विषयसूची
- 1. उत्पाद अवलोकन
- 1.1 मुख्य लाभ एवं लक्षित बाजार
- 2. गहन तकनीकी मापदंड विश्लेषण
- 2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
- 2.2 विद्युत एवं प्रकाशीय विशेषताएँ (Ta = 25°C)
- 3. ग्रेडिंग सिस्टम विवरण
- 4. परफॉर्मेंस कर्व विश्लेषण
- 5. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी
- 5.1 पैकेज आयाम
- 5.2 पिन कनेक्शन और आंतरिक सर्किट
- 6. वेल्डिंग और असेंबली गाइड
- 7. अनुप्रयोग सुझाव
- 7.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य
- 7.2 डिज़ाइन ध्यान देने योग्य बातें
- 8. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण
- 9. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (तकनीकी मापदंडों के आधार पर)
- 10. व्यावहारिक अनुप्रयोग केस विश्लेषण
- 11. कार्य सिद्धांत
- 12. प्रौद्योगिकी रुझान और पृष्ठभूमि
1. उत्पाद अवलोकन
LTP-7188KE एक ठोस-राज्य, एकल-तल 8x8 डॉट मैट्रिक्स डिस्प्ले मॉड्यूल है। इसका प्राथमिक कार्य अक्षरांकीय वर्णों, प्रतीकों या सरल ग्राफिक्स को प्रदर्शित करने का एक कॉम्पैक्ट, विश्वसनीय तरीका प्रदान करना है। इसकी मूल तकनीक गैलियम आर्सेनाइड सब्सट्रेट पर एपिटैक्सियल रूप से विकसित एल्यूमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड रेड एलईडी चिप का उपयोग करती है। यह सामग्री प्रणाली लाल-नारंगी स्पेक्ट्रम में उच्च दक्षता और उत्कृष्ट चमक तीव्रता के लिए जानी जाती है। डिवाइस में विभिन्न प्रकाश स्थितियों में कंट्रास्ट और पठनीयता बढ़ाने के लिए सफेद चमक वाले खंडों के साथ ग्रे फेसप्लेट डिज़ाइन का उपयोग किया गया है। इसका डिज़ाइन उन अनुप्रयोगों के लिए अनुकूलित किया गया है जिन्हें कॉम्पैक्ट फॉर्म फैक्टर में स्पष्ट दृश्य संचार की आवश्यकता होती है, और इसकी स्टैकेबिलिटी बड़े मल्टी-कैरेक्टर डिस्प्ले बनाने में सक्षम बनाती है।
1.1 मुख्य लाभ एवं लक्षित बाजार
यह डिस्प्ले कई प्रमुख लाभ प्रदान करता है जो इसके अनुप्रयोग क्षेत्र को परिभाषित करते हैं। इसकी कम बिजली खपत इसे बैटरी से चलने वाले या बिजली खपत के प्रति संवेदनशील उपकरणों के लिए उपयुक्त बनाती है। ठोस-राज्य संरचना उच्च विश्वसनीयता और लंबे जीवनकाल को सुनिश्चित करती है, क्योंकि इसमें कोई चलने वाले भाग या फिलामेंट नहीं होते जो विफल हो सकें। एकल-तल डिज़ाइन द्वारा प्रदान किया गया चौड़ा देखने का कोण विभिन्न स्थानों से स्पष्ट दृश्यता की अनुमति देता है, जो सार्वजनिक सूचना प्रदर्शन या उपकरणों के लिए महत्वपूर्ण है। USASCII और EBCDIC जैसे मानक वर्ण कोड के साथ संगतता माइक्रोकंट्रोलर और डिजिटल सिस्टम के साथ एकीकरण को सरल बनाती है। डिवाइस को चमक तीव्रता के आधार पर ग्रेड किया गया है, जो डिजाइनरों को समान चमक वाले यूनिट चुनने की अनुमति देता है। प्रमुख लक्षित बाजारों में औद्योगिक नियंत्रण पैनल, परीक्षण और माप उपकरण, स्थिति प्रदर्शन वाले उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, और सूचना साइनेज शामिल हैं जहां विश्वसनीयता और स्पष्टता महत्वपूर्ण है।
