LTP-2157AKS 5x7 डॉट मैट्रिक्स एलईडी डिस्प्ले डेटाशीट - 2.0-इंच ऊंचाई - AlInGaP पीला - 2.6V फॉरवर्ड वोल्टेज - तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

LTP-2157AKS एक मोनोक्रोम डॉट मैट्रिक्स डिस्प्ले मॉड्यूल है जिसे अल्फ़ान्यूमेरिक कैरेक्टर प्रस्तुति के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसका प्राथमिक कार्य सरल रीडआउट, संकेतक, या बुनियादी मैसेजिंग सिस्टम जैसे सूचना प्रदर्शन की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए एक स्पष्ट, चमकदार दृश्य आउटपुट प्रदान करना है। इस उपकरण का मुख्य लाभ एलईडी चिप्स के लिए एल्युमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड (AlInGaP) सेमीकंडक्टर तकनीक का इसका उपयोग है, जो एम्बर/पीले/लाल स्पेक्ट्रम में उच्च-दक्षता प्रकाश उत्सर्जन उत्पन्न करने के लिए जानी जाती है। डिस्प्ले में 5x7 ऐरे कॉन्फ़िगरेशन है, जो ASCII वर्णों और प्रतीकों को प्रस्तुत करने के लिए मानक है। भौतिक डिज़ाइन में सफेद डॉट रंग के साथ एक काला चेहरा शामिल है, जो विभिन्न प्रकाश स्थितियों में कंट्रास्ट और पठनीयता को बढ़ाता है। यह उत्पाद एम्बेडेड सिस्टम डिज़ाइनरों, औद्योगिक नियंत्रण पैनल निर्माताओं और उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स के डेवलपर्स को लक्षित करता है जिन्हें एक विश्वसनीय, कम-जटिलता वाले डिस्प्ले समाधान की आवश्यकता होती है।

2. तकनीकी मापदंडों की गहरी वस्तुनिष्ठ व्याख्या

2.1 फोटोमेट्रिक और प्रकाशीय विशेषताएं

मुख्य फोटोमेट्रिक पैरामीटर औसत दीप्त तीव्रता (Iv) है, जिसे 32mA पल्स करंट और 1/16 ड्यूटी साइकिल की परीक्षण स्थिति के तहत 3600 माइक्रोकैंडेलस (μcd) के विशिष्ट मान के साथ निर्दिष्ट किया गया है। यह इंडोर और कई आउटडोर अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त एक उच्च-चमक आउटपुट इंगित करता है। पीक एमिशन वेवलेंथ (λp) 588 nm है, और डोमिनेंट वेवलेंथ (λd) 587 nm है, जो उत्सर्जित प्रकाश को दृश्य स्पेक्ट्रम के पीले क्षेत्र में दृढ़ता से स्थापित करता है। 15 nm की स्पेक्ट्रल लाइन हाफ-विड्थ (Δλ) न्यूनतम स्पेक्ट्रल फैलाव के साथ अपेक्षाकृत शुद्ध रंग को दर्शाती है। सेगमेंट्स के बीच दीप्त तीव्रता मिलान अनुपात अधिकतम 2:1 के रूप में निर्दिष्ट है, जो डिस्प्ले पर एक समान उपस्थिति सुनिश्चित करता है।

2.2 विद्युत मापदंड

प्राथमिक विद्युत विशेषता प्रति सेगमेंट फॉरवर्ड वोल्टेज (Vf) है, जिसका 20mA के परीक्षण करंट (If) पर विशिष्ट मान 2.6V और अधिकतम 2.6V है। यह ड्राइवर सर्किट डिज़ाइन के लिए एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है। पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स परिचालन सीमाएं परिभाषित करती हैं: प्रति डॉट औसत फॉरवर्ड करंट 25 mA (25°C से ऊपर 0.28 mA/°C से रैखिक रूप से कम होना), प्रति डॉट पीक फॉरवर्ड करंट 60 mA, और प्रति डॉट रिवर्स वोल्टेज 5 V। इन रेटिंग्स से अधिक होने पर स्थायी क्षति हो सकती है। रिवर्स करंट (Ir) 5V रिवर्स बायस पर अधिकतम 100 μA पर निर्दिष्ट है।

