LTP-2057AKA LED डॉट मैट्रिक्स डिस्प्ले डेटाशीट - 2.0 इंच (50.8mm) ऊंचाई - सुपर ऑरेंज (621nm) - 33mW प्रति डॉट - अंग्रेजी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

LTP-2057AKA एक एकल-अंकीय, अल्फ़ान्यूमेरिक डिस्प्ले मॉड्यूल है जो 5x7 डॉट मैट्रिक्स कॉन्फ़िगरेशन का उपयोग करके निर्मित है। इसका प्राथमिक कार्य दृश्य रूप से वर्णों और प्रतीकों को प्रदर्शित करना है, जिसे आमतौर पर विभिन्न इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में स्थिति संकेतकों, सरल रीडआउट्स और सूचना पैनलों के लिए उपयोग किया जाता है। इस उपकरण का मुख्य लाभ प्रकाश-उत्सर्जक तत्वों के लिए AlInGaP (एल्यूमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड) LED प्रौद्योगिकी के उपयोग में निहित है, विशेष रूप से "सुपर ऑरेंज" रंग में। यह सामग्री प्रणाली पुरानी प्रौद्योगिकियों की तुलना में दक्षता और रंग स्थिरता के मामले में लाभ प्रदान करती है। डिस्प्ले में सफेद रंग के डॉट्स के साथ एक ग्रे फेसप्लेट है, जो उत्सर्जित प्रकाश के लिए एक उच्च-कंट्रास्ट पृष्ठभूमि प्रदान करता है, जिससे पठनीयता बढ़ती है। यह उपकरण उन अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है जिनमें मध्यम आकार, विश्वसनीय और कम-शक्ति वाले वर्ण प्रदर्शन की आवश्यकता होती है।

2. गहन तकनीकी पैरामीटर विश्लेषण

2.1 प्रकाशीय विशेषताएँ

प्रदर्शन के कार्य में प्रकाशीय प्रदर्शन केंद्रीय है। मुख्य पैरामीटर, औसत दीप्त तीव्रता (Iv), न्यूनतम 2100 μcd, विशिष्ट मान 4600 μcd के साथ निर्दिष्ट है, और 1/16 ड्यूटी साइकल पर 32mA के स्पंदित अग्र धारा (Ip) की परीक्षण स्थिति में कोई अधिकतम सीमा नहीं है। यह स्पंदित चालन विधि बहुसंकेतित प्रदर्शनों के लिए शक्ति और ऊष्मा का प्रबंधन करते हुए अनुभूत चमक प्राप्त करने के लिए मानक है। रंग को इसकी शिखर उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य (λp) 621 नैनोमीटर (nm) द्वारा परिभाषित किया गया है, जो इसे स्पेक्ट्रम के नारंगी-लाल क्षेत्र में रखता है। स्पेक्ट्रल लाइन अर्ध-चौड़ाई (Δλ) 18 nm है, जो वर्णक्रमीय शुद्धता या उत्सर्जित प्रकाश बैंड की संकीर्णता को दर्शाती है। प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd) 615 nm है, जो मानव आंख द्वारा अनुभव की जाने वाली तरंगदैर्ध्य है और शिखर तरंगदैर्ध्य से थोड़ी भिन्न हो सकती है। 2:1 की दीप्त तीव्रता मिलान अनुपात निर्दिष्ट है, जिसका अर्थ है कि सरणी में सबसे चमकीले और सबसे मंद खंडों के बीच चमक भिन्नता इस अनुपात से अधिक नहीं होनी चाहिए, जिससे एक समान रूप सुनिश्चित होता है।

2.2 विद्युत विशेषताएँ

विद्युत पैरामीटर प्रदर्शन के लिए संचालन सीमाएं और स्थितियां परिभाषित करते हैं। निरपेक्ष अधिकतम रेटिंग सुरक्षित संचालन के लिए सीमाएं निर्धारित करती है: प्रति डॉट 33 मिलीवाट (mW) की औसत शक्ति क्षय, प्रति डॉट 90mA की शिखर अग्र धारा, और प्रति डॉट औसत अग्र धारा जो 25°C पर 13mA से 0.17mA/°C द्वारा रैखिक रूप से घटती है। उच्च परिवेशी तापमान पर तापीय प्रबंधन के लिए यह कमी महत्वपूर्ण है। प्रति डॉट अधिकतम विपरीत वोल्टेज 5 वोल्ट (V) है। किसी एकल LED डॉट के लिए अग्र वोल्टेज (Vf) आम तौर पर 20mA पर 2.6V होता है, और 80mA की उच्चतर परीक्षण धारा पर अधिकतम 2.8V होता है। विपरीत धारा (Ir) पूर्ण 5V विपरीत अभिनति पर अधिकतम 100 माइक्रोएम्पियर (μA) है।