2. गहन तकनीकी मापदंड विश्लेषण
LTP-7188KE का प्रदर्शन विद्युत और प्रकाशिक पैरामीटरों के एक व्यापक सेट द्वारा परिभाषित किया गया है, जिन्हें सर्किट डिजाइन के दौरान इष्टतम प्रदर्शन और दीर्घायु सुनिश्चित करने के लिए सावधानीपूर्वक ध्यान में रखा जाना चाहिए।
2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
ये रेटिंग्स उन तनाव सीमाओं को परिभाषित करती हैं जो डिवाइस को स्थायी क्षति पहुँचा सकती हैं। ये सामान्य संचालन के लिए लागू नहीं होती हैं।
- प्रति बिंदु औसत शक्ति अपव्यय:40 mW। यह एकल LED घटक द्वारा सुरक्षित रूप से व्यय की जा सकने वाली अधिकतम निरंतर शक्ति है, जो मुख्य रूप से ऊष्मा के रूप में होती है।
- प्रति बिंदु शिखर अग्र धारा:90 mA। यह अनुमत अधिकतम तात्कालिक धारा है, जो 1 kHz आवृत्ति और 18% ड्यूटी साइकिल की स्पंद स्थितियों के तहत निर्धारित है। इस मान से अधिक, यहां तक कि क्षणिक रूप से भी, विनाशकारी विफलता का कारण बन सकता है।
- प्रति बिंदु औसत अग्र धारा:15 mA. यह एकल LED के लिए अनुशंसित अधिकतम निरंतर DC धारा है जो इसके जीवनकाल में विश्वसनीयता बनाए रखती है।
- अग्र धारा डेरेटिंग:25°C से शुरू करके, परिवेश के तापमान में प्रत्येक 1°C वृद्धि पर, अधिकतम अनुमेय धारा 0.2 mA कम हो जाती है। यह थर्मल प्रबंधन के लिए महत्वपूर्ण है।
- प्रति बिंदु रिवर्स वोल्टेज:5 V। इससे अधिक रिवर्स बायस वोल्टेज लगाने से LED के PN जंक्शन का ब्रेकडाउन हो सकता है।
- कार्य एवं भंडारण तापमान सीमा:-35°C से +85°C तक। यह उपकरण इस पूर्ण तापमान सीमा में कार्य करने और संग्रहीत होने के लिए रेटेड है।
- सोल्डरिंग शर्तें:260°C पर 3 सेकंड के लिए, सोल्डरिंग आयरन का टिप पैकेज माउंटिंग प्लेन से कम से कम 1/16 इंच (लगभग 1.6 मिमी) नीचे रखें। यह असेंबली के दौरान LED चिप को थर्मल क्षति से बचाता है।
2.2 विद्युत एवं प्रकाशीय विशेषताएँ (Ta = 25°C)
ये निर्दिष्ट परीक्षण स्थितियों के तहत विशिष्ट प्रदर्शन मापदंड हैं, जो डिवाइस के सामान्य संचालन व्यवहार का प्रतिनिधित्व करते हैं।
- प्रति बिंदु औसत प्रकाश उत्सर्जन तीव्रता (IV):630 μcd (न्यूनतम), 1650 μcd (विशिष्ट)। 1/16 ड्यूटी साइकिल पर, 32 mA पीक करंट (Ip) का उपयोग करके मापा गया। यह पैरामीटर अनुभव की जाने वाली चमक को परिभाषित करता है।
- पीक उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य (λp):632 nm (विशिष्ट)। वह तरंगदैर्ध्य जहाँ प्रकाश उत्पादन शक्ति अधिकतम होती है। यह इसके उत्सर्जन को दृश्यमान स्पेक्ट्रम के लाल क्षेत्र में स्थित करता है।
