LTP-2057AKY एलईडी डॉट मैट्रिक्स डिस्प्ले डेटाशीट - 2.0 इंच (50.8mm) ऊंचाई - AlInGaP एम्बर पीला - 2.6V फॉरवर्ड वोल्टेज - 70mW पावर डिसिपेशन - तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

LTP-2057AKY एक मोनोक्रोम डॉट मैट्रिक्स डिस्प्ले मॉड्यूल है जिसे अल्फ़ान्यूमेरिक कैरेक्टर प्रस्तुति के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसका प्राथमिक कार्य विभिन्न इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में कैरेक्टरों और प्रतीकों का स्पष्ट, पठनीय प्रदर्शन प्रदान करना है। इस डिस्प्ले के पीछे मूल तकनीक एलईडी चिप्स के लिए एल्युमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड (AlInGaP) अर्धचालक सामग्री का उपयोग है, जो एम्बर पीले स्पेक्ट्रम में उच्च-दक्षता प्रकाश उत्पन्न करने के लिए जानी जाती है। डिवाइस में ग्रे फेस और सफेद डॉट रंग की विशेषता है, जो विभिन्न प्रकाश स्थितियों में कंट्रास्ट और पठनीयता को बढ़ाता है।

डिस्प्ले को 5 कॉलम और 7 पंक्तियों के मैट्रिक्स के रूप में बनाया गया है, जिसके परिणामस्वरूप कुल 35 व्यक्तिगत रूप से एड्रेस करने योग्य डॉट्स हैं। यह कॉन्फ़िगरेशन ASCII कैरेक्टरों और सरल प्रतीकों को प्रदर्शित करने के लिए मानक है। "2.0 इंच" विनिर्देश कैरेक्टर की ऊंचाई को संदर्भित करता है, जो 50.8 मिलीमीटर है, जो उन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है जहां सूचना को मध्यम दूरी से पढ़ने की आवश्यकता होती है। डिवाइस एक X-Y (पंक्ति-स्तंभ) चयन सिद्धांत पर काम करता है, जो व्यक्तिगत डॉट्स को कुशलतापूर्वक नियंत्रित करने के लिए मल्टीप्लेक्स्ड ड्राइविंग की अनुमति देता है।

2. तकनीकी मापदंडों का गहन वस्तुनिष्ठ विवेचन

2.1 प्रकाशमितीय और प्रकाशीय विशेषताएं

मुख्य प्रकाशमितीय मापदंड औसत दीप्त तीव्रता (Iv) है, जिसका 32mA पल्स करंट और 1/16 ड्यूटी साइकिल की परीक्षण स्थिति के तहत विशिष्ट मूल्य 3600 माइक्रोकैंडेला (µcd) है। यह एक उच्च चमक स्तर को इंगित करता है जो इनडोर और कई आउटडोर अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है। प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd) 592 नैनोमीटर (nm) के रूप में निर्दिष्ट है, जो उत्सर्जित प्रकाश को दृश्य स्पेक्ट्रम के एम्बर पीले क्षेत्र में दृढ़ता से रखता है। स्पेक्ट्रल लाइन हाफ-विड्थ (Δλ) 15 nm है, जो स्पेक्ट्रल शुद्धता या उत्सर्जित प्रकाश के तरंगदैर्ध्य बैंड की संकीर्णता का वर्णन करती है; एक छोटा मान अधिक मोनोक्रोमैटिक प्रकाश स्रोत को इंगित करता है। उच्च चमक और उच्च कंट्रास्ट के कारण, जैसा कि इसकी विशेषताओं में उजागर किया गया है, डिवाइस उत्कृष्ट कैरेक्टर उपस्थिति प्रदान करता है।