2.3 थर्मल और पर्यावरणीय विशेषताएं

डिवाइस -35°C से +105°C के ऑपरेटिंग तापमान रेंज और एक समान स्टोरेज तापमान रेंज के लिए रेटेड है। यह विस्तृत रेंज कठोर वातावरण में विश्वसनीयता सुनिश्चित करती है। पावर डिसिपेशन सीमा औसतन प्रति डॉट 70 mW है। फॉरवर्ड करंट के लिए डीरेटिंग फैक्टर (0.28 mA/°C) ऊंचे परिवेश के तापमान पर सुरक्षित परिचालन धाराओं की गणना करने के लिए आवश्यक है ताकि ओवरहीटिंग को रोका जा सके और दीर्घकालिक विश्वसनीयता सुनिश्चित की जा सके।

3. बिनिंग सिस्टम स्पष्टीकरण

प्रदान की गई डेटाशीट वेवलेंथ, फ्लक्स, या वोल्टेज के लिए एक औपचारिक बिनिंग सिस्टम को स्पष्ट रूप से विस्तृत नहीं करती है। हालांकि, विनिर्देश दीप्त तीव्रता (2100 μcd न्यूनतम, 3600 μcd विशिष्ट) और फॉरवर्ड वोल्टेज (2.05V न्यूनतम, 2.6V विशिष्ट/अधिकतम) जैसे प्रमुख मापदंडों के लिए न्यूनतम, विशिष्ट और अधिकतम मान प्रदान करते हैं। व्यवहार में, निर्माता अक्सर उत्पादों को मापित प्रदर्शन के आधार पर बिन में समूहित करते हैं ताकि उत्पादन लॉट के भीतर स्थिरता सुनिश्चित की जा सके। यदि किसी अनुप्रयोग के लिए कड़े पैरामीटर मिलान की आवश्यकता है तो डिज़ाइनरों को विशिष्ट बिनिंग जानकारी के लिए निर्माता से परामर्श करना चाहिए।

4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

डेटाशीट अंतिम पृष्ठ पर 'विशिष्ट विद्युत / प्रकाशीय विशेषता वक्र' का संदर्भ देती है। हालांकि विशिष्ट ग्राफ़ पाठ में विस्तृत नहीं हैं, ऐसे वक्रों में आम तौर पर शामिल हैं:

• फॉरवर्ड करंट बनाम फॉरवर्ड वोल्टेज (I-V वक्र):यह ग्राफ़ एलईडी के लिए करंट और वोल्टेज के बीच गैर-रैखिक संबंध दिखाता है। यह स्थिर धारा ड्राइवरों को डिजाइन करने के लिए महत्वपूर्ण है, क्योंकि वोल्टेज में एक छोटा सा परिवर्तन करंट में एक बड़ा परिवर्तन पैदा कर सकता है।
• दीप्त तीव्रता बनाम फॉरवर्ड करंट:यह वक्र दर्शाता है कि कैसे प्रकाश आउटपुट करंट के साथ बढ़ता है, आमतौर पर परिचालन रेंज के भीतर लगभग रैखिक संबंध में, इससे पहले कि बहुत अधिक धाराओं पर दक्षता गिर जाती है।
• दीप्त तीव्रता बनाम परिवेश तापमान:यह ग्राफ़ जंक्शन तापमान बढ़ने के साथ प्रकाश आउटपुट के कम होने को दर्शाता है। AlInGaP एलईडी के लिए, दीप्त तीव्रता आमतौर पर तापमान बढ़ने के साथ घट जाती है।
• स्पेक्ट्रल वितरण:सापेक्ष तीव्रता बनाम तरंगदैर्ध्य का एक प्लॉट, ~588 nm पर शिखर और 15 nm आधी चौड़ाई दिखाता है, जो रंग की शुद्धता की पुष्टि करता है।

ये वक्र गैर-मानक स्थितियों में डिवाइस के व्यवहार को समझने और प्रदर्शन और दीर्घायु के लिए डिजाइन को अनुकूलित करने के लिए महत्वपूर्ण हैं।

5. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी

LTP-2157AKS एक मानक ड्यूल इन-लाइन पैकेज (DIP) प्रारूप में प्रस्तुत किया गया है जो थ्रू-होल PCB माउंटिंग के लिए उपयुक्त है। पैकेज आयाम मिलीमीटर में प्रदान किए गए हैं, जिसमें ±0.25 mm की सामान्य सहनशीलता है। एक प्रमुख यांत्रिक विशेषता पिन टिप की शिफ्ट सहनशीलता ±0.4 mm है, जो असेंबली के दौरान PCB होल संरेखण के लिए महत्वपूर्ण है। डिवाइस RoHS (हानिकारक पदार्थों पर प्रतिबंध) निर्देशों के अनुपालन में एक लीड-फ्री पैकेज का उपयोग करता है। भौतिक उपस्थिति सफेद डॉट्स के साथ काले चेहरे की विशेषता है, जो परिवेशी प्रकाश को अवशोषित करने और अनलिट क्षेत्रों को गहरा दिखाकर कंट्रास्ट में सुधार करने का कार्य करता है।

6. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश

पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स अनुभाग विशिष्ट सोल्डरिंग स्थितियां प्रदान करता है: डिवाइस को 260°C के सोल्डरिंग तापमान के अधीन किया जा सकता है, पैकेज के सीटिंग प्लेन से 1/16 इंच (लगभग 1.6 mm) नीचे एक बिंदु पर मापा जाता है। यह वेव सोल्डरिंग या हैंड सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के लिए एलईडी चिप्स या आंतरिक वायर बॉन्ड्स को थर्मल क्षति से बचाने के लिए एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है। यह अनिवार्य है कि असेंबली प्रक्रिया के दौरान अधिकतम तापमान रेटिंग से अधिक न हो। डिवाइस को हैंडल करते समय मानक ESD (इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज) सावधानियों का पालन किया जाना चाहिए।

7. पैकेजिंग और ऑर्डरिंग जानकारी

पार्ट नंबर स्पष्ट रूप से LTP-2157AKS के रूप में पहचाना गया है। डेटाशीट बल्क पैकेजिंग विवरण जैसे रील मात्रा, ट्यूब गिनती, या ट्रे कॉन्फ़िगरेशन निर्दिष्ट नहीं करती है। बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए, इंजीनियरों को न्यूनतम ऑर्डर मात्रा, पैकेजिंग प्रकार (जैसे, एंटी-स्टैटिक ट्यूब या ट्रे), और लेबलिंग परंपराओं पर विशिष्ट जानकारी प्राप्त करने के लिए आपूर्तिकर्ता से संपर्क करना चाहिए। 'Spec No.' और 'Effective Date' तकनीकी दस्तावेज़ के विशिष्ट संशोधन के लिए ट्रेसबिलिटी प्रदान करते हैं।

8. अनुप्रयोग सुझाव

8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य

यह 5x7 डॉट मैट्रिक्स डिस्प्ले उन अनुप्रयोगों के लिए आदर्श है जिन्हें सरल, सुपाठ्य वर्ण आउटपुट की आवश्यकता होती है। सामान्य उपयोगों में शामिल हैं: औद्योगिक उपकरण पैनल (सेटपॉइंट, स्थिति कोड, या त्रुटि संदेश प्रदर्शित करने के लिए), उपभोक्ता उपकरण (माइक्रोवेव ओवन, वाशिंग मशीन), वेंडिंग मशीन या पॉइंट-ऑफ-सेल टर्मिनल में बुनियादी सूचना डिस्प्ले, और शैक्षिक इलेक्ट्रॉनिक्स किट। इसका पीला रंग अक्सर सावधानी संकेतकों के लिए या जहां उच्च दृश्यता की आवश्यकता होती है, चुना जाता है।

8.2 डिजाइन विचार

इस डिस्प्ले के साथ डिजाइन करने के लिए इसकी X-Y (मैट्रिक्स) चयन आर्किटेक्चर के कारण एक मल्टीप्लेक्स्ड ड्राइवर सर्किट की आवश्यकता होती है, जैसा कि आंतरिक सर्किट आरेख में दिखाया गया है। माइक्रोकंट्रोलर या ड्राइवर IC को सही ढंग से इंटरफेस करने के लिए पिन कनेक्शन तालिका आवश्यक है। पिन 4 और 11 और पिन 5 और 12 आंतरिक रूप से जुड़े हुए हैं, जिन्हें PCB लेआउट और सॉफ्टवेयर स्कैनिंग रूटीन में ध्यान में रखा जाना चाहिए। सुसंगत चमक बनाए रखने और एलईडी की सुरक्षा के लिए एक स्थिर धारा ड्राइवर की सिफारिश की जाती है। डिजाइन को करंट और पावर डिसिपेशन के लिए पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स का सम्मान करना चाहिए, विशेष रूप से उच्च तापमान पर डीरेटिंग फैक्टर पर विचार करते हुए। सामान्य परिस्थितियों में इस कम-शक्ति वाले उपकरण के लिए आमतौर पर हीट सिंकिंग की आवश्यकता नहीं होती है।

