LTS-5703AKF 0.56-इंच पीला-नारंगी 7-सेगमेंट LED डिस्प्ले डेटाशीट - अंक ऊंचाई 14.22mm - फॉरवर्ड वोल्टेज 2.6V - पावर डिसिपेशन 70mW - अंग्रेजी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

LTS-5703AKF एक उच्च-प्रदर्शन, एकल-अंकीय, सात-खंड LED डिस्प्ले मॉड्यूल है जो स्पष्ट, चमकीले संख्यात्मक रीडआउट की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसमें 0.56-इंच (14.22 मिमी) का अंक ऊंचाई है, जो इसे मध्यम आकार के पैनल और उपकरणों के लिए उपयुक्त बनाता है जहाँ मध्यम दूरी से पठनीयता आवश्यक है। यह उपकरण गैलियम आर्सेनाइड (GaAs) सब्सट्रेट पर उन्नत एल्यूमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड (AlInGaP) अर्धचालक तकनीक का उपयोग करके एक विशिष्ट पीले-नारंगी प्रकाश उत्सर्जन उत्पन्न करता है। यह सामग्री प्रणाली अपनी उच्च दक्षता और उत्कृष्ट चमक के लिए जानी जाती है। डिस्प्ले में सफेद खंडों के साथ हल्का भूरा चेहरा है, जो विभिन्न प्रकाश स्थितियों में इष्टतम वर्ण उपस्थिति के लिए उच्च कंट्रास्ट प्रदान करता है।

इसके मुख्य लाभों में कम बिजली की आवश्यकता, उच्च चमक, व्यापक दृश्य कोण और ठोस-अवस्था विश्वसनीयता शामिल है। खंडों को निरंतर और एकसमान होने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जो एक सुसंगत और पेशेवर दृश्य आउटपुट सुनिश्चित करता है। उपकरण को चमकदार तीव्रता के लिए वर्गीकृत किया गया है और इसे RoHS (हानिकारक पदार्थों पर प्रतिबंध) निर्देशों के अनुपालन में एक सीसा-मुक्त पैकेज में पेश किया जाता है, जो इसे पर्यावरणीय विचारों के साथ आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक डिजाइनों के लिए उपयुक्त बनाता है।

2. तकनीकी पैरामीटर गहन विश्लेषण

2.1 विद्युत विशेषताएँ

विद्युत मापदंड विश्वसनीय उपयोग के लिए संचालन सीमाएं और शर्तें परिभाषित करते हैं। पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स उन सीमाओं को निर्दिष्ट करती हैं जिन्हें स्थायी क्षति को रोकने के लिए पार नहीं किया जाना चाहिए। प्रति सेगमेंट निरंतर अग्र धारा 25°C पर 25 mA पर रेटेड है, जो परिवेश के तापमान में वृद्धि के साथ 0.33 mA/°C के रैखिक डीरेटिंग कारक के साथ है। पीक अग्र धारा, जो स्पंदित स्थितियों (1/10 ड्यूटी साइकिल, 0.1ms स्पंद चौड़ाई) के तहत अनुमेय है, 60 mA है। प्रति सेगमेंट अधिकतम शक्ति अपव्यय 70 mW है। रिवर्स वोल्टेज सहन क्षमता 5 V है। अग्र वोल्टेज (V_F) प्रति सेगमेंट आम तौर पर 2.05V से 2.6V तक होता है जब इसे 20 mA की एक मानक परीक्षण धारा पर संचालित किया जाता है। रिवर्स करंट (I_R) अधिकतम 100 µA पर निर्दिष्ट है जब 5V का रिवर्स बायस लगाया जाता है।