- स्पेक्ट्रल लाइन हाफ-विड्थ (Δλ):20 nm (टिपिकल)। स्पेक्ट्रम शुद्धता का माप; छोटा मान प्रकाश स्रोत की बेहतर मोनोक्रोमैटिसिटी दर्शाता है।
- प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd):624 nm (टिपिकल)। मानव आँख द्वारा अनुभव की जाने वाली एकल तरंगदैर्ध्य, जो शिखर तरंगदैर्ध्य से थोड़ी भिन्न हो सकती है।
- फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) किसी भी बिंदु:
- 2.05V (न्यूनतम), 2.6V (विशिष्ट), 2.8V (अधिकतम), IF= 20mA की स्थिति में।
- 2.3V (न्यूनतम), 2.8V (विशिष्ट), IF= 80mA (पल्स) की स्थिति में।
- रिवर्स करंट (IR) किसी भी बिंदु:100 μA (अधिकतम), VR= 5V की स्थिति में। एलईडी रिवर्स बायस में होने पर यह एक छोटी सी लीकेज करंट है।
- ल्यूमिनस इंटेंसिटी मिलान अनुपात (IV-m):2:1 (अधिकतम)। यह पैरामीटर सरणी में सबसे चमकीले और सबसे मंद एलईडी बिंदुओं के बीच अनुमत अधिकतम अनुपात निर्धारित करता है, जिससे एक समान उपस्थिति सुनिश्चित होती है।
नोट: दीप्त तीव्रता माप CIE फोटोपिक प्रतिक्रिया वक्र का अनुमान लगाने वाले सेंसर और फिल्टर का उपयोग करता है, जिससे यह मानवीय दृष्टि से प्रासंगिक सुनिश्चित होता है।
3. ग्रेडिंग सिस्टम विवरण
डेटाशीट इंगित करती है कि डिवाइस "चमक तीव्रता के अनुसार ग्रेडेड" है। इसका अर्थ है कि एक ग्रेडिंग प्रणाली लागू की गई है, हालांकि इस दस्तावेज़ में विशिष्ट ग्रेड कोड सूचीबद्ध नहीं हैं। आम तौर पर, इस प्रकार की ग्रेडिंग में शामिल है:
- प्रकाश तीव्रता ग्रेडिंग:उत्पादन बैच से LED को मानक परीक्षण धारा पर मापी गई उनकी प्रकाश तीव्रता के आधार पर विभिन्न समूहों (ग्रेड) में वर्गीकृत किया जाता है। इससे ग्राहक एक समान और पूर्वानुमेय चमक स्तर वाली डिस्प्ले स्क्रीन खरीद सकते हैं, जो कई इकाइयों को असेंबल करते समय ध्यान देने योग्य अंतर से बचने के लिए महत्वपूर्ण है।
- तरंगदैर्ध्य ग्रेडिंग (अंतर्निहित):हालांकि स्पष्ट रूप से ग्रेडिंग के रूप में निर्दिष्ट नहीं किया गया है, लेकिन पीक वेवलेंथ (632 nm) और डोमिनेंट वेवलेंथ (624 nm) के सख्त विनिर्देश सख्त प्रक्रिया नियंत्रण का संकेत देते हैं। कई LED उत्पादों में, पूरे डिस्प्ले पर रंग की एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए चिप्स को वेवलेंथ (या व्हाइट LED के लिए क्रोमैटिसिटी कोऑर्डिनेट्स) के आधार पर भी ग्रेड किया जाता है।
- फॉरवर्ड वोल्टेज ग्रेडिंग:निर्दिष्ट VFरेंज (उदाहरण के लिए, 2.05V से 2.8V पर 20mA) प्राकृतिक भिन्नता को दर्शाती है। सटीक वोल्टेज मिलान की आवश्यकता वाले डिज़ाइनों के लिए, मापे गए V के आधार पर ग्रेडिंग की जा सकती है।F.