9. तकनीकी तुलना

अन्य डिस्प्ले तकनीकों की तुलना में, यह AlInGaP-आधारित एलईडी मैट्रिक्स विशिष्ट लाभ प्रदान करता है। पुराने GaAsP या GaP एलईडी की तुलना में, AlInGaP काफी अधिक दीप्त दक्षता और चमक प्रदान करता है। सरल 7-सेगमेंट डिस्प्ले की तुलना में, एक 5x7 डॉट मैट्रिक्स अल्फ़ान्यूमेरिक वर्णों और सरल ग्राफिक्स प्रदर्शित करने में कहीं अधिक लचीलापन प्रदान करता है। आधुनिक LCD या OLED के विपरीत, यह एलईडी मैट्रिक्स व्यूइंग एंगल, चमक और मजबूती के मामले में बेहतर है, हालांकि यह तुलनीय डिस्प्ले क्षेत्र के लिए अधिक बिजली की खपत करता है और एकल रंग तक सीमित है। इसका मुख्य अंतर विभिन्न प्रकाश स्थितियों में बैकलाइट के बिना सरलता, विश्वसनीयता और उच्च दृश्यता है।

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

प्रश्न: फॉरवर्ड करंट को ड्यूटी साइकिल (1/16) के साथ क्यों निर्दिष्ट किया गया है?

उत्तर: डिस्प्ले एक मल्टीप्लेक्स्ड ड्राइविंग योजना का उपयोग करता है। प्रति डॉट औसत करंट, उदाहरण के लिए, 5 mA प्राप्त करने के लिए, ड्राइवर एक छोटी अवधि (स्कैन साइकिल का 1/16) के लिए एक उच्च पीक करंट (जैसे, 80 mA) लागू करेगा। यह सभी डॉट्स को क्रमिक रूप से संबोधित करने की अनुमति देता है जबकि मानी गई चमक बनाए रखता है और औसत शक्ति अपव्यय सीमा के भीतर रहता है।

प्रश्न: क्या मैं इस डिस्प्ले को स्थिर वोल्टेज स्रोत से चला सकता हूं?

उत्तर: इसकी अनुशंसा नहीं की जाती है। एलईडी करंट-संचालित उपकरण हैं। उनका फॉरवर्ड वोल्टेज एक सहनशीलता रखता है और तापमान के साथ बदलता रहता है। स्थिर वोल्टेज से चलाने पर यदि Vf विनिर्देश के निचले सिरे पर है तो ओवरकरंट का जोखिम होता है, जिससे जीवनकाल कम हो सकता है या विफलता हो सकती है। हमेशा एक करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर या, अधिमानतः, एक स्थिर धारा ड्राइवर का उपयोग करें।

प्रश्न: आंतरिक रूप से जुड़े पिन (4/11 और 5/12) का उद्देश्य क्या है?

उत्तर: ये आंतरिक कनेक्शन सेमीकंडक्टर डाई को पैकेज लीड से जोड़ने को सरल बनाते हैं और संभवतः मैट्रिक्स के भीतर करंट वितरण को संतुलित करने में मदद करते हैं। उपयोगकर्ता के दृष्टिकोण से, वे एक ही विद्युत नोड के लिए कई कनेक्शन बिंदु प्रदान करते हैं, जो PCB पर लेआउट लचीलापन प्रदान कर सकते हैं।

