LTP-15801KD 16-सेगमेंट डिजिटल ट्यूब LED डिस्प्ले स्पेसिफिकेशन शीट - 1.5 इंच कैरेक्टर हाइट - सुपर रेड (650nm) - 2.6V फॉरवर्ड वोल्टेज - हिंदी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

LTP-15801KD एक एकल-अंक, 16-सेगमेंट डिजिटल ट्यूब प्रकाश उत्सर्जक डायोड (LED) डिस्प्ले मॉड्यूल है। इसका प्राथमिक कार्य इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों और उपकरणों के लिए स्पष्ट, उच्च दृश्यता वाला संख्यात्मक और सीमित वर्णमाला वर्ण आउटपुट प्रदान करना है। इसकी मूल तकनीक अल्ट्रा-रेड लाइट उत्सर्जन उत्पन्न करने के लिए AlInGaP (एल्यूमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड) अर्धचालक सामग्री का उपयोग करती है, जो अपनी उच्च दक्षता और चमक तीव्रता के लिए जानी जाती है। यह उपकरण विभिन्न प्रकाश स्थितियों में कंट्रास्ट और पठनीयता बढ़ाने के लिए सफेद सेगमेंट मार्किंग के साथ काले पैनल का उपयोग करता है। यह चमक तीव्रता के आधार पर ग्रेडेड है, जो उत्पादन बैचों में चमक की स्थिरता सुनिश्चित करता है, जो उन अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है जहां दृश्य एकरूपता महत्वपूर्ण है।

2. तकनीकी मापदंडों की गहन एवं वस्तुनिष्ठ व्याख्या

2.1 प्रकाशमिति और प्रकाशिकीय विशेषताएँ

प्रकाशीय प्रदर्शन को परिवेश के तापमान (Ta) 25°C और प्रति सेगमेंट फॉरवर्ड करंट (IF) 20mA की मानक परीक्षण स्थितियों के तहत परिभाषित किया गया है। मुख्य पैरामीटर - औसत चमकदार तीव्रता (Iv) का विशिष्ट मान 27.3 मिलिकैंडेला (mcd) है। यह मान प्रकाशित सेगमेंट की अनुभूत चमक का प्रतिनिधित्व करता है। डिवाइस 650 नैनोमीटर (nm) के पीक एमिशन वेवलेंथ (λp) पर प्रकाश उत्सर्जित करता है, जो दृश्यमान स्पेक्ट्रम के गहरे लाल भाग में स्थित है। प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd) 639 nm निर्धारित है। स्पेक्ट्रल लाइन हाफ-विड्थ (Δλ) 20 nm है, जो उत्सर्जित प्रकाश बैंड की स्पेक्ट्रल शुद्धता या संकीर्णता को दर्शाता है। निर्दिष्ट चमकदार तीव्रता मिलान अनुपात 2:1 (अधिकतम) है, जिसका अर्थ है कि एक ही यूनिट के भीतर सबसे चमकीले और सबसे मंद सेगमेंट के बीच चमक का अंतर इस अनुपात से अधिक नहीं होना चाहिए, जिससे दृश्य समरूपता सुनिश्चित होती है।

2.2 विद्युत मापदंड

विद्युत विशेषताएँ विश्वसनीय उपयोग के लिए संचालन सीमाएँ और शर्तें परिभाषित करती हैं। पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स सीमाएँ निर्धारित करती हैं: प्रति सेगमेंट अधिकतम शक्ति अपव्यय 70 mW है, पल्स स्थितियों (1/10 ड्यूटी साइकिल) में शिखर फॉरवर्ड करंट 90 mA है, 25°C पर प्रति सेगमेंट अधिकतम निरंतर फॉरवर्ड करंट 25 mA है, जो उस तापमान से आगे 0.33 mA/°C की रैखिक गिरावट के साथ कम होता है। प्रति सेगमेंट अधिकतम रिवर्स वोल्टेज (VR) 5V है। सामान्य संचालन स्थितियों (IF=20mA) में, प्रति सेगमेंट विशिष्ट फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) 2.6V है, अधिकतम 5.2V है। VR=5V पर, रिवर्स करंट (IR) अधिकतम 100 µA है। ये मापदंड करंट-सीमित सर्किट डिजाइन करने और यह सुनिश्चित करने के लिए महत्वपूर्ण हैं कि LED ऐसी स्थितियों में न हो जो समय से पहले विफलता का कारण बन सकती हैं।

