LTP-2088AKD 8x8 डॉट मैट्रिक्स एलईडी डिस्प्ले डेटाशीट - 2.3 इंच ऊंचाई - AlInGaP हाइपर रेड - 2.6V फॉरवर्ड वोल्टेज - 40mW पावर डिसिपेशन - अंग्रेजी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

LTP-2088AKD एक सिंगल-प्लेन, 8x8 डॉट मैट्रिक्स LED डिस्प्ले मॉड्यूल है जिसे अल्फ़ान्यूमेरिक और प्रतीकात्मक सूचना प्रस्तुति के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसका प्राथमिक कार्य इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम में एक विश्वसनीय, कम-बिजली दृश्य आउटपुट इंटरफ़ेस प्रदान करना है। इस उपकरण का मुख्य लाभ इसके AlInGaP (एल्यूमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड) हाइपर रेड LED चिप्स के उपयोग में निहित है, जो प्रदर्शन और दक्षता का संतुलन प्रदान करते हैं। डिस्प्ले में सफेद सेगमेंट के साथ ग्रे फेस है, जो कंट्रास्ट और पठनीयता को बढ़ाता है। इसे ल्यूमिनस इंटेंसिटी के लिए वर्गीकृत किया गया है, जो उत्पादन बैचों में चमक की स्थिरता सुनिश्चित करता है। यह उपकरण क्षैतिज रूप से स्टैकेबल है, जो जटिल इंटरफेसिंग के बिना व्यापक मल्टी-कैरेक्टर डिस्प्ले बनाने की अनुमति देता है। USASCII और EBCDIC जैसे मानक कैरेक्टर कोड के साथ इसकी संगतता इसे सरल टेक्स्ट आउटपुट की आवश्यकता वाले विभिन्न डिजिटल सिस्टम में एकीकरण के लिए बहुमुखी बनाती है।

2. तकनीकी विशिष्टताओं का गहन विश्लेषण

2.1 Optical Characteristics

प्रकाशीय प्रदर्शन को 25°C के परिवेश तापमान (T) पर परिभाषित किया गया है।_Aमुख्य पैरामीटर, औसत दीप्त तीव्रता (I), का एक विशिष्ट मान 3500 µcd (माइक्रोकैंडेला) है, जो I=32mA और 1/16 ड्यूटी साइकिल की परीक्षण स्थिति के तहत है।_Vनिर्दिष्ट न्यूनतम मान 1650 µcd है, और कोई अधिकतम सीमा सूचीबद्ध नहीं है, जो एक न्यूनतम चमक सीमा को पूरा करने पर ध्यान केंद्रित करने का संकेत देता है।_pडिवाइस लाल स्पेक्ट्रम में उत्सर्जित करता है जिसकी शिखर उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य (λ) है।_p) 650 nm की और एक प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λ_d) 639 nm का, I_F=20mA पर मापा गया। वर्णक्रमीय शुद्धता को 20 nm के वर्णक्रम रेखा अर्ध-चौड़ाई (Δλ) द्वारा दर्शाया गया है। बहु-डॉट डिस्प्ले के लिए एक महत्वपूर्ण पैरामीटर ल्यूमिनस इंटेंसिटी मैचिंग रेशियो (I_V-m), जो अधिकतम 2:1 के रूप में निर्दिष्ट है। इसका अर्थ है कि सरणी में सबसे चमकीला बिंदु समान संचालन स्थितियों में सबसे मंद बिंदु से दोगुने से अधिक चमकीला नहीं होगा, जिससे एक समान रूप सुनिश्चित होता है।

2.2 Electrical Characteristics

विद्युत मापदंड भी T_A=25°C पर निर्दिष्ट किए गए हैं। फॉरवर्ड वोल्टेज (V_Fकिसी भी एकल एलईडी डॉट के लिए) आमतौर पर I पर 2.6V होता है_F=20mA, I के उच्च पल्स करंट पर अधिकतम 2.8V के साथ_F=80mA. न्यूनतम V_F 20mA पर 2.1V है। रिवर्स करंट (I_R) अधिकतम 100 µA तक सीमित है जब एक रिवर्स वोल्टेज (V_R) of 5V लगाया जाता है, जो अच्छी डायोड विशेषताओं को दर्शाता है।