2.2 प्रकाशीय विशेषताएँ

इसका प्रकाशीय प्रदर्शन इसके कार्य के लिए केंद्रीय है। औसत दीप्त तीव्रता (I_V) एक प्रमुख मापदंड है, जिसकी न्यूनतम मात्रा 800 µcd, एक विशिष्ट मान 1667 µcd है, और I_F = 1 mA की परीक्षण स्थिति के तहत कोई अधिकतम मान निर्दिष्ट नहीं है। यह उच्च चमक अच्छी दृश्यता सुनिश्चित करती है। रंग विशेषताओं को तरंगदैर्ध्य द्वारा परिभाषित किया गया है: शिखर उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य (λ_p) विशिष्ट रूप से 611 nm है, और प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λ_d) विशिष्ट रूप से 605 nm है, दोनों को I_F = 20 mA, जो आउटपुट को पीले-नारंगी स्पेक्ट्रम में स्थापित करता है। स्पेक्ट्रल लाइन अर्ध-चौड़ाई (Δλ) लगभग 17 nm है, जो अपेक्षाकृत शुद्ध रंग उत्सर्जन को दर्शाती है। खंडों के बीच दीप्त तीव्रता मिलान (समान प्रकाशित क्षेत्रों के लिए) का अधिकतम अनुपात 2:1 है, जो अंक में एकरूपता सुनिश्चित करता है।

2.3 Thermal and Environmental Ratings

डिवाइस की ऑपरेटिंग तापमान सीमा -35°C से +85°C और भंडारण तापमान सीमा -35°C से +85°C के लिए रेटेड है। यह विस्तृत सीमा इसे औद्योगिक नियंत्रणों से लेकर उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स तक विभिन्न वातावरणों में उपयोग के लिए उपयुक्त बनाती है। असेंबली के लिए, सोल्डर तापमान 3 सेकंड के लिए 260°C निर्दिष्ट किया गया है, जिसे सीटिंग प्लेन से 1/16 इंच (लगभग 1.59 mm) नीचे मापा जाता है, जो वेव या रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के लिए एक मानक संदर्भ है।

3. बिनिंग सिस्टम स्पष्टीकरण

डेटाशीट इंगित करती है कि डिवाइस "ल्यूमिनस इंटेंसिटी के लिए वर्गीकृत" है। इसका तात्पर्य मापित प्रकाश उत्पादन के आधार पर एक बिनिंग या छंटाई प्रक्रिया से है। एलईडी निर्माण में, समान प्रदर्शन विशेषताओं वाले घटकों को समूहित करने के लिए बिन बनाए जाते हैं, जैसे कि ल्यूमिनस इंटेंसिटी (चमक), फॉरवर्ड वोल्टेज और प्रमुख तरंगदैर्ध्य। एक विशिष्ट बिन से खरीदारी करके, डिजाइनर उत्पाद में कई डिस्प्ले में चमक की स्थिरता सुनिश्चित कर सकते हैं, जिससे अंकों या इकाइयों के बीच ध्यान देने योग्य भिन्नताओं से बचा जा सकता है। हालांकि इस दस्तावेज़ में विशिष्ट बिन कोड या श्रेणियों का विवरण नहीं दिया गया है, डिजाइनरों को अपने एप्लिकेशन में दृश्य एकरूपता की गारंटी के लिए उत्पादन योजना हेतु निर्माता के विस्तृत बिनिंग दस्तावेज़ से परामर्श लेना चाहिए।

4. परफॉर्मेंस कर्व विश्लेषण

डेटाशीट "टाइपिकल इलेक्ट्रिकल / ऑप्टिकल करैक्टरिस्टिक कर्व्स" का उल्लेख करती है। हालांकि पाठ में विशिष्ट ग्राफ़ प्रदान नहीं किए गए हैं, ऐसे वक्र एलईडी दस्तावेज़ीकरण में मानक हैं और डिजाइन के लिए महत्वपूर्ण हैं। आम तौर पर, उनमें शामिल हैं:

• रिलेटिव ल्यूमिनस इंटेंसिटी बनाम फॉरवर्ड करंट (आई-वी कर्व): यह ग्राफ दर्शाता है कि कैसे प्रकाश उत्पादन ड्राइव करंट के साथ बढ़ता है। यह आम तौर पर गैर-रैखिक होता है, जहां उच्च धाराओं पर थर्मल प्रभाव के कारण दक्षता कम हो जाती है।
• फॉरवर्ड वोल्टेज बनाम फॉरवर्ड करंट: यह डायोड की IV विशेषता दर्शाता है, जो करंट-सीमित सर्किटरी डिजाइन करने के लिए आवश्यक है।
• Relative Luminous Intensity vs. Ambient Temperature: यह वक्र दर्शाता है कि जंक्शन तापमान बढ़ने पर प्रकाश उत्पादन कैसे कम होता है, जो उच्च-चमक या उच्च-ड्यूटी-साइकिल अनुप्रयोगों में थर्मल प्रबंधन के महत्व को रेखांकित करता है।
• Spectral Distribution: आपेक्षिक तीव्रता बनाम तरंगदैर्ध्य का एक आरेख, जो उत्सर्जित रंग के आकार और शुद्धता को दर्शाता है।

डिज़ाइनरों को इन वक्रों का उपयोग उपयुक्त ड्राइव धाराओं का चयन करने, थर्मल डिरेटिंग को समझने और गैर-मानक परिस्थितियों में प्रदर्शन की भविष्यवाणी करने के लिए करना चाहिए।

5. Mechanical and Package Information

यह डिवाइस एक मानक LED डिस्प्ले पैकेज में आता है। पैकेज आयाम चित्र (पाठ में संदर्भित लेकिन विस्तृत नहीं) आमतौर पर मॉड्यूल की कुल लंबाई, चौड़ाई और ऊंचाई, सेगमेंट विंडो आयाम और दस पिनों की सटीक दूरी और व्यास दिखाता है। प्रमुख यांत्रिक नोट्स में शामिल हैं: सभी आयाम मिलीमीटर में हैं, जब तक अन्यथा निर्दिष्ट न हो, मानक सहनशीलता ±0.25 मिमी है। पिन टिप शिफ्ट के लिए ±0.4 मिमी की एक अतिरिक्त सहनशीलता की अनुमति है, जो PCB फुटप्रिंट डिजाइन और स्वचालित सम्मिलन प्रक्रियाओं के लिए महत्वपूर्ण है। पिन कनेक्शन आरेख स्पष्ट रूप से प्रदान किया गया है, जो सेगमेंट A-G, दशमलव बिंदु (D.P.) और दो कॉमन कैथोड पिन के लिए दस पिनों में से प्रत्येक के कार्य की पहचान करता है।

डिजाइनरों को उपयुक्त ड्राइव धाराओं का चयन करने, थर्मल डेरेटिंग को समझने और गैर-मानक परिस्थितियों में प्रदर्शन की भविष्यवाणी करने के लिए इन वक्रों का उपयोग करना चाहिए।

प्रदान किया गया प्राथमिक असेंबली दिशानिर्देश सोल्डरिंग तापमान विनिर्देश है: डिवाइस सीटिंग प्लेन से 1.59 मिमी (1/16 इंच) नीचे एक बिंदु पर 3 सेकंड के लिए 260°C के तापमान को सहन कर सकता है। यह रीफ्लो सोल्डरिंग प्रोफाइल के लिए एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है। डिजाइनरों को यह सुनिश्चित करना चाहिए कि घटक लीड पर उनका रीफ्लो ओवन प्रोफाइल आंतरिक वायर बॉन्ड या LED चिप को नुकसान पहुंचाने से बचने के लिए इस तापमान-समय संयोजन से अधिक न हो। स्टैटिक-संवेदनशील उपकरणों के लिए मानक हैंडलिंग सावधानियों का पालन किया जाना चाहिए। भंडारण तापमान की विस्तृत श्रृंखला (-35°C से +85°C) इन्वेंट्री प्रबंधन में लचीलापन प्रदान करती है।