2.3 ऊष्मीय एवं पर्यावरणीय विशिष्टताएँ

इस उपकरण का कार्यशील तापमान रेंज -35°C से +85°C और भंडारण तापमान रेंज समान रेटेड है। यह विस्तृत रेंज इसे उपभोक्ता और औद्योगिक वातावरण के लिए उपयुक्त बनाती है। एक महत्वपूर्ण हैंडलिंग विनिर्देश अधिकतम सोल्डरिंग तापमान 260°C है, जिसकी अधिकतम अवधि 3 सेकंड है, जिसे घटक की माउंटिंग सतह से 1.6 मिमी (1/16 इंच) नीचे मापा जाता है। एलईडी चिप, आंतरिक बॉन्डिंग तारों और प्लास्टिक एनकैप्सुलेशन को थर्मल क्षति से बचाने के लिए इस रीफ्लो सोल्डरिंग प्रोफाइल का पालन करना महत्वपूर्ण है।

3. बिनिंग सिस्टम विवरण

डेटाशीट बताती है कि यह उपकरण "ल्यूमिनस इंटेंसिटी के अनुसार बिन किया गया है"। यह एक उत्पादन बिनिंग प्रक्रिया को संदर्भित करता है, जहां निर्मित इकाइयों को एक मानक परीक्षण धारा पर मापे गए प्रकाश उत्पादन के आधार पर वर्गीकृत (बिन) किया जाता है। हालांकि यह दस्तावेज़ विशिष्ट बिन कोड का विस्तार से वर्णन नहीं करता है, लेकिन ऐसी प्रणाली यह सुनिश्चित करती है कि डिजाइनर एक समान चमक स्तर वाले डिस्प्ले प्राप्त कर सकें। यह बहु-अंकीय डिस्प्ले या उत्पादों में जहां कई उपकरण साथ-साथ उपयोग किए जाते हैं, विशेष रूप से महत्वपूर्ण है, क्योंकि यह व्यक्तिगत अंकों या उपकरणों के बीच ध्यान देने योग्य चमक अंतर को रोकता है।

4. Performance Curve Analysis

The datasheet references "Typical Electrical/Optical Characteristic Curves," which are standard for LED devices. Although the specific graphs are not reproduced in the provided text, these curves typically illustrate the relationship between forward current (IF) and forward voltage (VF), the relationship between luminous intensity (Iv) and forward current (IF), and how luminous intensity varies with ambient temperature. These curves are invaluable for designers. The VF-IF curve aids in selecting the appropriate drive voltage and series resistor. The Iv-IF curve shows how brightness increases with current but also highlights the point of diminishing returns and increased heat generation. The Iv-Ta curve demonstrates the LED's negative temperature coefficient characteristic, where light output decreases as the junction temperature rises, providing a basis for thermal management decisions.

5. Mechanical Structure and Package Information

5.1 आकार और बाह्य रूप

यह पैकेज थ्रू-होल (DIP) डिस्प्ले है। सभी प्रमुख आयाम मिलीमीटर में दिए गए हैं, जब तक कि अन्यथा निर्दिष्ट न हो, सामान्य सहनशीलता ±0.25 mm है। प्रमुख विशेषता 1.5 इंच (38 मिमी) का वर्ण ऊंचाई है, जो प्रदर्शित वर्णों के भौतिक आकार को परिभाषित करती है। चित्र सेगमेंट लेआउट (A1, A2, B, C, D1, D2, E, F, G1, G2, H, I, J, K, L, M) और प्रिंटेड सर्किट बोर्ड (PCB) पर डिवाइस के समग्र फुटप्रिंट को विस्तार से दर्शाता है।

5.2 पिन परिभाषा एवं ध्रुवीयता पहचान

यह डिवाइस 17-पिन कॉन्फ़िगरेशन का उपयोग करता है। पिन 1 को कॉमन एनोड के रूप में पहचाना जाता है। यह एक महत्वपूर्ण पोलैरिटी पहचानकर्ता है; अन्य सभी पिन (2 से 17) विभिन्न सेगमेंट या दशमलव बिंदुओं के कैथोड हैं। आंतरिक सर्किट डायग्राम कॉमन एनोड कॉन्फ़िगरेशन की पुष्टि करता है, जिसका अर्थ है कि सभी LED सेगमेंट के एनोड आंतरिक रूप से कॉमन पिन (पिन 1) से जुड़े हुए हैं। किसी सेगमेंट को चमकाने के लिए, कॉमन एनोड पिन को पॉजिटिव वोल्टेज (करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर के माध्यम से) से जोड़ना होगा और संबंधित कैथोड पिन को ग्राउंड (लॉजिक लो) पर लाना होगा। पिन कनेक्शन टेबल प्रत्येक कैथोड पिन नंबर को उसके संबंधित सेगमेंट (जैसे, पिन 2 = G1, पिन 3 = E, आदि) से स्पष्ट रूप से मैप करता है। राइट-हैंड डेसिमल पॉइंट भी पैकेज में एकीकृत है।