2.3 Absolute Maximum Ratings

ये रेटिंग्स उन तनाव सीमाओं को परिभाषित करती हैं जिनके परे स्थायी क्षति हो सकती है। प्रति डॉट औसत शक्ति अपव्यय 40 mW से अधिक नहीं होना चाहिए। प्रति डॉट पीक फॉरवर्ड करंट 90 mA पर रेटेड है। प्रति डॉट औसत फॉरवर्ड करंट 25°C पर 15 mA है, जिसमें 0.2 mA/°C का डीरेटिंग फैक्टर है, जिसका अर्थ है कि परिवेश का तापमान 25°C से ऊपर बढ़ने पर अनुमत निरंतर धारा कम हो जाती है। प्रति डॉट अधिकतम रिवर्स वोल्टेज 5V है। डिवाइस -35°C से +85°C के ऑपरेटिंग तापमान रेंज और एक समान स्टोरेज तापमान रेंज के लिए रेटेड है। सोल्डरबिलिटी को वेव या रीफ्लो प्रक्रिया के लिए निर्दिष्ट किया गया है: डिवाइस पैकेज के सीटिंग प्लेन से 1/16 इंच (लगभग 1.59 mm) नीचे एक बिंदु पर 260°C को 3 सेकंड तक सहन कर सकता है।

3. Mechanical and Package Information

डिस्प्ले की मैट्रिक्स ऊंचाई 2.3 इंच (58.42 मिमी) है। पैकेज के आयाम एक विस्तृत ड्राइंग में प्रदान किए गए हैं जिसमें सभी माप मिलीमीटर में हैं। इन आयामों के लिए निर्माण सहनशीलता ±0.25 मिमी (या ±0.01 इंच) है, जब तक कि ड्राइंग पर विशेष रूप से अन्यथा नोट न किया गया हो। यह स्तर की सटीकता पैनल या आवरणों में यांत्रिक फिटिंग के लिए महत्वपूर्ण है।

4. Pin Connection and Internal Circuit

डिवाइस इंटरफेसिंग के लिए 16-पिन कॉन्फ़िगरेशन का उपयोग करता है। पिनआउट X-Y मैट्रिक्स ड्राइविंग के लिए डिज़ाइन किया गया है। पिन 1-4 और 9-12 क्रमशः कॉलम 1-4 और 8-5 के लिए एनोड हैं। पिन 5-8 और 13-16 क्रमशः पंक्ति 5-8 और 4-1 के लिए कैथोड हैं। सही ड्राइविंग सर्किटरी डिजाइन करने के लिए यह विशिष्ट व्यवस्था महत्वपूर्ण है। आंतरिक सर्किट आरेख से पता चलता है कि 64 एलईडी (8 पंक्तियाँ x 8 कॉलम) पंक्तियों के लिए एक सामान्य-कैथोड कॉन्फ़िगरेशन में व्यवस्थित हैं। इसका मतलब है कि एक विशिष्ट डॉट को रोशन करने के लिए, उसके संबंधित कॉलम एनोड को हाई (सकारात्मक वोल्टेज लगाया गया) ड्राइव किया जाना चाहिए, जबकि उसकी पंक्ति कैथोड को लो (ग्राउंडेड) ड्राइव किया जाना चाहिए। पैटर्न प्रदर्शित करने के लिए पंक्तियों या स्तंभों के माध्यम से स्कैन करने के लिए मल्टीप्लेक्सिंग तकनीकों का उपयोग किया जाता है।