4. परफॉर्मेंस कर्व विश्लेषण
डेटाशीट ने "विशिष्ट विद्युत/ऑप्टिकल विशेषता वक्र" का उल्लेख किया है। हालांकि पाठ में विशिष्ट ग्राफ़ प्रदान नहीं किए गए हैं, लेकिन इस प्रकार के उपकरणों के मानक वक्रों में आम तौर पर शामिल हैं:
- धारा बनाम वोल्टेज (I-V) वक्र:यह फॉरवर्ड करंट और फॉरवर्ड वोल्टेज के बीच एक घातांकीय संबंध दर्शाता है। AlInGaP रेड एलईडी के लिए, "निक-इन" वोल्टेज लगभग 1.8-2.0V होता है। यह कर्व उपयुक्त करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर चुनने या कॉन्स्टेंट-करंट ड्राइवर डिजाइन करने के लिए महत्वपूर्ण है।
- ल्यूमिनस इंटेंसिटी बनाम फॉरवर्ड करंट (L-I कर्व):यह दर्शाता है कि करंट बढ़ने के साथ लाइट आउटपुट कैसे बदलता है। एक बहुत व्यापक रेंज में यह आमतौर पर रैखिक होता है, लेकिन बहुत अधिक करंट पर थर्मल इफेक्ट्स और एफिशिएंसी ड्रॉप के कारण संतृप्त हो जाता है। 1/16 ड्यूटी साइकिल मापन बिंदु (32mA पीक) का चयन समतुल्य औसत करंट का प्रतिनिधित्व करने के साथ-साथ माप प्रक्रिया के दौरान सेल्फ-हीटिंग इफेक्ट से बचने के लिए किया गया था।
- प्रकाश तीव्रता बनाम परिवेश तापमान:यह दर्शाता है कि जंक्शन तापमान बढ़ने के साथ प्रकाश उत्पादन कम हो जाता है। AlInGaP LED, GaAsP जैसी पुरानी तकनीकों की तुलना में कम थर्मल क्वेंचिंग प्रदर्शित करते हैं, लेकिन उत्पादन तापमान के साथ फिर भी घटता है। यह वक्र उच्च तापमान वाले वातावरण के लिए डिजाइन में मार्गदर्शन प्रदान करता है।
- स्पेक्ट्रम वितरण:तरंगदैर्ध्य के सापेक्ष सापेक्ष तीव्रता का ग्राफ, जो 632 nm पर केंद्रित और 20 nm की विशिष्ट अर्ध-चौड़ाई वाली एक घंटी के आकार की वक्र दिखाता है।
5. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी
5.1 पैकेज आयाम
इस डिवाइस का डॉट मैट्रिक्स ऊंचाई 0.764 इंच (19.4 मिमी) है। पैकेज आयाम चित्र (पाठ में उल्लेखित लेकिन विस्तृत नहीं) आमतौर पर मॉड्यूल की कुल लंबाई, चौड़ाई और मोटाई, 16 पिन के बीच की दूरी और माउंटिंग प्लेन दिखाते हैं। जब तक अन्यथा निर्दिष्ट न हो, सभी आयाम मिलीमीटर में हैं, मानक सहनशीलता ±0.25 मिमी है। इसकी भौतिक संरचना लंबे मल्टी-कैरेक्टर डिस्प्ले बनाने के लिए क्षैतिज स्टैकिंग का समर्थन करती है।
5.2 पिन कनेक्शन और आंतरिक सर्किट
यह डिस्प्ले 16-पिन ड्यूल इन-लाइन पैकेज का उपयोग करता है। आंतरिक सर्किट आरेख एक 8x8 मैट्रिक्स दिखाता है, जहां एलईडी के एनोड पंक्तियों से और कैथोड स्तंभों से जुड़े होते हैं। पिन व्यवस्था इस कॉमन एनोड कॉन्फ़िगरेशन की पुष्टि करती है:
- पिन 1, 2, 5, 7, 8, 9, 12, 14 एनोड पंक्तियाँ हैं (क्रमशः पंक्ति 5, 7, 8, 6, 3, 1, 4, 2 के अनुरूप)।
- पिन 3, 4, 6, 10, 11, 13, 15, 16 कैथोड स्तंभ हैं (क्रमशः स्तंभ 2, 3, 5, 4, 6, 1, 7, 8 के अनुरूप)।
यह XY चयन आर्किटेक्चर मल्टीप्लेक्सिंग के माध्यम से, केवल 16 पिन का उपयोग करके 64 एलईडी को नियंत्रित करता है। किसी विशिष्ट बिंदु को रोशन करने के लिए, उसकी संबंधित पंक्ति एनोड को उच्च स्तर (या धारा प्रदान करके) चालू करना और उसके स्तंभ कैथोड को निम्न स्तर पर लाना आवश्यक है।