7. Internal Circuit and Pin Configuration

आंतरिक सर्किट आरेख एक कॉमन कैथोड कॉन्फ़िगरेशन दिखाता है। इसका मतलब है कि एलईडी सेगमेंट के सभी कैथोड (नकारात्मक टर्मिनल) आंतरिक रूप से एक साथ जुड़े हुए हैं। LTS-5703AKF में दो कॉमन कैथोड पिन (पिन 3 और पिन 8) हैं, जो आंतरिक रूप से जुड़े हुए हैं। यह पीसीबी लेआउट में लचीलापन प्रदान करता है। प्रत्येक सेगमेंट (A, B, C, D, E, F, G) और दशमलव बिंदु (D.P.) के एनोड (सकारात्मक टर्मिनल) अलग-अलग पिन पर लाए गए हैं। पिनआउट इस प्रकार है: पिन 1: E, पिन 2: D, पिन 3: कॉमन कैथोड, पिन 4: C, पिन 5: D.P., पिन 6: B, पिन 7: A, पिन 8: कॉमन कैथोड, पिन 9: F, पिन 10: G। किसी सेगमेंट को प्रकाशित करने के लिए, उसके संबंधित एनोड पिन पर एक सकारात्मक वोल्टेज (एक करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर के माध्यम से) लगाया जाना चाहिए, जबकि कॉमन कैथोड पिन को ग्राउंड से जोड़ा जाना चाहिए।

8. अनुप्रयोग सुझाव

8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य

यह डिस्प्ले किसी भी उपकरण के लिए आदर्श है जिसे स्पष्ट, एकल-अंकीय संख्यात्मक रीडआउट की आवश्यकता होती है। सामान्य अनुप्रयोगों में शामिल हैं: परीक्षण और माप उपकरण (मल्टीमीटर, फ्रीक्वेंसी काउंटर), औद्योगिक नियंत्रण पैनल, चिकित्सा उपकरण, उपभोक्ता उपकरण (माइक्रोवेव, ओवन, कॉफी मेकर), ऑटोमोटिव डैशबोर्ड डिस्प्ले (ट्रिप कंप्यूटर, क्लाइमेट कंट्रोल के लिए), और पॉइंट-ऑफ-सेल टर्मिनल।

8.2 डिज़ाइन संबंधी विचार

• करंट लिमिटिंग: फॉरवर्ड करंट सेट करने के लिए हमेशा प्रत्येक सेगमेंट एनोड के लिए एक सीरीज़ रेसिस्टर (या मल्टीप्लेक्सिंग के लिए कॉमन कैथोड पर एक रेसिस्टर) का उपयोग करें। सप्लाई वोल्टेज (V_CC), एलईडी फॉरवर्ड वोल्टेज (V_F ~2.6V अधिकतम), और वांछित धारा (उदाहरण के लिए, अच्छी चमक के लिए 10-20 mA). सूत्र: R = (V_CC - V_F) / I_F.
• मल्टीप्लेक्सिंग: बहु-अंकीय डिस्प्ले के लिए, एक मल्टीप्लेक्सिंग योजना का उपयोग किया जाता है जहां अंकों को एक समय में तेजी से प्रकाशित किया जाता है। LTS-5703AKF की कॉमन कैथोड डिज़ाइन इसके लिए उपयुक्त है। पीक करंट रेटिंग (60 mA) मल्टीप्लेक्सिंग के दौरान उच्च स्पंदित धाराओं की अनुमति देती है ताकि लगातार चालित सेगमेंट के बराबर प्रतीत होने वाली चमक प्राप्त की जा सके।
• देखने का कोण: चौड़ा देखने का कोण विभिन्न स्थितियों से पठनीयता सुनिश्चित करता है, जो पैनल-माउंटेड उपकरणों के लिए महत्वपूर्ण है।
• तापीय प्रबंधन: हालांकि डिवाइस की कार्यशील सीमा अच्छी है, उच्च परिवेशी तापमान या उच्च निरंतर धाराओं पर संचालित करते समय दीर्घायु और स्थिर प्रकाश उत्पादन बनाए रखने के लिए पर्याप्त वेंटिलेशन सुनिश्चित करें।