5. बिनिंग सिस्टम स्पष्टीकरण

डेटाशीट स्पष्ट रूप से बताती है कि डिवाइस "ल्यूमिनस इंटेंसिटी के लिए वर्गीकृत" है। यह एक बिनिंग प्रक्रिया को इंगित करता है जहां निर्मित इकाइयों को मानक परीक्षण स्थितियों में उनके मापे गए प्रकाश उत्पादन (µcd में) के आधार पर छांटा जाता है। विशिष्ट तीव्रता सीमा के भीतर आने वाली इकाइयों को एक साथ समूहीकृत किया जाता है। यह डिजाइनरों को किसी दिए गए अनुप्रयोग के लिए सुसंगत चमक वाले डिस्प्ले का चयन करने की अनुमति देता है, जिससे किसी उत्पाद में विभिन्न इकाइयों के बीच ध्यान देने योग्य भिन्नताओं को रोका जा सके। हालांकि इस दस्तावेज़ में विस्तृत नहीं है, ऐसे डिस्प्ले के लिए सामान्य बिनिंग में कई तीव्रता ग्रेड (जैसे, उच्च-चमक, मानक-चमक) शामिल हो सकते हैं।

6. Performance Curve Analysis

डेटाशीट "टाइपिकल इलेक्ट्रिकल / ऑप्टिकल कैरेक्टरिस्टिक कर्व्स" का संदर्भ देती है। ये ग्राफ़, जो आमतौर पर पूर्ण डेटाशीट संस्करणों में शामिल होते हैं, मुख्य पैरामीटर्स के बीच संबंध को दृश्य रूप से प्रस्तुत करेंगे। अपेक्षित कर्व्स में शामिल हैं: फॉरवर्ड करंट बनाम फॉरवर्ड वोल्टेज (आई-वी कर्व), जो घातीय संबंध दिखाता है और ड्राइवर वोल्टेज गणना की अनुमति देता है; ल्यूमिनस इंटेंसिटी बनाम फॉरवर्ड करंट, जो दिखाता है कि कैसे प्रकाश उत्पादन करंट के साथ बढ़ता है, अक्सर उच्च करंट पर उप-रैखिक तरीके से; ल्यूमिनस इंटेंसिटी बनाम एंबिएंट टेम्परेचर, जो दिखाता है कि तापमान बढ़ने पर उत्पादन कैसे घटता है; और संभवतः स्पेक्ट्रल डिस्ट्रीब्यूशन कर्व, जो 650 एनएम के आसपास केंद्रित तरंगदैर्ध्य पर सापेक्ष शक्ति को दर्शाता है। इन कर्व्स का विश्लेषण ड्राइव स्थितियों को अनुकूलित करने और गैर-मानक तापमान के तहत प्रदर्शन को समझने के लिए आवश्यक है।

7. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश

प्रदान किया गया प्राथमिक दिशानिर्देश सोल्डर तापमान के लिए पूर्ण अधिकतम रेटिंग है: 260°C 3 सेकंड के लिए, पैकेज सीटिंग प्लेन से 1.59 मिमी (1/16") नीचे मापा गया। यह वेव या रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के लिए एक मानक रेटिंग है। आंतरिक एलईडी चिप्स, वायर बॉन्ड्स या प्लास्टिक पैकेज को नुकसान से बचाने के लिए डिजाइनरों को यह सुनिश्चित करना चाहिए कि उनकी सोल्डरिंग प्रोफाइल इस सीमा से अधिक न हो। मैनुअल सोल्डरिंग के लिए, न्यूनतम संपर्क समय के साथ तापमान-नियंत्रित आयरन का उपयोग किया जाना चाहिए। असेंबली के दौरान उचित ईएसडी (इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज) हैंडलिंग प्रक्रियाओं का हमेशा पालन किया जाना चाहिए, क्योंकि एलईडी स्थिर बिजली के प्रति संवेदनशील होते हैं।

8. अनुप्रयोग सुझाव

8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य

यह 8x8 डॉट मैट्रिक्स उन अनुप्रयोगों के लिए आदर्श है जिनमें संक्षिप्त, कम रिज़ॉल्यूशन वाला पाठ या सरल ग्राफिक्स की आवश्यकता होती है। सामान्य उपयोगों में शामिल हैं: स्टेटस कोड या सरल संदेश प्रदर्शित करने के लिए औद्योगिक नियंत्रण पैनल; संख्यात्मक मान या इकाइयाँ दिखाने के लिए परीक्षण और माप उपकरण; सरल स्कोरबोर्ड या सूचना प्रदर्शक जैसे उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स; और माइक्रोकंट्रोलर इंटरफेसिंग और मल्टीप्लेक्सिंग के बारे में सीखने के लिए शैक्षिक किट।