2.3 Thermal and Environmental Specifications

डिवाइस -35°C से +85°C के संचालन तापमान सीमा और एक समान भंडारण तापमान सीमा के लिए रेटेड है। यह विस्तृत सीमा इसे औद्योगिक और ऑटोमोटिव वातावरणों के लिए उपयुक्त बनाती है जो चरम तापमान के अधीन होते हैं। एक महत्वपूर्ण असेंबली पैरामीटर 260°C का अधिकतम सोल्डर तापमान है, जिसकी अधिकतम अवधि 3 सेकंड है, जिसे घटक के सीटिंग प्लेन से 1.6mm (1/16 इंच) नीचे एक बिंदु पर मापा जाता है। रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया के दौरान तापीय क्षति को रोकने के लिए यह दिशानिर्देश आवश्यक है।

3. Mechanical and Packaging Information

डिस्प्ले की घोषित मैट्रिक्स ऊंचाई 2.0 इंच (50.8 मिमी) है। प्रदान किया गया पैकेज आयाम चित्र (डेटाशीट में संदर्भित) सटीक भौतिक रूपरेखा, पिन स्थानों और समग्र आकार का विवरण देगा। इन आयामों के लिए सहनशीलता आमतौर पर ±0.25 मिमी होती है, जब तक कि अन्यथा नोट न किया गया हो। डिवाइस सर्किट बोर्ड में एकीकरण के लिए एक मानक पिन कनेक्शन इंटरफ़ेस का उपयोग करता है।

4. Pin Connection and Internal Circuit

LTP-2057AKA में एक 14-पिन इंटरफ़ेस है। पिनआउट विशेष रूप से X-Y (मैट्रिक्स) एड्रेसिंग के लिए व्यवस्थित किया गया है: पिनों को या तो कॉलम के लिए एनोड या पंक्तियों के लिए कैथोड के रूप में नामित किया गया है। उदाहरण के लिए, पिन 1 पंक्ति 5 के लिए कैथोड है, पिन 3 कॉलम 2 के लिए एनोड है, इत्यादि। यह व्यवस्था एक माइक्रोकंट्रोलर को संबंधित कॉलम (एनोड) और पंक्ति (कैथोड) लाइनों को सक्रिय करके 5x7 ग्रिड में किसी भी एकल बिंदु को चुनिंदा रूप से प्रकाशित करने की अनुमति देती है। आंतरिक सर्किट आरेख (डेटाशीट में संदर्भित) इस मैट्रिक्स संरचना को दृश्य रूप से दर्शाएगा, जो 35 व्यक्तिगत एलईडी (5 कॉलम x 7 पंक्तियाँ) दिखाता है, जिनके एनोड कॉलम समूहों से और कैथोड पंक्ति समूहों से जुड़े होते हैं।

5. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

डेटाशीट में Typical Electrical/Optical Characteristic Curves के लिए एक अनुभाग संदर्भित है। ये ग्राफ डिज़ाइन इंजीनियरों के लिए अमूल्य हैं। इनमें आम तौर पर एकल LED तत्व के लिए फॉरवर्ड करंट बनाम फॉरवर्ड वोल्टेज (I-V कर्व) जैसे प्लॉट शामिल होंगे, जो गैर-रैखिक संबंध और टर्न-ऑन वोल्टेज दिखाते हैं। ल्यूमिनस इंटेंसिटी बनाम फॉरवर्ड करंट कर्व यह दर्शाएंगे कि करंट बढ़ने के साथ प्रकाश उत्पादन कैसे बढ़ता है, संभावित रूप से संतृप्ति प्रभाव दिखाते हुए। ल्यूमिनस इंटेंसिटी या फॉरवर्ड वोल्टेज में एंबिएंट टेम्परेचर के साथ भिन्नता दिखाने वाले कर्व भी हो सकते हैं, जो निर्दिष्ट तापमान सीमा पर स्थिर सर्किट डिजाइन करने के लिए महत्वपूर्ण है। इन कर्व का विश्लेषण करने से वांछित चमक के लिए ड्राइव करंट को अनुकूलित करने और प्रदर्शन पर थर्मल प्रभावों को समझने में सहायता मिलती है।

6. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश

जैसा कि पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स में उल्लेख किया गया है, प्राथमिक असेंबली बाध्यता सोल्डरिंग तापमान प्रोफ़ाइल है। रीफ्लो सोल्डरिंग के दौरान डिवाइस 3 सेकंड तक 260°C के शिखर तापमान को सहन कर सकता है। यह महत्वपूर्ण है कि पैकेज लीड्स पर मापा गया तापमान इस सीमा से अधिक न हो ताकि आंतरिक वायर बॉन्ड्स, LED चिप्स या प्लास्टिक पैकेज को नुकसान से बचाया जा सके। लीड-फ्री सोल्डरिंग के लिए मानक उद्योग रीफ्लो प्रोफ़ाइल (जो लगभग 240-250°C पर शिखर पर होती है) आम तौर पर संगत हैं, लेकिन प्रोफ़ाइल को सत्यापित किया जाना चाहिए। आयरन से मैन्युअल सोल्डरिंग जल्दी और सावधानीपूर्वक तापमान नियंत्रण के साथ की जानी चाहिए ताकि ऊष्मा स्थानीय रहे। LED घटकों के साथ उचित ESD (इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज) हैंडलिंग प्रक्रियाओं का हमेशा पालन किया जाना चाहिए।

7. Application Suggestions and Design Considerations

7.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य

यह 5x7 डॉट मैट्रिक्स डिस्प्ले उन अनुप्रयोगों के लिए आदर्श है जिन्हें एक स्पष्ट अल्फ़ान्यूमेरिक वर्ण की आवश्यकता होती है। सामान्य उपयोगों में शामिल हैं: वोल्टेज, करंट या तापमान रीडआउट के लिए पैनल मीटर; औद्योगिक उपकरणों पर स्थिति प्रदर्शन (त्रुटि कोड या मोड संकेतक दिखाते हुए); माइक्रोवेव ओवन या वाशिंग मशीन जैसे उपभोक्ता उपकरण; और परीक्षण/माप उपकरण। मानक ASCII और EBCDIC वर्ण कोड के साथ इसकी संगतता माइक्रोकंट्रोलर के साथ प्रोग्रामिंग को सरल बनाती है।

7.2 डिज़ाइन संबंधी विचार

ड्राइव सर्किटरी: डिस्प्ले को मल्टीप्लेक्स्ड ड्राइव इलेक्ट्रॉनिक्स की आवश्यकता होती है। पंक्तियों और स्तंभों को क्रमिक रूप से स्कैन करने के लिए पर्याप्त I/O पिन वाला एक माइक्रोकंट्रोलर या बाहरी ड्राइवर ICs (जैसे शिफ्ट रजिस्टर या समर्पित LED ड्राइवर चिप्स) के साथ युग्मित होना आवश्यक है। डेटाशीट की 32mA पल्स करंट पर 1/16 ड्यूटी साइकिल की टेस्ट कंडीशन आवश्यक करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर्स की गणना के लिए एक प्रारंभिक बिंदु प्रदान करती है। प्रति LED औसत करंट बहुत कम होगा (उदाहरण के लिए, 32mA / 16 = 2mA औसत यदि केवल एक डॉट चालू है, लेकिन यह एक पंक्ति में एक साथ जलने वाले डॉट्स की संख्या के साथ बदलता है)।
पावर सप्लाई: ~2.6V का फॉरवर्ड वोल्टेज का मतलब है कि ड्राइव वोल्टेज इससे अधिक होना चाहिए, आमतौर पर 3.3V या 5V सिस्टम का उपयोग किया जाता है। पावर सप्लाई मल्टीप्लेक्सिंग के दौरान पीक करंट की मांग को संभालने में सक्षम होनी चाहिए।
व्यूइंग एंगल: डेटाशीट में "वाइड व्यूइंग एंगल" का उल्लेख है, जो एलईडी चिप और डिफ्यूज्ड लेंस डिज़ाइन की एक विशेषता है। इष्टतम प्लेसमेंट के लिए, अंतिम उपयोगकर्ता की प्राथमिक देखने की दिशा पर विचार करें।
स्टैकिंग: "क्षैतिज रूप से स्टैक करने योग्य" होने की विशेषता का अर्थ है कि एकाधिक इकाइयों को साथ-साथ रखकर बहु-अक्षर डिस्प्ले बनाया जा सकता है। मॉड्यूल्स के बीच यांत्रिक संरेखण और विद्युत अंतर्संयोजन को डिज़ाइन करने की आवश्यकता होती है।