11. व्यावहारिक उपयोग मामला

एक सेटपॉइंट और वास्तविक तापमान रीडआउट के साथ एक सरल तापमान नियंत्रक डिजाइन करने पर विचार करें। LTP-2157AKS "SET 75" और "ACT 72" जैसे मान प्रदर्शित कर सकता है। एक माइक्रोकंट्रोलर 7 पंक्तियों और 5 स्तंभों को स्कैन करेगा। फर्मवेयर में एक फ़ॉन्ट मैप होगा, प्रत्येक वर्ण (जैसे, 'S', 'E', 'T') को 35 डॉट्स (5x7) के विशिष्ट पैटर्न में अनुवादित करके प्रकाशित करेगा। ड्राइवर सर्किट, जिसमें संभवतः असतत ट्रांजिस्टर या एक समर्पित एलईडी ड्राइवर IC शामिल है, माइक्रोकंट्रोलर के GPIO पिन के आधार पर चयनित कॉलम कैथोड के माध्यम से करंट सिंक करेगा और चयनित रो एनोड को करंट सोर्स करेगा। उच्च चमक यह सुनिश्चित करती है कि डिस्प्ले नियंत्रण पैनल पर दूर से पठनीय हो।

12. सिद्धांत परिचय

डिवाइस एक सेमीकंडक्टर p-n जंक्शन में इलेक्ट्रोलुमिनेसेंस के सिद्धांत पर काम करता है। AlInGaP (एल्युमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड) सामग्री प्रणाली एक प्रत्यक्ष बैंडगैप सेमीकंडक्टर है। जब फॉरवर्ड बायस्ड होता है, तो n-क्षेत्र से इलेक्ट्रॉन और p-क्षेत्र से होल सक्रिय क्षेत्र में इंजेक्ट होते हैं जहां वे पुनर्संयोजन करते हैं। इस पुनर्संयोजन के दौरान जारी ऊर्जा फोटॉन (प्रकाश) के रूप में उत्सर्जित होती है। AlInGaP मिश्र धातु की विशिष्ट संरचना बैंडगैप ऊर्जा निर्धारित करती है, और इस प्रकार उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य (रंग) - इस मामले में, पीला (~587-588 nm)। 5x7 मैट्रिक्स 35 व्यक्तिगत एलईडी चिप्स (डॉट्स) को एक ग्रिड में व्यवस्थित करके बनाया जाता है, जिसके एनोड पंक्तियों में और कैथोड स्तंभों में जुड़े होते हैं। यह सामान्य-एनोड/सामान्य-कैथोड मैट्रिक्स संरचना केवल 12 पिन (7 पंक्तियाँ + 5 स्तंभ) के साथ 35 डॉट्स को नियंत्रित करने की अनुमति देती है, जो व्यक्तिगत रूप से संबोधित एलईडी की तुलना में आवश्यक ड्राइवर लाइनों की संख्या को काफी कम कर देती है।

13. विकास प्रवृत्तियाँ

जबकि LTP-2157AKS जैसे असतत एलईडी डॉट मैट्रिक्स डिस्प्ले विशिष्ट अनुप्रयोगों के लिए प्रासंगिक बने हुए हैं, डिस्प्ले प्रौद्योगिकी में व्यापक प्रवृत्ति उच्च एकीकरण और कार्यक्षमता की ओर बढ़ रही है। सतह-माउंट डिवाइस (SMD) पैकेज स्वचालित असेंबली के लिए अधिक सामान्य होते जा रहे हैं। एकीकृत ड्राइवर और नियंत्रक चिप्स अक्सर एलईडी ऐरे के साथ एक ही मॉड्यूल में संयुक्त होते हैं, जो सिस्टम डिजाइनर के लिए इंटरफेस को सरल बनाता है (जैसे, प्रत्यक्ष मैट्रिक्स स्कैनिंग के बजाय SPI या I2C संचार)। इसके अलावा, पूर्ण-रंग RGB एलईडी मैट्रिक्स डायनामिक साइनेज और अधिक जटिल ग्राफिक्स के लिए तेजी से लोकप्रिय हो रहे हैं। हालांकि, सरल, मजबूत, एकल-रंग वर्ण प्रदर्शन आवश्यकताओं के लिए, इस उत्पाद द्वारा प्रतिनिधित्व किए गए मौलिक डिजाइन एक विश्वसनीय और लागत-प्रभावी समाधान बना हुआ है। सामग्रियों में प्रगति भविष्य में एम्बर/पीले स्पेक्ट्रम में AlInGaP या संबंधित नाइट्राइड-आधारित (InGaN) एलईडी से और भी अधिक दक्षता और चमक की ओर ले जा सकती है।