2.2 विद्युत मापदंड

विद्युत विशेषताएं डिस्प्ले के लिए संचालन सीमाओं और स्थितियों को परिभाषित करती हैं। प्रति सेगमेंट फॉरवर्ड वोल्टेज (Vf) 20mA के फॉरवर्ड करंट (If) पर आमतौर पर 2.6V होता है। 80mA के उच्च पल्स करंट पर, Vf आमतौर पर 2.8V तक बढ़ जाता है। यह सकारात्मक तापमान गुणांक एलईडी व्यवहार के लिए सामान्य है। किसी भी डॉट के लिए रिवर्स करंट (Ir) अधिकतम 100 माइक्रोएम्पीयर (µA) होता है जब 5V का रिवर्स वोल्टेज (Vr) लगाया जाता है, जो ऑफ-स्टेट में लीकेज करंट को इंगित करता है। दीप्त तीव्रता मिलान अनुपात अधिकतम 2:1 के रूप में निर्दिष्ट है, जिसका अर्थ है कि सरणी में सबसे चमकीले और सबसे मंद डॉट के बीच चमक का अंतर इस अनुपात से अधिक नहीं होना चाहिए, जिससे एक समान उपस्थिति सुनिश्चित होती है।

2.3 पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स और तापीय विचार

ये रेटिंग्स उन सीमाओं को निर्दिष्ट करती हैं जिनके परे डिवाइस को स्थायी क्षति हो सकती है। प्रति डॉट औसत पावर डिसिपेशन 70 मिलीवाट (mW) से अधिक नहीं होनी चाहिए। प्रति डॉट पीक फॉरवर्ड करंट 60mA पर रेटेड है, जबकि 25°C पर प्रति डॉट औसत फॉरवर्ड करंट 25mA है। महत्वपूर्ण रूप से, यह औसत करंट रेटिंग 25°C से ऊपर प्रति डिग्री सेल्सियस 0.33 mA से रैखिक रूप से कम हो जाती है। यह डीरेटिंग वक्र तापीय प्रबंधन डिज़ाइन के लिए आवश्यक है; जैसे-जैसे परिवेश का तापमान बढ़ता है, अधिकतम अनुमेय निरंतर करंट को ओवरहीटिंग को रोकने और दीर्घकालिक विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए कम किया जाना चाहिए। संचालन और भंडारण तापमान सीमा -35°C से +85°C तक है, जो उपयोग और गैर-संचालन के लिए पर्यावरणीय स्थितियों को परिभाषित करती है। अधिकतम सोल्डरिंग तापमान 3 सेकंड के लिए अधिकतम 260°C है, जो एक मानक रीफ्लो सोल्डरिंग प्रोफाइल आवश्यकता है।

3. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी

डिस्प्ले पैकेज के भौतिक आयाम एक विस्तृत चित्र (डेटाशीट में संदर्भित) में प्रदान किए गए हैं। सभी आयाम मिलीमीटर में निर्दिष्ट हैं जिनकी मानक सहनशीलता ±0.25 mm है, जब तक कि अन्यथा नोट न किया गया हो। इसमें समग्र लंबाई, चौड़ाई, ऊंचाई, पिन के बीच की दूरी और डॉट मैट्रिक्स क्षेत्र की पैकेज किनारों के सापेक्ष स्थिति शामिल है। पैकेज में 5x7 एलईडी सरणी होती है और पिन के माध्यम से यांत्रिक संरचना और विद्युत कनेक्शन प्रदान करती है।

4. पिन कनेक्शन और आंतरिक सर्किट

डिवाइस में 14-पिन कॉन्फ़िगरेशन है। पिनआउट स्पष्ट रूप से परिभाषित है: पिन विशिष्ट कॉलम के लिए एनोड और विशिष्ट पंक्तियों के लिए कैथोड के रूप में निर्दिष्ट हैं। उदाहरण के लिए, पिन 1 पंक्ति 5 के लिए कैथोड है, पिन 3 कॉलम 2 के लिए एनोड है, इत्यादि। यह विशिष्ट व्यवस्था बाहरी ड्राइव सर्किटरी डिज़ाइन करने के लिए महत्वपूर्ण है। आंतरिक सर्किट आरेख दर्शाता है कि एलईडी डॉट्स एक कॉमन-कैथोड मैट्रिक्स कॉन्फ़िगरेशन में व्यवस्थित हैं। प्रत्येक एलईडी का एनोड एक कॉलम लाइन से जुड़ा होता है, और इसका कैथोड एक पंक्ति लाइन से जुड़ा होता है। किसी विशिष्ट डॉट को प्रकाशित करने के लिए, इसकी संबंधित कॉलम लाइन को हाई (एनोड पॉजिटिव) ड्राइव किया जाना चाहिए, और इसकी पंक्ति लाइन को लो (कैथोड ग्राउंडेड) ड्राइव किया जाना चाहिए।

5. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश

डेटाशीट असेंबली प्रक्रिया के लिए एक महत्वपूर्ण मापदंड प्रदान करती है: सोल्डर तापमान। डिवाइस पैकेज के सीटिंग प्लेन से 1.6mm (1/16 इंच) नीचे मापे गए अधिकतम 3 सेकंड की अवधि के लिए अधिकतम 260°C तापमान का सामना कर सकता है। यह जानकारी रीफ्लो सोल्डरिंग ओवन प्रोफाइल सेट करने के लिए महत्वपूर्ण है। लगभग 250°C के पीक तापमान वाला एक मानक लीड-फ्री रीफ्लो प्रोफाइल आमतौर पर संगत होता है। इस सीमा से ऊपर के तापमान के लंबे समय तक संपर्क में रहने से आंतरिक वायर बॉन्ड, एलईडी चिप्स, या प्लास्टिक पैकेज सामग्री को नुकसान हो सकता है।

6. अनुप्रयोग सुझाव

6.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य

यह 5x7 डॉट मैट्रिक्स डिस्प्ले उन अनुप्रयोगों के लिए आदर्श है जिन्हें सरल, निश्चित-फ़ॉन्ट अल्फ़ान्यूमेरिक रीडआउट की आवश्यकता होती है। सामान्य उपयोगों में सेटपॉइंट, स्थिति कोड, या त्रुटि संदेश प्रदर्शित करने के लिए औद्योगिक नियंत्रण पैनल शामिल हैं। इसे परीक्षण और माप उपकरण, पुराने ऑडियो उपकरण या उपकरणों जैसे उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, और विभिन्न इंस्ट्रुमेंटेशन पैनलों में पाया जा सकता है। इसका एम्बर पीला रंग अक्सर इसकी अच्छी दृश्यता और कम रोशनी वाले वातावरण में शुद्ध हरे या नीले की तुलना में कम मानी जाने वाली चमक के तनाव के लिए चुना जाता है।

6.2 डिज़ाइन विचार

इस डिस्प्ले के साथ डिज़ाइन करने के लिए ड्राइव सर्किटरी पर सावधानीपूर्वक ध्यान देने की आवश्यकता होती है। चूंकि यह एक मल्टीप्लेक्स्ड मैट्रिक्स है, इसलिए पंक्तियों और स्तंभों को क्रमिक रूप से स्कैन करने के लिए एक माइक्रोकंट्रोलर या समर्पित डिस्प्ले ड्राइवर IC आवश्यक है। एलईडी के लिए फॉरवर्ड करंट सेट करने के लिए, आमतौर पर अनुशंसित 20mA औसत तक, प्रत्येक कॉलम (एनोड) लाइन के लिए करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर्स अनिवार्य हैं। उत्पाद आवरण के अंदर अपेक्षित अधिकतम परिवेश तापमान के आधार पर फॉरवर्ड करंट के लिए डीरेटिंग वक्र का सम्मान किया जाना चाहिए। यदि ऊपरी तापमान सीमा के पास संचालन किया जा रहा है तो हीट सिंकिंग या वेंटिलेशन आवश्यक हो सकता है। मल्टीप्लेक्सिंग योजना स्पष्ट चमक को भी प्रभावित करती है; प्रति एलईडी कम ऑन-टाइम की क्षतिपूर्ति के लिए एक उच्च ड्यूटी साइकिल या पीक करंट का उपयोग किया जा सकता है, लेकिन हमेशा पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स के भीतर।

7. तकनीकी तुलना और विभेदन

LTP-2057AKY का प्राथमिक विभेदक कारक इसका AlInGaP एलईडी तकनीक का उपयोग है। एम्बर/पीले रंग के लिए उपयोग की जाने वाली मानक गैलियम फॉस्फाइड (GaP) एलईडी जैसी पुरानी तकनीकों की तुलना में, AlInGaP काफी अधिक दीप्त दक्षता प्रदान करता है। इसका अर्थ है समान ड्राइव करंट के लिए उच्च चमक या समान चमक स्तर के लिए कम बिजली की खपत। "उच्च चमक और उच्च कंट्रास्ट" विशेषता इस सामग्री लाभ का प्रत्यक्ष परिणाम है। सफेद डॉट्स के साथ ग्रे फेस कंट्रास्ट अनुपात को और बढ़ाता है, जिससे कैरेक्टर विशेष रूप से उज्ज्वल रोशनी वाली स्थितियों में अधिक तेज और परिभाषित दिखाई देते हैं।