6. वेल्डिंग और असेंबली गाइड
क्षति को रोकने के लिए उचित हैंडलिंग महत्वपूर्ण है। मुख्य विनिर्देश सोल्डरिंग शर्तें हैं: अधिकतम 3 सेकंड के लिए 260°C, पैकेज बॉडी से कम से कम 1.6 मिमी की दूरी पर सोल्डरिंग आयरन टिप। यह पिन के माध्यम से अत्यधिक गर्मी के संचालन और संवेदनशील एलईडी चिप या आंतरिक बॉन्डिंग तार को नुकसान पहुंचाने से रोकता है। वेव सोल्डरिंग या रीफ्लो प्रोफाइल को इस स्थानीय थर्मल भार से अधिक नहीं होने के लिए डिज़ाइन किया जाना चाहिए। भंडारण के दौरान, नमी अवशोषण को रोकने के लिए, जो सोल्डरिंग के दौरान "पॉपकॉर्न" प्रभाव का कारण बन सकती है, डिवाइस को उसके मूल नमी-रोधी बैग में, सिलिका जेल के साथ, नियंत्रित वातावरण (-35°C से +85°C सीमा में) में रखा जाना चाहिए।
7. अनुप्रयोग सुझाव
7.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य
- औद्योगिक नियंत्रण पैनल:मशीन की स्थिति, त्रुटि कोड या सरल डिजिटल डेटा प्रदर्शित करने के लिए।
- परीक्षण एवं मापन उपकरण:मल्टीमीटर, फ़्रीक्वेंसी काउंटर या पावर सप्लाई के रीडिंग डिस्प्ले के रूप में।
- उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स:ऑडियो उपकरण (VU मीटर), घरेलू उपकरण या खिलौनों में स्थिति संकेतक के लिए।
- सूचना प्रदर्शन:समय, तापमान या कतार संख्या के लिए सरल सार्वजनिक साइनेज, विशेष रूप से जब कई इकाइयाँ स्टैक की गई हों।
- प्रोटोटाइप डिज़ाइन और शिक्षा:माइक्रोकंट्रोलर इंटरफेसिंग, मल्टीप्लेक्सिंग और डिस्प्ले ड्राइवर सीखने के लिए आदर्श।
7.2 डिज़ाइन ध्यान देने योग्य बातें
- ड्राइवर सर्किट:मल्टीप्लेक्सिंग का उपयोग करना आवश्यक है। पंक्तियों और स्तंभों को स्कैन करने के लिए पर्याप्त I/O पिन या समर्पित LED ड्राइवर IC (जैसे MAX7219) वाले माइक्रोकंट्रोलर की आवश्यकता होती है।
- करंट सीमा:प्रत्येक कॉलम (कैथोड) लाइन के लिए आमतौर पर एक श्रृंखला करंट-सीमित रोकनेवाला की आवश्यकता होती है। इसका मान बिजली आपूर्ति वोल्टेज, LED फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) और आवश्यक औसत करंट (प्रति बिंदु 15mA से अधिक नहीं) के आधार पर गणना की जाती है। मल्टीप्लेक्सिंग ऑपरेशन के लिए, पीक करंट अधिक होगा, लेकिन औसत मान सीमा के भीतर रहना चाहिए।
- बिजली की खपत:सभी प्रकाशित बिंदुओं की कुल शक्ति की गणना करें, यह सुनिश्चित करते हुए कि यह मॉड्यूल की तापीय क्षमता से अधिक न हो। तापमान के साथ डेरेटिंग पर विचार करें।
- देखने का कोण:चौड़ा देखने का कोण लाभकारी है, लेकिन अपेक्षित पर्यवेक्षक के सापेक्ष स्थापना दिशा पर विचार करना आवश्यक है।
- Refresh Rate:多路复用扫描速率必须足够高(通常>60 Hz)以避免可见闪烁。
8. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण
पुराने 8x8 डॉट मैट्रिक्स डिस्प्ले की तुलना में जो अलग-अलग एलईडी या विभिन्न अर्धचालक सामग्री (जैसे GaAsP) का उपयोग करते हैं, LTP-7188KE में स्पष्ट लाभ हैं:
- सामग्री (AlInGaP vs. GaAsP):AlInGaP काफी अधिक प्रकाश उत्सर्जन दक्षता और उच्च तापमान पर बेहतर प्रदर्शन प्रदान करता है, जिससे समान इनपुट शक्ति पर चमकीला प्रदर्शन प्राप्त होता है।