9. तकनीकी तुलना एवं विभेदन

LTS-5703AKF के प्रमुख विभेदक इसकी सामग्री प्रौद्योगिकी और विशिष्ट प्रदर्शन विशेषताओं में निहित हैं। मानक गैलियम फॉस्फाइड (GaP) लाल या हरे एलईडी जैसी पुरानी तकनीकों की तुलना में, AlInGaP काफी अधिक दीप्त दक्षता प्रदान करता है, जिसके परिणामस्वरूप समान ड्राइव करंट के लिए डिस्प्ले बहुत अधिक चमकीले होते हैं। InGaN पर आधारित कुछ उच्च-चमक वाले सफेद या नीले एलईडी की तुलना में, पीले-नारंगी रंग की विशिष्ट सौंदर्य और कार्यात्मक अनुप्रयोग हैं, जिन्हें अक्सर विशिष्ट पैनल रंग योजनाओं या इसकी मानी जाने वाली गर्माहट और स्पष्टता के लिए चुना जाता है। 0.56-इंच का आकार कॉम्पैक्ट उपकरणों के लिए छोटे (0.3-इंच) डिस्प्ले और लंबी दूरी के देखने के लिए बड़े (1-इंच+) डिस्प्ले के बीच एक विशिष्ट स्थान भरता है। इसकी RoHS अनुपालन आधुनिक वैश्विक बाजारों के लिए एक मानक लेकिन आवश्यक विशेषता है।

10. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (FAQ)

प्रश्न: दो कॉमन कैथोड पिन्स का उद्देश्य क्या है?
उत्तर: दोनों पिन (3 और 8) आंतरिक रूप से जुड़े हुए हैं। यह PCB पर लेआउट लचीलापन प्रदान करता है, जिससे ग्राउंड कनेक्शन पैकेज के किसी भी तरफ से किया जा सकता है। यह रूटिंग को सरल बना सकता है, खासकर घने डिज़ाइन में या सिंगल-साइडेड PCB का उपयोग करते समय।

प्रश्न: क्या मैं इस डिस्प्ले को सीधे 5V माइक्रोकंट्रोलर पिन से चला सकता हूँ?
A: नहीं। आपको हमेशा एक करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर का उपयोग करना चाहिए। एक माइक्रोकंट्रोलर पिन आमतौर पर 20 mA को सुरक्षित रूप से सोर्स नहीं कर सकता, और यदि कर भी सके, तो बिना रेसिस्टर के, LED अत्यधिक करंट खींचने का प्रयास करेगा, जिससे LED और माइक्रोकंट्रोलर दोनों को क्षति पहुँच सकती है। उचित श्रृंखला रेसिस्टर मान की गणना करें।

Q: "luminous intensity matching ratio of 2:1" का क्या अर्थ है?
A> It means that the dimmest segment in a device will be no less than half as bright as the brightest segment (under the same test conditions). This ensures visual uniformity across the digit.

Q: क्या यह डिस्प्ले बाहरी उपयोग के लिए उपयुक्त है?
A: इसका ऑपरेटिंग तापमान रेंज -35°C तक है, जो कई बाहरी परिस्थितियों को कवर करता है। हालांकि, डेटाशीट में धूल और पानी के खिलाफ इनग्रेस प्रोटेक्शन (IP) रेटिंग निर्दिष्ट नहीं है। बाहरी उपयोग के लिए, डिस्प्ले को संभवतः एक सीलबंद खिड़की के पीछे या एक संरक्षित आवरण के भीतर रखने की आवश्यकता होगी।