8. तकनीकी मापदंडों पर आधारित अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

प्रश्न: दीप्त तीव्रता परीक्षण स्थिति में 1/16 ड्यूटी साइकिल का उद्देश्य क्या है?
उत्तर: 1/16 ड्यूटी साइकिल (उदाहरण के लिए, एक पल्स) का उपयोग इसलिए किया जाता है क्योंकि डिस्प्ले को मल्टीप्लेक्स्ड ऑपरेशन के लिए डिज़ाइन किया गया है। 5x7 मैट्रिक्स में, एक सामान्य मल्टीप्लेक्सिंग योजना एक समय में एक पंक्ति को स्कैन कर सकती है। यदि सभी 7 पंक्तियों को समान रूप से स्कैन किया जाता है, तो प्रत्येक पंक्ति (और इस प्रकार प्रत्येक एलईडी) लगभग 1/7 समय के लिए सक्रिय रहती है। परीक्षण में 1/16 ड्यूटी एक मानकीकृत स्थिति है जब एक एलईडी को संक्षेप में चालू किया जाता है तो उसकी पीक चमक को मापने के लिए, जो मल्टीप्लेक्स्ड सिस्टम में मानी जाने वाली चमक के लिए प्रासंगिक है।

प्रश्न: फॉरवर्ड वोल्टेज विनिर्देश की दो अलग-अलग करंट मानों वाली व्याख्या कैसे करूं?
उत्तर: फॉरवर्ड वोल्टेज (Vf) एक स्थिर नहीं है; यह करंट के साथ बढ़ता है। डेटाशीट दो डेटा पॉइंट प्रदान करती है: मानक संचालन करंट (20mA) पर एक विशिष्ट मूल्य और एक उच्च पल्स करंट (80mA) पर एक और मूल्य जिसका उपयोग उच्च मानी जाने वाली चमक प्राप्त करने के लिए मल्टीप्लेक्स्ड सिस्टम में किया जा सकता है। डिजाइनरों को यह सुनिश्चित करना चाहिए कि उनका ड्राइवर सर्किट आवश्यक वोल्टेज प्रदान कर सके, विशेष रूप से उच्च पल्स करंट का उपयोग करते समय।

प्रश्न: 25°C से ऊपर करंट डीरेटिंग क्यों आवश्यक है?
उत्तर: एलईडी आंतरिक रूप से गर्मी उत्पन्न करती हैं। अर्धचालक जंक्शन का एक अधिकतम संचालन तापमान होता है। जैसे-जैसे परिवेश का तापमान बढ़ता है, पैकेज की इस आंतरिक गर्मी को दूर करने की क्षमता कम हो जाती है। जंक्शन तापमान को अपनी सुरक्षित सीमा से अधिक होने से रोकने के लिए, जो जीवनकाल को काफी कम कर देगा या तत्काल विफलता का कारण बनेगा, अधिकतम अनुमेय निरंतर करंट को कम किया जाना चाहिए। 0.33 mA/°C का डीरेटिंग कारक इस कमी के लिए दिशानिर्देश प्रदान करता है।