8. तकनीकी तुलना एवं विभेदन

LTP-2057AKA के लिए मुख्य विभेदक नारंगी रंग के लिए AlInGaP LED प्रौद्योगिकी का उपयोग है। मानक GaAsP (गैलियम आर्सेनाइड फॉस्फाइड) लाल/नारंगी LEDs जैसी पुरानी प्रौद्योगिकियों की तुलना में, AlInGaP काफी उच्च दीप्त दक्षता (विद्युत शक्ति की प्रति इकाई अधिक प्रकाश उत्पादन) और उच्च तापमान पर बेहतर प्रदर्शन रखरखाव प्रदान करता है। "सुपर ऑरेंज" 621nm तरंगदैर्ध्य एक जीवंत, अत्यधिक दृश्यमान रंग प्रदान करता है। सफेद बिंदुओं वाला ग्रे फेस बिना बिजली के एक पेशेवर, उच्च-कंट्रास्ट उपस्थिति प्रदान करता है, जो पूरी तरह से काले या पूरी तरह से लाल डिस्प्ले पर एक डिज़ाइन लाभ हो सकता है। 2.0-इंच अक्षर ऊंचाई एक विशिष्ट आकार है जिसे देखने की दूरी की आवश्यकताओं के आधार पर छोटे (जैसे, 0.8-इंच) या बड़े डिस्प्ले पर चुना जा सकता है।

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

प्र: इस डिस्प्ले के लिए करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर मान की गणना कैसे करूं?
A: आपको औसत नहीं, बल्कि पल्स (पीक) करंट के लिए डिज़ाइन करना होगा। परीक्षण स्थिति को संदर्भ के रूप में उपयोग करते हुए (Vf typ. 2.6V पर 32mA), और 5V ड्राइव आपूर्ति मानते हुए: R = (V_supply - Vf) / I_peak = (5V - 2.6V) / 0.032A = 75 ओम। अधिक सुरक्षित, मंद गणना के लिए अधिकतम Vf (2.8V) का उपयोग करें: R = (5V - 2.8V) / 0.032A = ~68 ओम। एक मानक 68 या 75 ओम रेसिस्टर उपयुक्त होगा। रेसिस्टर की पावर रेटिंग की गणना पीक नहीं, बल्कि औसत करंट के आधार पर की जानी चाहिए।

Q: इस डिस्प्ले को ड्राइव करने के लिए 1/16 ड्यूटी साइकल का क्या अर्थ है?
A: एक मल्टीप्लेक्स्ड 5x7 मैट्रिक्स में, एक सामान्य स्कैनिंग विधि यह है कि एक समय में एक पंक्ति (कैथोड) को सक्रिय किया जाए, जबकि उस पंक्ति के लिए 5 कॉलम (एनोड) को डेटा आपूर्ति की जाए। 7 पंक्तियों के साथ, यदि प्रत्येक पंक्ति को क्रमिक और समान रूप से सक्रिय किया जाता है, तो किसी भी एकल LED के लिए ड्यूटी साइकल 1/7 होती है। डेटाशीट का 1/16 ड्यूटी साइकल एक भिन्न या अधिक रूढ़िवादी मल्टीप्लेक्सिंग योजना का सुझाव देता है, संभवतः ब्लैंकिंग अवधि को शामिल करते हुए। ड्राइवर सर्किट को रेटेड औसत दीप्त तीव्रता प्राप्त करने के लिए, निर्दिष्ट पीक करंट (जैसे, 32mA) पर LED को उसके आवंटित समय स्लाइस के लिए पल्स करना होगा।

Q: क्या मैं इस डिस्प्ले को मल्टीप्लेक्सिंग के बजाय निरंतर DC करंट से ड्राइव कर सकता हूं?
A: तकनीकी रूप से, हां, लेकिन यह अत्यधिक अक्षम है और अनुशंसित नहीं है। सभी 35 डॉट्स को एक साथ यहां तक कि 5mA जैसी कम करंट पर भी चलाने के लिए कुल 175mA करंट की आवश्यकता होगी और पर्याप्त ऊष्मा उत्पन्न करेगा, जो संभवतः पैकेज की पावर डिसिपेशन सीमा से अधिक हो जाएगी। मल्टीप्लेक्सिंग मानक और इच्छित संचालन विधि है।