11. व्यावहारिक डिज़ाइन और उपयोग केस

Case: Designing a Simple Digital Timer Display. एक डिजाइनर एकल-अंकीय डिस्प्ले के साथ एक काउंटडाउन टाइमर बना रहा है। स्पष्टता और आकार के लिए वे LTS-5703AKF चुनते हैं। वे 5V लॉजिक वाले माइक्रोकंट्रोलर का उपयोग करते हैं। 15 mA के लक्ष्य सेगमेंट करंट के लिए, वे करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर की गणना करते हैं: R = (5V - 2.4V) / 0.015A ≈ 173 ओम। वे एक मानक 180-ओम रेसिस्टर का चयन करते हैं। वे दो कॉमन कैथोड पिनों को एक NPN ट्रांजिस्टर के माध्यम से माइक्रोकंट्रोलर पर एक ग्राउंड पिन से जोड़ते हैं (स्विचिंग/मल्टीप्लेक्सिंग के लिए यदि बाद में अधिक अंक जोड़े जाते हैं)। सात सेगमेंट एनोड पिन माइक्रोकंट्रोलर I/O पिन से जुड़े होते हैं, प्रत्येक अपने स्वयं के 180-ओम रेसिस्टर के माध्यम से। इस डिजाइन में दशमलव बिंदु का उपयोग नहीं किया गया है। सॉफ्टवेयर 9 से 0 तक की संख्याओं को प्रदर्शित करने के चक्र से गुजरता है। उच्च कंट्रास्ट और चमक यह सुनिश्चित करती है कि संख्या अच्छी रोशनी वाले कमरे में आसानी से पढ़ी जा सके।

12. संचालन सिद्धांत परिचय

LTS-5703AKF एक ठोस-अवस्था अर्धचालक लाइट-एमिटिंग डायोड (LED) पर आधारित है। सक्रिय सामग्री गैलियम आर्सेनाइड (GaAs) सब्सट्रेट पर उगाया गया अल्युमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड (AlInGaP) है। जब डायोड के थ्रेशोल्ड (लगभग 2V) से अधिक का फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन और होल क्रमशः n-प्रकार और p-प्रकार के अर्धचालक परतों से सक्रिय क्षेत्र में इंजेक्ट होते हैं। ये आवेश वाहक पुनर्संयोजित होते हैं, और फोटॉन (प्रकाश) के रूप में ऊर्जा मुक्त करते हैं। AlInGaP मिश्र धातु की विशिष्ट संरचना अर्धचालक की बैंडगैप ऊर्जा निर्धारित करती है, जो सीधे उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य (रंग) तय करती है—इस मामले में, पीला-नारंगी (~605-611 nm)। डिस्प्ले के प्रत्येक सेगमेंट में इनमें से एक या अधिक छोटे LED चिप होते हैं। कॉमन कैथोड कॉन्फ़िगरेशन इन सभी चिप्स के नकारात्मक पक्षों को आंतरिक रूप से जोड़ता है, जिससे बाहरी ड्राइव सर्किटरी सरल हो जाती है।

13. Technology Trends and Context

AlInGaP LED प्रौद्योगिकी लाल, नारंगी, एम्बर और पीले प्रकाश उत्सर्जन के लिए एक परिपक्व और अत्यंत अनुकूलित समाधान का प्रतिनिधित्व करती है। दशकों से, पुरानी प्रौद्योगिकियों की तुलना में इसकी श्रेष्ठ दक्षता और विश्वसनीयता के कारण, उच्च-चमक वाले अनुप्रयोगों में यह इन रंगों के लिए प्रमुख सामग्री प्रणाली रही है। डिस्प्ले प्रौद्योगिकी में वर्तमान रुझानों में और भी अधिक कुशल माइक्रो-एलईडी का विकास और पूर्ण-रंग, लचीले डिस्प्ले के लिए ऑर्गेनिक एलईडी (OLED) का व्यापक अपनाना शामिल है। हालांकि, एकवर्णी, खंडित संख्यात्मक डिस्प्ले के लिए जिन्हें बहुत उच्च चमक, लंबी आयु और तापमान की एक विस्तृत श्रृंखला पर स्थिरता की आवश्यकता होती है—विशेष रूप से औद्योगिक, ऑटोमोटिव और इंस्ट्रुमेंटेशन संदर्भों में—इस डेटाशीट में दिए गए जैसे AlInGaP-आधारित एलईडी एक पसंदीदा और लागत-प्रभावी विकल्प बने हुए हैं। यहां देखे गए लीड-फ्री (RoHS) पैकेजिंग की ओर बढ़ना, पर्यावरणीय नियमों द्वारा प्रेरित एक मानक उद्योग-व्यापी विकास है।