8.2 डिज़ाइन विचार

ड्राइव सर्किटरी: पर्याप्त I/O पिन वाला एक माइक्रोकंट्रोलर या समर्पित LED ड्राइवर IC (जैसे कि कॉन्स्टेंट-करंट आउटपुट वाले शिफ्ट रजिस्टर) की आवश्यकता होती है। सर्किट को 8 पंक्तियों (या स्तंभों) के माध्यम से चक्रित करने के लिए मल्टीप्लेक्सिंग को लागू करना चाहिए।
करंट लिमिटिंग: फॉरवर्ड करंट सेट करने और Absolute Maximum Ratings से अधिक होने से रोकने के लिए प्रत्येक एनोड कॉलम (या प्रत्येक डॉट, डिज़ाइन के आधार पर) के लिए रेसिस्टर्स या कॉन्स्टेंट-करंट ड्राइवर अनिवार्य हैं।
शक्ति अपव्यय: मल्टीप्लेक्सिंग योजना में प्रति डॉट 40mW और 15mA औसत धारा की सीमाओं का पालन किया जाना चाहिए। उदाहरण के लिए, 1/8 ड्यूटी साइकिल मल्टीप्लेक्स के साथ, प्रति डॉट तात्कालिक धारा 15mA से अधिक हो सकती है, लेकिन पूर्ण चक्र पर *औसत* की गणना सीमा के भीतर रहने के लिए की जानी चाहिए।
दृश्य कोण: "वाइड व्यूइंग एंगल" सुविधा लाभकारी है, लेकिन प्रकाश का सटीक कोणीय वितरण निर्दिष्ट नहीं है। वाइड-व्यूइंग अनुप्रयोगों के लिए, प्रोटोटाइप मूल्यांकन की सिफारिश की जाती है।
स्टैकिंग: क्षैतिज स्टैकेबिलिटी सुविधा बहु-अंकीय डिस्प्ले बनाना सरल बनाती है। मॉड्यूल के बीच यांत्रिक संरेखण और विद्युत कनेक्शन की योजना बनाने की आवश्यकता है।

9. तकनीकी तुलना और विभेदन

LTP-2088AKD की मुख्य विशिष्टता AlInGaP हाइपर रेड तकनीक का उपयोग है। मानक GaAsP (गैलियम आर्सेनाइड फॉस्फाइड) रेड एलईडी जैसी पुरानी तकनीकों की तुलना में, AlInGaP काफी उच्च दीप्त दक्षता प्रदान करता है। इसका अर्थ है कि यह समान विद्युत धारा पर अधिक प्रकाश (उच्च दीप्त तीव्रता) उत्पन्न कर सकता है, जो सीधे इसकी "कम बिजली आवश्यकता" विशेषता में योगदान देता है। यह आमतौर पर तापमान और जीवनकाल में बेहतर तरंगदैर्ध्य स्थिरता भी प्रदान करता है। ग्रे फेस/व्हाइट सेगमेंट डिज़ाइन ऑल-रेड या ऑल-ग्रीन पैकेजों की तुलना में विशेष रूप से उच्च परिवेश प्रकाश स्थितियों में कॉन्ट्रास्ट में सुधार करता है। स्पष्ट दीप्त तीव्रता वर्गीकरण (बिनिंग) एकरूपता की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए एक लाभ है।