9. व्यावहारिक डिज़ाइन और उपयोग का मामला

डिजिटल रीडआउट के साथ एक सरल तापमान नियंत्रक डिज़ाइन करने पर विचार करें। एक माइक्रोकंट्रोलर तापमान सेंसर को पढ़ेगा, एक नियंत्रण एल्गोरिदम निष्पादित करेगा, और वर्तमान तापमान (उदाहरण के लिए, "23 C") दिखाने के लिए LTP-2057AKY डिस्प्ले को ड्राइव करेगा। माइक्रोकंट्रोलर के I/O पोर्ट, उपयुक्त करंट-सिंकिंग और सोर्सिंग क्षमताओं के साथ कॉन्फ़िगर किए गए, करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर्स के माध्यम से डिस्प्ले की पंक्तियों और स्तंभों से जुड़े होंगे। फर्मवेयर एक स्कैनिंग रूटीन लागू करेगा: यह एक पंक्ति लाइन को लो (सक्रिय) सेट करेगा जबकि उस पंक्ति के पैटर्न को पांच कॉलम लाइनों पर रखेगा, थोड़ा समय प्रतीक्षा करेगा, फिर अगली पंक्ति पर जाएगा। यह चक्र तेजी से दोहराता है, एक स्थायी दृश्य छवि बनाता है। एम्बर रंग नियंत्रण पैनल पर स्पष्ट दृश्यता प्रदान करता है। डिजाइनर को Vf ड्रॉप और माइक्रोकंट्रोलर के आउटपुट वोल्टेज को ध्यान में रखते हुए, आपूर्ति वोल्टेज और वांछित एलईडी करंट (उदाहरण के लिए, 20mA) के आधार पर रेसिस्टर मानों की गणना करनी चाहिए।

10. सिद्धांत परिचय

संचालन सिद्धांत एक अर्धचालक p-n जंक्शन में इलेक्ट्रोलुमिनेसेंस पर आधारित है। जब AlInGaP एलईडी चिप के पार डायोड की थ्रेशोल्ड से अधिक फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन और होल सक्रिय क्षेत्र में पुनर्संयोजित होते हैं, जिससे फोटॉन के रूप में ऊर्जा मुक्त होती है। AlInGaP मिश्र धातु की विशिष्ट संरचना बैंडगैप ऊर्जा निर्धारित करती है, जो सीधे उत्सर्जित प्रकाश के तरंगदैर्ध्य (रंग) से संबंधित होती है—इस मामले में, 592 nm पर एम्बर पीला। पारदर्शी GaAs सब्सट्रेट अधिक प्रकाश को बचने की अनुमति देता है, जो उच्च बाहरी दक्षता में योगदान देता है। 5x7 मैट्रिक्स व्यवस्था 35 उपलब्ध डॉट्स के एक उपसमूह को चुनिंदा रूप से प्रकाशित करके कैरेक्टर बनाने का एक व्यावहारिक तरीका है।

11. विकास प्रवृत्तियां

हालांकि LTP-2057AKY जैसे अलग-अलग 5x7 डॉट मैट्रिक्स डिस्प्ले विशिष्ट अनुप्रयोगों के लिए उपयोग में बने हुए हैं, डिस्प्ले प्रौद्योगिकी में व्यापक प्रवृत्ति एकीकृत मॉड्यूल की ओर स्थानांतरित हो गई है। इनमें एलसीडी (लिक्विड क्रिस्टल डिस्प्ले) और ओएलईडी (ऑर्गेनिक लाइट-एमिटिंग डायोड) शामिल हैं जो पूर्ण डॉट-एड्रेस करने योग्य ग्राफिक्स, उच्च रिज़ॉल्यूशन और अधिक जटिल जानकारी प्रदर्शित करने की क्षमता प्रदान करते हैं। एलईडी-आधारित अल्फ़ान्यूमेरिक डिस्प्ले के लिए, सरफेस-माउंट डिवाइस (SMD) पैकेज और एकीकृत नियंत्रकों वाले मल्टी-डिजिट मॉड्यूल अधिक सामान्य हो गए हैं, जिससे डिज़ाइन और असेंबली सरल हो गई है। हालांकि, एलईडी के मौलिक लाभ—उच्च चमक, लंबा जीवनकाल और मजबूती—यह सुनिश्चित करते हैं कि वे विशेष रूप से कठोर वातावरण में या जहां सीधी धूप में दृश्यता की आवश्यकता होती है, वहां प्रासंगिक बने रहें। AlInGaP सामग्री प्रणाली ने स्वयं दक्षता में निरंतर सुधार देखा है और इसे नीले/हरे/सफेद के लिए InGaN और लाल/एम्बर के लिए AlInGaP जैसी और भी अधिक कुशल सामग्रियों द्वारा काफी हद तक सफलता मिली है, लेकिन यह उच्च-चमक दृश्यमान एलईडी विकास में एक महत्वपूर्ण ऐतिहासिक कदम का प्रतिनिधित्व करती है।