6. सोल्डरिंग एवं असेंबली मार्गदर्शिका

मुख्य असेंबली निर्देश सोल्डरिंग प्रक्रिया से संबंधित हैं। जैसा कि एब्सोल्यूट मैक्सिमम रेटिंग्स में बताया गया है, यह घटक अधिकतम 260°C के सोल्डरिंग (रीफ्लो) तापमान को 3 सेकंड से अधिक नहीं के लिए सहन कर सकता है। यह लीड-फ्री सोल्डर का उपयोग करने वाली वेव सोल्डरिंग या रीफ्लो प्रक्रियाओं के लिए एक मानक प्रोफ़ाइल है। असेंबली के दौरान समय और तापमान को नियंत्रित किया जाना चाहिए ताकि प्लास्टिक आवरण के विरूपण, रंग बदलने या दरार पड़ने से बचा जा सके और आंतरिक बॉन्डिंग तारों और सेमीकंडक्टर चिप को थर्मल स्ट्रेस से बचाया जा सके। सोल्डरिंग आयरन का उपयोग करके मैन्युअल सोल्डरिंग भी त्वरित और नियंत्रित ताप के साथ की जानी चाहिए ताकि स्थानीय अधिक गर्म होने से बचा जा सके।

7. पैकेजिंग और ऑर्डर जानकारी

विशिष्ट मॉडल LTP-15801KD है। "LTP" उपसर्ग उत्पाद श्रृंखला (LED डिस्प्ले) को इंगित कर सकता है, "15801" 1.5 इंच के आकार और 16-सेगमेंट प्रकार को इंगित कर सकता है, और "KD" रंग (सुपर रेड) और संभवतः कॉमन एनोड कॉन्फ़िगरेशन को दर्शाने वाला प्रत्यय हो सकता है। डेटाशीट बल्क पैकेजिंग (जैसे, ट्यूब, ट्रे या रील) या न्यूनतम ऑर्डर मात्रा के बारे में विस्तृत जानकारी प्रदान नहीं करती है। उत्पादन के लिए, निर्माता या वितरक से पैकेजिंग विनिर्देशों की पूछताछ करनी चाहिए।

8. अनुप्रयोग सुझाव

8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य

यह डिस्प्ले उन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है जिन्हें एकल उच्च दृश्यता वाले अंक या अक्षर की आवश्यकता होती है। सामान्य उपयोगों में शामिल हैं: वोल्टेज, करंट या तापमान रीडिंग के लिए पैनल मीटर; डिजिटल घड़ी या टाइमर; औद्योगिक नियंत्रण पैनल; परीक्षण और माप उपकरण; और उपभोक्ता उपकरण जिन्हें एकल पैरामीटर प्रदर्शित करने की आवश्यकता होती है, जैसे माइक्रोवेव ओवन या ऑडियो एम्पलीफायर।

8.2 डिज़ाइन विचार

ड्राइवर सर्किट:कॉमन एनोड डिस्प्ले को एक सिंक करंट ड्राइवर की आवश्यकता होती है। प्रत्येक सेगमेंट कैथोड को एक ऐसे ड्राइवर से जोड़ा जाना चाहिए जो सक्रिय होने पर आवश्यक करंट (जैसे 20mA) को सिंक कर सके। कॉमन एनोड आमतौर पर एक करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर के माध्यम से पॉजिटिव पावर सप्लाई से जुड़ा होता है। वैकल्पिक रूप से, बेहतर चमक एकरूपता और तापमान स्थिरता के लिए कॉन्स्टेंट-करंट ड्राइव IC का उपयोग किया जा सकता है।
मल्टीप्लेक्सिंग:यद्यपि यह एकल-अक्षर प्रदर्शन है, लेकिन यदि कई अक्षरों का उपयोग किया जाता है, तो यह सिद्धांत समान रूप से लागू होता है। सभी अक्षरों के सेगमेंट समानांतर में जोड़े जा सकते हैं, और प्रत्येक अक्षर के कॉमन एनोड को उच्च आवृत्ति पर क्रमिक रूप से ड्राइव किया जाता है। इससे आवश्यक ड्राइव पिनों की संख्या में उल्लेखनीय कमी आती है।
करंट लिमिटेशन:फॉरवर्ड करंट सेट करने के लिए कॉमन एनोड के साथ श्रृंखला में एक बाहरी रेसिस्टर अवश्य लगाया जाना चाहिए। रेसिस्टर मान की गणना सूत्र R = (Vcc - VF) / IF द्वारा की जाती है, जहाँ Vcc पावर सप्लाई वोल्टेज है, VF एलईडी का फॉरवर्ड वोल्टेज है (सुरक्षा के लिए अधिकतम मान का उपयोग करें), और IF आवश्यक फॉरवर्ड करंट है (उदाहरण के लिए 20mA)।
व्यूइंग एंगल:डेटाशीट में "वाइड व्यूइंग एंगल" का दावा किया गया है, जो उन अनुप्रयोगों के लिए बहुत फायदेमंद है जहां डिस्प्ले को ऑफ-एक्सिस स्थिति से देखा जा सकता है।