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

प्र: पीक एमिशन वेवलेंथ (650nm) और डॉमिनेंट वेवलेंथ (639nm) में क्या अंतर है?
A: पीक वेवलेंथ स्पेक्ट्रल आउटपुट में अधिकतम शक्ति का बिंदु है। डॉमिनेंट वेवलेंथ मोनोक्रोमैटिक प्रकाश की एकल तरंगदैर्ध्य है जो LED के आउटपुट के समान अनुभूत रंग (ह्यू) उत्पन्न करेगी। यह अंतर LED के स्पेक्ट्रल कर्व के आकार के कारण होता है, जिसकी कुछ चौड़ाई होती है।

Q: डॉट के लिए आवश्यक सीरीज़ रेसिस्टर की गणना कैसे करूं?
A: ओम का नियम प्रयोग करें: R = (V_supply - V_F) / I_F. 5V आपूर्ति के लिए, सामान्य V_F 2.6V, और वांछित I_F 20mA के लिए: R = (5 - 2.6) / 0.02 = 120 Ω. अधिकतम V का उपयोग करें_F (2.8V) एक रूढ़िवादी डिजाइन के लिए जो यह सुनिश्चित करता है कि धारा लक्ष्य से कभी अधिक न हो।

Q: क्या मैं इसे करंट लिमिटिंग के बिना स्थिर वोल्टेज से चला सकता हूँ?
A: नहीं। LED का फॉरवर्ड वोल्टेज सहनशीलता रखता है और तापमान के साथ घटता है। V के निकट एक स्थिर वोल्टेज_F थर्मल रनअवे का कारण बन सकता है, जहां बढ़ती धारा एलईडी को गर्म करती है, जिससे Vf कम हो जाता है।_F, जिससे अधिक धारा प्रवाहित होती है और अंततः विफलता होती है। सदैव धारा सीमित करने वाले उपकरण का प्रयोग करें।

प्र: मेरे डिज़ाइन के लिए 2:1 ल्यूमिनस इंटेंसिटी मैचिंग रेशियो का क्या अर्थ है?
A> It guarantees visual uniformity. In the worst case, one dot may be twice as bright as another. For most alphanumeric displays, this ratio is acceptable and not distracting. For graphics requiring precise gray levels, it may be a consideration.

11. डिज़ाइन और उपयोग केस स्टडी

परिदृश्य: एक तापमान नियंत्रक के लिए 4-अक्षर का अल्फ़ान्यूमेरिक डिस्प्ले बनाना।
डिज़ाइन: चार LTP-2088AKD मॉड्यूल क्षैतिज रूप से स्टैक किए गए हैं। एक एकल माइक्रोकंट्रोलर (जैसे, ATmega328P) का उपयोग किया जाता है। सीमित I/O के कारण, 32 कॉलम एनोड (8 कॉलम x 4 डिस्प्ले) को चलाने के लिए दो 8-बिट सीरियल-इन/पैरेलल-आउट शिफ्ट रजिस्टर (जैसे 74HC595) का उपयोग किया जाता है। 8 पंक्ति कैथोड (स्टैकिंग के कारण सभी डिस्प्ले में सामान्य) सीधे 8 माइक्रोकंट्रोलर पिन द्वारा चलाए जाते हैं जिन्हें ओपन-ड्रेन/सिंकिंग आउटपुट के रूप में कॉन्फ़िगर किया गया है, प्रत्येक उच्च करंट क्षमता के लिए एक ट्रांजिस्टर के साथ।
सॉफ्टवेयर: फर्मवेयर एक मल्टीप्लेक्सिंग रूटीन लागू करता है। यह एक पंक्ति के लिए पैटर्न सेट करता है (शिफ्ट रजिस्टर के माध्यम से) और फिर केवल उसी संबंधित पंक्ति कैथोड को सक्रिय (ग्राउंड) करता है। यह सभी 8 पंक्तियों के माध्यम से तेजी से चक्र करता है (उदाहरण के लिए, 1-2 kHz स्कैन दर)। दृष्टि की निरंतरता एक स्थिर छवि का भ्रम पैदा करती है।
करंट गणना: एक पंक्ति में सभी डॉट्स को अधिकतम चमक पर प्रदर्शित करने के लिए, प्रति डॉट तात्कालिक धारा 25mA पर सेट की जा सकती है। 1/8 ड्यूटी साइकिल के साथ, प्रति डॉट औसत धारा 25mA / 8 = 3.125mA होती है, जो 15mA की औसत रेटिंग से काफी नीचे है। कुल आपूर्ति धारा तब चरम पर होती है जब एक पूरी पंक्ति जलती है: 8 डॉट्स/डिस्प्ले * 4 डिस्प्ले * 25mA = 800mA। पावर सप्लाई और रो ड्राइवर ट्रांजिस्टर को तदनुसार आकार दिया जाना चाहिए।