- एकीकरण की डिग्री:ग्रे पैनल/सफेद चमक वाले खंडों वाले एकल-चिप मॉड्यूल के रूप में, यह 64 स्वतंत्र एलईडी का उपयोग करके डिस्प्ले बनाने की तुलना में बेहतर कंट्रास्ट, अधिक सुसंगत डॉट मैट्रिक्स व्यवस्था और सरल असेंबली प्रदान करता है।
- विश्वसनीयता:फिलामेंट या वैक्यूम फ्लोरोसेंट डिस्प्ले पर आधारित संरचनाओं की तुलना में, ठोस-राज्य संरचना में उत्कृष्ट आघात और कंपन प्रतिरोध क्षमता होती है।
- कम बिजली खपत:हालांकि विशिष्ट दक्षता संख्या नहीं दी गई है, लेकिन कम VFऔर अच्छी चमक तीव्रता यह दर्शाती है कि तापदीप्त लैंप या VFD विकल्पों की तुलना में इसकी विद्युत-प्रकाश रूपांतरण दक्षता बेहतर है।
9. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (तकनीकी मापदंडों के आधार पर)
- प्रश्न: क्या मैं इस डिस्प्ले को 5V माइक्रोकंट्रोलर से चला सकता हूँ?उत्तर: हाँ, लेकिन LED को सीधे GPIO पिन से न जोड़ें। आपको करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर का उपयोग करना होगा, और संभवतः पंक्ति/स्तंभ के लिए ट्रांजिस्टर ड्राइवर की भी आवश्यकता हो सकती है, क्योंकि GPIO पिन आवश्यक उच्च पीक करंट (मल्टीप्लेक्सिंग करते समय प्रति बिंदु 80mA तक) प्रदान/अवशोषित नहीं कर सकते।
- प्रश्न: चरम उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य और प्रमुख तरंगदैर्ध्य में क्या अंतर है?उत्तर: चरम तरंगदैर्ध्य उत्सर्जन स्पेक्ट्रम का भौतिक शिखर है। प्रमुख तरंगदैर्ध्य CIE क्रोमैटिसिटी आरेख पर अनुभव किए गए रंग बिंदु को संदर्भित करता है। वे आमतौर पर थोड़े भिन्न होते हैं; प्रमुख तरंगदैर्ध्य रंग धारणा से अधिक प्रासंगिक है।
- प्रश्न: औसत चमकदार तीव्रता को 1/16 ड्यूटी साइकिल पर क्यों मापा जाता है?उत्तर: यह परीक्षण स्थिति एक पूर्ण मल्टीप्लेक्स 8x8 सरणी में एक सक्रिय एलईडी (एक समय में एक पंक्ति चालू) का अनुकरण करती है। यह उच्च, आसानी से मापने योग्य चरम धारा (32mA) पर माप की अनुमति देता है, जबकि व्यावहारिक उपयोग में मौजूद बहुत कम औसत धारा (2mA) का प्रतिनिधित्व करता है, जिससे स्व-तापन के कारण होने वाली माप त्रुटियों से बचा जाता है।
- प्रश्न: एक स्थिर वोल्टेज बिजली आपूर्ति के लिए प्रतिरोध मूल्य की गणना कैसे करें?उत्तर: सूत्र का उपयोग करें R = (Vबिजली आपूर्ति- VF) / IF। 5V पावर सप्लाई के लिए, टाइपिकल VF2.6V है, अपेक्षित IF10mA के लिए: R = (5 - 2.6) / 0.01 = 240 Ω। एक रूढ़िवादी डिजाइन के लिए, अधिकतम VFमान का उपयोग करना चाहिए ताकि धारा सीमा से अधिक न हो।
10. व्यावहारिक अनुप्रयोग केस विश्लेषण
परिदृश्य: एक साधारण 4-अंकीय वोल्टमीटर रीडिंग डिस्प्ले डिजाइन करना।
- हार्डवेयर सेटअप:चार LTP-7188KE डिस्प्ले क्षैतिज रूप से स्टैक किए गए हैं। एक माइक्रोकंट्रोलर (जैसे Arduino या PIC) अपने ADC के माध्यम से एनालॉग वोल्टेज पढ़ता है।
- इंटरफ़ेस:प्रत्येक डिस्प्ले के 8 रो पिन समानांतर में जुड़े हुए हैं। प्रत्येक डिस्प्ले के 8 कॉलम पिन स्वतंत्र I/O लाइनों या शिफ्ट रजिस्टरों से जुड़े होते हैं, जिससे प्रत्येक डिस्प्ले के कॉलम को अलग से नियंत्रित किया जा सकता है। इससे एक 32 कॉलम (4 डिस्प्ले * 8 कॉलम) गुणा 8 पंक्तियों का मैट्रिक्स बनता है।