9. तकनीकी तुलना

LTP-15801KD का मुख्य अंतर अल्ट्रा-रेड लाइट एमिशन उत्पन्न करने के लिए AlInGaP (एल्यूमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड) तकनीक के उपयोग में निहित है। मानक GaAsP (गैलियम आर्सेनाइड फॉस्फाइड) रेड एलईडी जैसी पुरानी तकनीकों की तुलना में, AlInGaP एलईडी में काफी अधिक ल्यूमिनस एफिशिएंसी होती है, जिसका अर्थ है कि समान करंट पर अधिक प्रकाश (उच्च एमसीडी) उत्पन्न होता है। इनमें आमतौर पर बेहतर तापमान स्थिरता और लंबी सेवा जीवन भी होता है। सरल 7-सेगमेंट डिस्प्ले की तुलना में, 16-सेगमेंट डिज़ाइन अधिक पूर्ण अल्फ़ान्यूमेरिक वर्ण सेट (A-Z, 0-9 और कुछ प्रतीक) को प्रदर्शित करने की अनुमति देता है, जो शुद्ध संख्यात्मक डिस्प्ले की तुलना में अधिक बहुमुखीता प्रदान करता है।

10. सामान्य प्रश्न (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)

प्रश्न: चरम तरंगदैर्ध्य (650nm) और प्रमुख तरंगदैर्ध्य (639nm) में क्या अंतर है?
उत्तर: चरम तरंगदैर्ध्य वह तरंगदैर्ध्य है जिस पर उत्सर्जन स्पेक्ट्रम की तीव्रता अधिकतम होती है। प्रमुख तरंगदैर्ध्य एकवर्णी प्रकाश की तरंगदैर्ध्य है जो LED के वास्तविक व्यापक स्पेक्ट्रम आउटपुट के समान अनुभूत रंग उत्पन्न करती है। लाल LED के लिए, प्रमुख तरंगदैर्ध्य आमतौर पर चरम तरंगदैर्ध्य से थोड़ी कम होती है।

प्रश्न: अधिकतम निरंतर धारा 25mA क्यों है, लेकिन चरम स्पंद धारा 90mA है?
उत्तर: निरंतर धारा डिवाइस की ताप अपव्यय क्षमता द्वारा सीमित होती है। 25mA पर, शक्ति अपव्यय (VF * IF) 70mW की सीमा के भीतर है। स्पंद धारा (90mA, 1/10 ड्यूटी साइकिल) उच्च तात्कालिक चमक की अनुमति देती है (क्योंकि प्रकाश उत्सर्जन तीव्रता मोटे तौर पर धारा के समानुपाती होती है), क्योंकि समय पर औसत शक्ति कम होती है, जिससे अत्यधिक गर्म होने से बचाव होता है। LED जंक्शन के पास स्पंदों के बीच ठंडा होने का समय होता है।

प्रश्न: इस डिस्प्ले को माइक्रोकंट्रोलर से कैसे जोड़ा जाए?
उत्तर: पिन की संख्या और धारा सीमा के कारण, आप 17 पिनों को सीधे एक मानक MCU से नहीं जोड़ सकते। बाहरी ड्राइवर सर्किट का उपयोग करना आवश्यक है। सामान्य तरीके एक समर्पित LED ड्राइवर IC (जैसे MAX7219 या समान) या MCU के GPIO पिन द्वारा नियंत्रित ट्रांजिस्टर ऐरे समूह (जैसे ULN2003) का उपयोग करना है। ड्राइवर कैथोड के सिंक करंट को संभालता है, जबकि कॉमन एनोड एक रेसिस्टर के माध्यम से संचालित होता है।

