LTP-22801JF 17-सेगमेंट अल्फ़ान्यूमेरिक एलईडी डिस्प्ले डेटाशीट - 2.24-इंच डिजिट ऊंचाई - AlInGaP पीला नारंगी - 5.2V फॉरवर्ड वोल्टेज - हिन्दी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

LTP-22801JF एक उच्च-प्रदर्शन, सिंगल-डिजिट अल्फ़ान्यूमेरिक डिस्प्ले मॉड्यूल है, जिसे स्पष्ट, चमकीली और विश्वसनीय वर्ण प्रस्तुति की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसका प्राथमिक कार्य 17-सेगमेंट विन्यास का उपयोग करके अल्फ़ान्यूमेरिक वर्ण (अक्षर A-Z, संख्याएं 0-9, और कुछ प्रतीक) प्रदर्शित करना है, जो पारंपरिक 7-सेगमेंट डिस्प्ले की तुलना में अधिक लचीलापन प्रदान करता है।

इस उपकरण का मुख्य लाभ एलईडी चिप्स के लिए एल्यूमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड (AlInGaP) अर्धचालक सामग्री का उपयोग है, विशेष रूप से पीला नारंगी रंग में। AlInGaP तकनीक अपनी उच्च दीप्त दक्षता और एम्बर से लाल रंग स्पेक्ट्रम में उत्कृष्ट प्रदर्शन के लिए प्रसिद्ध है। डिस्प्ले में सफेद सेगमेंट के साथ काला फेस है, जो विभिन्न परिवेश प्रकाश स्थितियों में भी इष्टतम पठनीयता के लिए उच्च कंट्रास्ट अनुपात प्रदान करता है। उपकरण को दीप्त तीव्रता के लिए वर्गीकृत किया गया है, जो उत्पादन बैचों में सुसंगत चमक स्तर सुनिश्चित करता है।

लक्षित बाजार में औद्योगिक नियंत्रण पैनल, परीक्षण और माप उपकरण, चिकित्सा उपकरण, इंस्ट्रुमेंटेशन और कोई भी एम्बेडेड सिस्टम शामिल है जहां स्थिति संकेत, डेटा रीडआउट या उपयोगकर्ता इंटरफ़ेस प्रतिक्रिया के लिए एकल, अत्यधिक पठनीय अंक की आवश्यकता होती है।

2. तकनीकी विशिष्टताओं का गहन विश्लेषण

2.1 फोटोमेट्रिक और प्रकाशीय विशेषताएं

प्रकाशीय प्रदर्शन डिस्प्ले की कार्यक्षमता के लिए केंद्रीय है। प्रति सेगमेंट 20mA के मानक परीक्षण धारा और 25°C के परिवेश तापमान पर, उपकरण 41.6 मिलिकैंडेला (mcd) की विशिष्ट औसत दीप्त तीव्रता प्रदान करता है। 40mA की उच्च धारा पर चलाए जाने पर, यह मान विशिष्ट रूप से 72.8 mcd तक बढ़ जाता है, जो धारा के साथ प्रकाश उत्पादन में अच्छी रैखिकता प्रदर्शित करता है।

रंग विशेषताओं को विशिष्ट तरंगदैर्ध्य द्वारा परिभाषित किया गया है। शिखर उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य (λp) विशिष्ट रूप से 611 नैनोमीटर (nm) है, जो इसे दृश्य स्पेक्ट्रम के पीले-नारंगी क्षेत्र में स्थापित करता है। प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd), जो माने गए रंग के साथ अधिक निकटता से संबंधित है, विशिष्ट रूप से 605 nm है। स्पेक्ट्रल लाइन आधी-चौड़ाई (Δλ) 17 nm है, जो न्यूनतम स्पेक्ट्रल फैलाव के साथ अपेक्षाकृत शुद्ध, संतृप्त रंग को इंगित करती है। सेगमेंट के बीच दीप्त तीव्रता मिलान अधिकतम 2:1 के अनुपात के साथ निर्दिष्ट है, जो वर्ण में एकसमान उपस्थिति सुनिश्चित करता है।

2.2 विद्युत पैरामीटर

विद्युत विशेषताएं डिस्प्ले के लिए संचालन सीमाएं और स्थितियां परिभाषित करती हैं। पूर्ण अधिकतम रेटिंग वे सीमाएं प्रदान करती हैं जिनके परे स्थायी क्षति हो सकती है। प्रति सेगमेंट अधिकतम निरंतर फॉरवर्ड धारा 24 mA है, जिसमें 25°C से ऊपर 0.31 mA/°C का रैखिक डीरेटिंग फैक्टर है। 1/10 ड्यूटी साइकिल और 1.0ms पल्स चौड़ाई पर स्पंदित संचालन के लिए, शिखर फॉरवर्ड धारा प्रति सेगमेंट 60 mA तक पहुंच सकती है। निरंतर संचालन के तहत प्रति सेगमेंट अधिकतम शक्ति अपव्यय 134 mW है।