10. व्यावहारिक डिज़ाइन और उपयोग उदाहरण

Consider designing a simple temperature readout displaying a value from 0 to 99 degrees Celsius. This would require two LTP-2057AKA displays stacked horizontally. A microcontroller (e.g., an ATmega328P) would be connected to the 14 pins of each display (28 I/O pins total). To save I/O, the column (anode) lines of both displays could be connected in parallel (5 shared lines), and the row (cathode) lines would be controlled separately for each display (7+7=14 lines). This uses 19 I/O pins. Alternatively, external 8-bit shift registers could be used to drastically reduce the microcontroller I/O requirement. The software would contain a font map, translating the digits 0-9 into the corresponding pattern of lit dots for the 5x7 grid. It would then scan through the 7 rows, for each display, sending the appropriate column data for the rows of the characters to be shown. The scanning must be fast enough (typically >60Hz) to avoid visible flicker.

11. Operating Principle Introduction

LTP-2057AKA एक पैसिव मैट्रिक्स LED ऐरे के सिद्धांत पर कार्य करता है। इसमें 5 कॉलम और 7 पंक्तियों के ग्रिड में व्यवस्थित 35 स्वतंत्र AlInGaP अर्धचालक LED जंक्शन होते हैं। प्रत्येक LED एक कॉलम एनोड लाइन और एक पंक्ति कैथोड लाइन के प्रतिच्छेदन पर बनता है। जब एक विशिष्ट कॉलम (सकारात्मक) और एक विशिष्ट पंक्ति (नकारात्मक) के बीच डायोड के टर्न-ऑन वोल्टेज (~2.6V) से अधिक का फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो उस एकल LED के माध्यम से करंट प्रवाहित होता है, जिससे यह लगभग 621 nm (नारंगी) तरंगदैर्ध्य पर फोटॉन—प्रकाश—उत्सर्जित करता है। यह तेजी से अनुक्रमण करके कि कौन सी पंक्ति ग्राउंडेड है (कैथोड सक्रिय) और किन कॉलमों को करंट की आपूर्ति की गई है (एनोड सक्रिय), डॉट्स के विभिन्न पैटर्न प्रकाशित किए जा सकते हैं, जिससे अक्षर या प्रतीक बनते हैं। मानव आंख की दृष्टि की निरंतरता इन तेज चमक को एक स्थिर छवि में मिला देती है।

12. Technology Trends and Context

LTP-2057AKA जैसे डिस्प्ले ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स के एक परिपक्व और विश्वसनीय खंड का प्रतिनिधित्व करते हैं। हालांकि जटिल ग्राफिकल डिस्प्ले के लिए ऑर्गेनिक LED (OLED) या उच्च-रिज़ॉल्यूशन LCD जैसी नई प्रौद्योगिकियां प्रभावी हैं, सरल LED डॉट मैट्रिक्स मॉड्यूल उन अनुप्रयोगों के लिए अत्यधिक प्रासंगिक बने हुए हैं जिन्हें मजबूती, लंबी आयु, व्यापक तापमान संचालन, उच्च चमक और प्रति वर्ण कम लागत की आवश्यकता होती है। इस खंड के भीतर रुझान उच्च दक्षता वाली LED सामग्रियों (जैसे यहां प्रयुक्त AlInGaP, और नीले/हरे/सफेद के लिए InGaN) की ओर है, जो कम बिजली की खपत या उच्च चमक की अनुमति देती हैं। एकीकृत समाधानों की ओर भी एक रुझान है जहां ड्राइवर इलेक्ट्रॉनिक्स डिस्प्ले मॉड्यूल में ही निर्मित होते हैं, जो अंतिम इंजीनियर के लिए सिस्टम डिजाइन को सरल बनाते हैं। हालांकि, इसकी सादगी और कम लागत के कारण, मूल निष्क्रिय मैट्रिक्स आर्किटेक्चर औद्योगिक, ऑटोमोटिव और उपभोक्ता संदर्भों में एकल और बहु-वर्ण संख्यात्मक और अल्फ़ान्यूमेरिक डिस्प्ले के लिए एक मुख्य आधार बना हुआ है।