11. व्यावहारिक अनुप्रयोग केस स्टडी

एकल अंक डीसी वोल्टमीटर डिज़ाइन:एक व्यावहारिक अनुप्रयोग 0-9.9V वोल्टमीटर का निर्माण है। LTP-15801KD दहाई का अंक (0-9) प्रदर्शित कर सकता है। इसे एक माइक्रोकंट्रोलर (जैसे Arduino या PIC) द्वारा संचालित किया जाएगा। MCU अपने ADC के माध्यम से एनालॉग वोल्टेज पढ़ता है, स्केलिंग करता है, और सही अंक बनाने के लिए कौन से सेगमेंट को जलाना है यह निर्धारित करता है। 16-सेगमेंट डिज़ाइन अंकों को स्पष्ट रूप से रेंडर करने की अनुमति देता है। ऊपर वर्णित ड्राइवर सर्किट MCU के कम करंट डिजिटल आउटपुट को LED की उच्च करंट आवश्यकता से जोड़ता है। सुपर रेड उत्कृष्ट दृश्यता प्रदान करता है। PCB लेआउट में करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर्स को डिस्प्ले के करीब रखने और एनालॉग रीडिंग को प्रभावित करने वाले नॉइज़ से बचने के लिए बिजली की लाइनों को साफ रखने का ध्यान रखना चाहिए।

12. कार्य सिद्धांत संक्षिप्त परिचय

LED एक सेमीकंडक्टर डायोड है। जब एनोड और कैथोड के बीच इसके विशेषता फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) से अधिक फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो n-टाइप सेमीकंडक्टर सामग्री से इलेक्ट्रॉन और p-टाइप सामग्री से होल सक्रिय क्षेत्र (जंक्शन) में पुनर्संयोजित होते हैं। यह पुनर्संयोजन फोटॉन (प्रकाश) के रूप में ऊर्जा मुक्त करता है। उत्सर्जित प्रकाश की विशिष्ट तरंगदैर्ध्य (रंग) सेमीकंडक्टर सामग्री के ऊर्जा बैंड गैप द्वारा निर्धारित होती है। AlInGaP का ऊर्जा बैंड गैप लाल/नारंगी/पीले प्रकाश से मेल खाता है। इस 16-सेगमेंट डिस्प्ले में, कई स्वतंत्र AlInGaP LED चिप्स पैकेज के अंदर स्थापित किए गए हैं, प्रत्येक चिप एक वर्ण के एक खंड का निर्माण करता है। ड्राइव को सरल बनाने के लिए उन्हें कॉमन एनोड कॉन्फ़िगरेशन में विद्युतीय रूप से जोड़ा गया है।

13. प्रौद्योगिकी विकास प्रवृत्तियाँ

हालांकि LTP-15801KD जैसे थ्रू-होल डिस्प्ले प्रोटोटाइपिंग, शौक़ीन परियोजनाओं और कुछ औद्योगिक अनुप्रयोगों में अभी भी प्रासंगिक हैं, प्रदर्शन प्रौद्योगिकी की व्यापक प्रवृत्ति सरफेस माउंट डिवाइस (SMD) पैकेजिंग की ओर है। SMD LED में छोटा फुटप्रिंट, कम प्रोफ़ाइल ऊंचाई होती है और वे स्वचालित पिक-एंड-प्लेस असेंबली के लिए अधिक उपयुक्त होते हैं, जिससे निर्माण लागत कम होती है। अल्फ़ान्यूमेरिक डिस्प्ले के लिए, डॉट मैट्रिक्स पैनल (ग्रिड में कई छोटे LED का उपयोग करके) अधिक सामान्य हो गए हैं क्योंकि वे ग्राफ़िक्स और व्यापक वर्ण सेट प्रदर्शित करने में अधिक लचीलापन प्रदान करते हैं। इसके अतिरिक्त, ऑर्गेनिक LED (OLED) डिस्प्ले अब उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स में आम हैं, जो उत्कृष्ट कंट्रास्ट, व्यूइंग एंगल और पतलापन प्रदान करते हैं, हालांकि वे तकनीक और अनुप्रयोग में डिस्क्रीट LED सेगमेंट डिस्प्ले से काफ़ी भिन्न हैं। AlInGaP सामग्री प्रणाली स्वयं पुरानी LED सामग्रियों के सापेक्ष प्रगति का प्रतिनिधित्व करती है, जो उच्च दक्षता और विश्वसनीयता प्रदान करती है।