट डिज़ाइन करना।

• चमक: संभावित रूप से उज्ज्वल वातावरण में दृश्यता सुनिश्चित करने के लिए उच्च स्तर (जैसे, 2000+ µcd) से एक दीप्त तीव्रता बिन चुनें।
• ड्राइव करंट: डीरेटेड औसत धारा निर्धारित करें। Ta=70°C पर, डीरेटिंग (70-25)°C * 0.2 mA/°C = 9 mA है। इसलिए, प्रति डॉट अधिकतम सुरक्षित निरंतर औसत धारा 15 mA - 9 mA = 6 mA है। डिज़ाइन को आवश्यक चमक प्राप्त करते हुए प्रति डॉट औसत धारा को 6mA या उससे कम रखने के लिए 1/16 ड्यूटी साइकिल के भीतर स्पंदित धारा का उपयोग करना चाहिए। औसत धारा प्रति डॉट 6mA या उससे कम।
• Circuit: मल्टीप्लेक्सिंग सिग्नल उत्पन्न करने के लिए एक माइक्रोकंट्रोलर का उपयोग करें। कॉलम करंट को सिंक करने के लिए लो-साइड एन-चैनल MOSFETs और रो करंट को सोर्स करने के लिए हाई-साइड पी-चैनल MOSFETs या एक ड्राइवर IC का उपयोग करें। सप्लाई वोल्टेज (जैसे, 5V), पल्स्ड करंट पर LED Vf, और प्रभावी औसत चमक प्राप्त करने के लिए आवश्यक वांछित पल्स्ड करंट मान के आधार पर करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर्स की गणना करें।_F लेआउट:
• लेआउट: डिस्प्ले को पीसीबी पर अन्य ताप उत्पन्न करने वाले घटकों से दूर रखें। सुनिश्चित करें कि असेंबली के दौरान सोल्डर रीफ्लो प्रोफाइल 260°C पर 3 सेकंड की सीमा का कड़ाई से पालन करती है।

11. संचालन सिद्धांत

यह उपकरण एक अर्धचालक PN जंक्शन में इलेक्ट्रोलुमिनेसेंस के सिद्धांत पर कार्य करता है। जब किसी व्यक्तिगत LED सेल (एनोड पंक्ति उच्च, कैथोड स्तंभ निम्न) के पार डायोड के चालू वोल्टेज (~2.1V) से अधिक का एक फॉरवर्ड बायस वोल्टेज लगाया जाता है, तो सक्रिय AlInGaP क्षेत्र में इलेक्ट्रॉन और होल पुनर्संयोजित होते हैं, और 650 nm (लाल प्रकाश) पर केंद्रित तरंगदैर्ध्य वाले फोटॉन के रूप में ऊर्जा मुक्त करते हैं। 5x7 मैट्रिक्स व्यवस्था और सामान्य एनोड/कैथोड आर्किटेक्चर उपयुक्त पंक्ति और स्तंभ लाइनों का चयन करके 35 डॉट्स में से किसी भी डॉट को व्यक्तिगत रूप से एड्रेस करने की अनुमति देता है, जिससे मल्टीप्लेक्सिंग के माध्यम से वर्णों का निर्माण संभव होता है।

12. प्रौद्योगिकी रुझान

जबकि LTP-1557AKD जैसे डिस्क्रीट एलईडी डॉट मैट्रिक्स डिस्प्ले विशिष्ट मजबूत और लागत-संवेदनशील अनुप्रयोगों के लिए प्रासंगिक बने हुए हैं, व्यापक प्रवृत्ति एकीकरण और उन्नत प्रौद्योगिकियों की ओर है। अंतर्निहित नियंत्रकों वाले एकीकृत कैरेक्टर एलसीडी (LCD) और ओएलईडी मॉड्यूल अधिक जटिल डिस्प्ले के लिए मानक बन गए हैं। ऐसे अनुप्रयोगों के लिए जिन्हें अभी भी एलईडी की आवश्यकता है, सरफेस-माउंट डिवाइस (एसएमडी) एलईडी ऐरे और उच्च-घनत्व, मल्टी-कलर, एड्रेसेबल आरजीबी एलईडी मैट्रिक्स (जैसे, WS2812B-प्रकार के एलईडी का उपयोग करके) अपनी लचीलापन और उपयोग में आसानी के कारण तेजी से लोकप्रिय हो रहे हैं। हालांकि, पारंपरिक थ्रू-होल डॉट मैट्रिक्स एलईडी की सरलता, उच्च विश्वसनीयता, विस्तृत तापमान सीमा और विशिष्ट, चमकीली सिंगल-कलर आउटपुट उनके निरंतर उपयोग को औद्योगिक, ऑटोमोटिव और कठोर वातावरण अनुप्रयोगों में सुनिश्चित करती है जहां नई प्रौद्योगिकियां सभी आवश्यकताओं को पूरा नहीं कर सकती हैं।