- सॉफ़्टवेयर:माइक्रोकंट्रोलर ADC रीडिंग को चार दशमलव अंकों में परिवर्तित करता है। यह मल्टीप्लेक्सिंग रूटीन का उपयोग करता है: पंक्ति 1 को सक्रिय करता है, फिर सभी चार अंकों के पहले सेगमेंट के लिए कॉलम पैटर्न सेट करता है, थोड़े समय के लिए प्रतीक्षा करता है, पंक्ति 1 को निष्क्रिय करता है, पंक्ति 2 को सक्रिय करता है, नया कॉलम पैटर्न सेट करता है, और इसी तरह सभी 8 पंक्तियों के माध्यम से चलता है। यह चक्र तेजी से दोहराया जाता है।
- वर्तमान डिजाइन:यदि लक्ष्य औसत धारा प्रति प्रकाशित बिंदु 5mA है, और सबसे खराब स्थिति मानते हुए कि प्रति पंक्ति 8 बिंदु (प्रत्येक अंक के लिए एक बिंदु) प्रकाशित हैं, तो प्रत्येक कॉलम ड्राइवर की पीक धारा 8 * 5mA = 40mA होगी, जो डिवाइस की पीक रेटिंग के दायरे में है। इस धारा को संभालने के लिए उपयुक्त ड्राइवर (जैसे, कॉलम के लिए ULN2003, पंक्तियों के लिए ट्रांजिस्टर) का चयन करें।
- परिणाम:एक स्थिर, चमकदार 4-अंकीय डिस्प्ले वोल्टेज मान दिखाता है, और दृश्य अवधारणा प्रभाव के कारण, सभी अंक एक साथ प्रदर्शित होते हुए दिखाई देते हैं।
11. कार्य सिद्धांत
LTP-7188KE सेमीकंडक्टर PN जंक्शन में इलेक्ट्रोल्यूमिनेसेंस के सिद्धांत पर काम करता है। जब डायोड के चालू वोल्टेज (AlInGaP के लिए लगभग 1.8-2.0V) से अधिक का एक फॉरवर्ड बायस वोल्टेज लगाया जाता है, तो n-टाइप क्षेत्र से इलेक्ट्रॉन और p-टाइप क्षेत्र से होल सक्रिय क्षेत्र (AlInGaP परत में क्वांटम वेल) में इंजेक्ट होते हैं। यहां, वे विकिरण पुनर्संयोजन से गुजरते हैं, जिससे ऊर्जा फोटॉन के रूप में मुक्त होती है। 632 nm की विशिष्ट तरंगदैर्ध्य AlInGaP मिश्र धातु संरचना के बैंडगैप ऊर्जा द्वारा निर्धारित की जाती है। 8x8 मैट्रिक्स व्यवस्था और कॉमन एनोड वायरिंग सब्सट्रेट पर धातु ट्रेस के माध्यम से आंतरिक रूप से लागू की जाती है, जो आवश्यक कनेक्शन पिन की संख्या को कम करने के लिए मल्टीप्लेक्सिंग के माध्यम से बाहरी नियंत्रण की अनुमति देती है।
12. प्रौद्योगिकी रुझान और पृष्ठभूमि
हालांकि यह विशिष्ट भाग परिपक्व प्रदर्शन प्रौद्योगिकी का प्रतिनिधित्व करता है, यह निरंतर विकसित हो रहे रुझानों के बीच मौजूद है। AlInGaP का उपयोग पुरानी GaAsP LED की तुलना में प्रगति का प्रतिनिधित्व करता है, जो बेहतर दक्षता और थर्मल स्थिरता प्रदान करता है। संकेतक लैंप और सरल डॉट मैट्रिक्स डिस्प्ले के वर्तमान रुझानों में शामिल हैं:
- उच्च घनत्व और छोटा पिच:आधुनिक मॉड्यूल उच्च रिज़ॉल्यूशन प्राप्त करने के लिए छोटे क्षेत्र में अधिक एलईडी एकीकृत कर सकते हैं।
- सरफेस माउंट टेक्नोलॉजी:नए डिज़ाइन आमतौर पर स्वचालित असेंबली के लिए एसएमटी पैकेजिंग का उपयोग करते हैं, जबकि यह डीआईपी घटक थ्रू-होल माउंटिंग के लिए उपयुक्त है।
- एकीकृत ड्राइवर:कुछ समकालीन डॉट मैट्रिक्स डिस्प्ले में अंतर्निहित ड्राइवर IC होते हैं, जो इंटरफ़ेस को एक साधारण सीरियल डेटा कनेक्शन में सरल बनाते हैं।