12. ऑपरेटिंग प्रिंसिपल

LTP-2088AKD एक अर्धचालक p-n जंक्शन में इलेक्ट्रोलुमिनेसेंस के सिद्धांत पर आधारित है। AlInGaP सामग्री प्रणाली एक प्रत्यक्ष बैंडगैप अर्धचालक है। जब फॉरवर्ड बायस्ड (एनोड पर कैथोड के सापेक्ष सकारात्मक वोल्टेज) किया जाता है, तो n-प्रकार क्षेत्र से इलेक्ट्रॉन और p-प्रकार क्षेत्र से होल सक्रिय क्षेत्र में इंजेक्ट किए जाते हैं। जब ये आवेश वाहक पुनर्संयोजित होते हैं, तो वे फोटॉन (प्रकाश) के रूप में ऊर्जा मुक्त करते हैं। एल्यूमीनियम, इंडियम, गैलियम और फॉस्फाइड की विशिष्ट संरचना बैंडगैप ऊर्जा निर्धारित करती है, जो बदले में उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य (रंग) तय करती है—इस मामले में, लगभग 650 nm पर लाल रंग। अपारदर्शी GaAs सब्सट्रेट ऊपर की ओर प्रकाश को प्रतिबिंबित करने में मदद करता है, चिप के शीर्ष से बाहरी प्रकाश निष्कर्षण दक्षता में सुधार करता है। 8x8 मैट्रिक्स एकल पैकेज के भीतर इन 64 छोटे LED चिप्स को एक पंक्ति-स्तंभ ग्रिड पैटर्न में व्यक्तिगत रूप से वायरिंग करके बनाया जाता है।

13. Technology Trends

LTP-2088AKD जैसे डिस्क्रीट डॉट मैट्रिक्स डिस्प्ले एक परिपक्व प्रौद्योगिकी का प्रतिनिधित्व करते हैं। डिस्प्ले प्रौद्योगिकी में वर्तमान रुझान उच्च एकीकरण और विभिन्न फॉर्म फैक्टरों की ओर बढ़ रहे हैं। अंतर्निहित नियंत्रकों (I2C या SPI इंटरफ़ेस) वाले एकीकृत LED डॉट मैट्रिक्स मॉड्यूल अधिक सामान्य होते जा रहे हैं, जो अंतिम उपयोगकर्ता के लिए डिज़ाइन प्रयास को सरल बनाते हैं। छोटे अल्फ़ान्यूमेरिक डिस्प्ले की आवश्यकता वाले नए डिज़ाइनों के लिए, सेगमेंटेड LCD या OLED अक्सर कम बिजली की खपत और अधिक लचीला स्वरूपण प्रदान करते हैं। हालाँकि, पारंपरिक LED डॉट मैट्रिक्स विशिष्ट आवश्यकताओं में लाभ बनाए रखते हैं: बाहरी या उच्च-परिवेश-प्रकाश देखने के लिए अत्यधिक उच्च चमक, व्यापक ऑपरेटिंग तापमान सीमा, लंबा जीवनकाल और कठोर औद्योगिक वातावरण में मजबूती। अंतर्निहित AlInGaP LED चिप प्रौद्योगिकी में लगातार सुधार जारी है, दक्षता (लुमेन प्रति वाट) बढ़ाने और रंग की शुद्धता में सुधार पर चल रहे शोध के साथ, जो मैट्रिक्स डिस्प्ले सहित सभी लाल LED अनुप्रयोगों को लाभान्वित करता है।