- वैकल्पिक प्रौद्योगिकी:उच्च चमक, विभिन्न रंग या लचीलेपन की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए, OLED या माइक्रो LED जैसी तकनीकें उभर रही हैं। हालांकि, कई मजबूत, लागत-संवेदनशील और सरल अनुप्रयोगों के लिए जिन्हें उच्च विश्वसनीयता और मानक लाल प्रदर्शन की आवश्यकता होती है, LTP-7188KE जैसे पारंपरिक LED डॉट मैट्रिक्स मॉड्यूल अभी भी एक व्यावहारिक और प्रभावी समाधान बने हुए हैं।
यह उपकरण विश्वसनीय, आसानी से समझ में आने वाली तकनीक का प्रतिनिधित्व करता है और उन कई अनुप्रयोगों में अपनी भूमिका निभाता रहता है जहां इसका प्रदर्शन, सरलता और लागत का संयोजन इष्टतम है।
LED विनिर्देश शब्दावली की विस्तृत व्याख्या
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 हो 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 माहौल 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 मोनोक्रोमैटिक एलईडी के रंग टोन (ह्यू) का निर्धारण करें। |
| स्पेक्ट्रम वितरण (Spectral Distribution) | तरंगदैर्ध्य बनाम तीव्रता वक्र | 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 सहन कर सकने वाला अधिकतम रिवर्स वोल्टेज, इससे अधिक होने पर ब्रेकडाउन हो सकता है। | सर्किट में रिवर्स कनेक्शन या वोल्टेज स्पाइक से बचाव आवश्यक है। |
| Thermal Resistance (Thermal Resistance) | Rth (°C/W) | चिप से सोल्डर पॉइंट तक ऊष्मा प्रवाह का प्रतिरोध, कम मान बेहतर ऊष्मा अपव्यय दर्शाता है। | उच्च तापीय प्रतिरोध के लिए मजबूत ऊष्मा अपव्यय डिज़ाइन आवश्यक 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) | LED 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 (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 दृश्य की रंग संगति को प्रभावित करता है। |
| Thermal Aging | सामग्री के 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 प्रकाशिक तथा तापीय 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 ल्यूमिनस एफिशिएंसी 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 फॉस्फर प्रकाश दक्षता, कलर टेम्परेचर और कलर रेंडरिंग को प्रभावित करते हैं। |
| लेंस/ऑप्टिकल डिज़ाइन | प्लानर, माइक्रोलेंस, टोटल इंटरनल रिफ्लेक्शन | पैकेजिंग सतह की ऑप्टिकल संरचना, प्रकाश वितरण को नियंत्रित करती है। | उत्सर्जन कोण और प्रकाश वितरण वक्र निर्धारित करता है। |
5. गुणवत्ता नियंत्रण और ग्रेडिंग
| शब्दावली | Bin Content | सामान्य व्याख्या | Objective |
|---|---|---|---|
| Luminous Flux Binning | 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 बहुत सीमित सीमा के भीतर रहें। | रंग एकरूपता सुनिश्चित करें, एक ही प्रकाश साधन के भीतर रंग में असमानता से बचें। |
| Color Temperature Binning | 2700K, 3000K, आदि। | रंग तापमान के अनुसार समूहीकृत, प्रत्येक समूह का एक संबंधित निर्देशांक सीमा होती 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 की स्थिति 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 जीवन 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 प्रमाणीकरण | 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। |