विशिष्ट संचालन स्थितियों (IF=20mA) के तहत, प्रति सेगमेंट फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) न्यूनतम 4.1V से अधिकतम 5.2V तक होता है, जिसमें इस सीमा के भीतर एक विशिष्ट मान अपेक्षित है। यह अपेक्षाकृत उच्च फॉरवर्ड वोल्टेज AlInGaP एलईडी की विशेषता है। प्रति सेगमेंट लागू किया जा सकने वाला अधिकतम रिवर्स वोल्टेज (VR) 10V है, जिस स्थिति में अधिकतम 100 µA की रिवर्स धारा (IR) होती है।

2.3 तापीय और पर्यावरणीय विशिष्टताएं

उपकरण -35°C से +85°C के संचालन तापमान सीमा के लिए रेटेड है, जो इसे औद्योगिक कोल्ड स्टोरेज से लेकर हीट स्रोतों के पास के उपकरणों तक, विभिन्न प्रकार के वातावरण के लिए उपयुक्त बनाता है। भंडारण तापमान सीमा समान है। असेंबली के लिए एक महत्वपूर्ण पैरामीटर सोल्डर तापमान रेटिंग है: उपकरण पैकेज के सीटिंग प्लेन से 1.6mm (1/16 इंच) नीचे एक बिंदु पर मापे गए अधिकतम 3 सेकंड की अवधि के लिए 260°C के अधिकतम सोल्डरिंग तापमान को सहन कर सकता है। यह जानकारी पीसीबी असेंबली के दौरान रीफ्लो सोल्डरिंग प्रोफाइल को परिभाषित करने के लिए महत्वपूर्ण है।

3. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी

3.1 भौतिक आयाम और रूपरेखा

डिस्प्ले की डिजिट ऊंचाई 2.24 इंच (57.0 mm) है, जो इसे दूरी से स्पष्ट देखने के लिए एक बड़े प्रारूप के डिस्प्ले के रूप में वर्गीकृत करती है। पैकेज आयाम एक विस्तृत चित्र में प्रदान किए गए हैं। सभी महत्वपूर्ण आयाम मिलीमीटर में निर्दिष्ट हैं, जब तक अन्यथा नोट न किया गया हो, ±0.25 mm के मानक सहनशीलता के साथ। इंजीनियरों को सटीक पीसीबी फुटप्रिंट डिज़ाइन के लिए इस चित्र का संदर्भ लेना चाहिए, उचित क्लीयरेंस और संरेखण सुनिश्चित करना चाहिए।

3.2 पिन विन्यास और सर्किट आरेख

LTP-22801JF एक कॉमन एनोड उपकरण है। इसमें सिंगल-रो विन्यास में 19 पिन हैं। आंतरिक सर्किट आरेख से पता चलता है कि 17 सेगमेंट (A1, A2, B, C, D1, D2, E, F, G1, G2, H, I, J, K, L, M) और दशमलव बिंदु (DP) अलग-अलग एलईडी हैं। कॉमन एनोड पिन (पिन 1 और पिन 11) आंतरिक रूप से जुड़े हुए हैं, जो सकारात्मक आपूर्ति वोल्टेज को जोड़ने के लिए दो बिंदु प्रदान करते हैं, जो धारा वितरण और पीसीबी लेआउट में सहायता कर सकते हैं। प्रत्येक सेगमेंट कैथोड का अपना समर्पित पिन (पिन 2-10, 12-19) है। यह विन्यास प्रत्येक सेगमेंट के व्यक्तिगत मल्टीप्लेक्सिंग नियंत्रण की अनुमति देता है।

4. अनुप्रयोग दिशानिर्देश और डिज़ाइन विचार

4.1 डिस्प्ले को चलाना

एक कॉमन एनोड डिस्प्ले के रूप में, एनोड (पिन 1 और 11) को करंट-लिमिटिंग स्कीम के माध्यम से सकारात्मक आपूर्ति वोल्टेज से जोड़ा जाना चाहिए। प्रत्येक कैथोड पिन को व्यक्तिगत रूप से चलाया जाना चाहिए, आमतौर पर एक माइक्रोकंट्रोलर पोर्ट पिन या एक समर्पित ड्राइवर आईसी (जैसे शिफ्ट रजिस्टर या सेगमेंट ड्राइवर) द्वारा। सक्रिय होने पर (कैथोड लो खींचा गया) ड्राइवर को आवश्यक सेगमेंट धारा को सिंक करने में सक्षम होना चाहिए। लॉजिक वोल्टेज स्तर और ड्राइवर आईसी का चयन करते समय फॉरवर्ड वोल्टेज (4.1V-5.2V) पर विचार किया जाना चाहिए; 5V सिस्टम आमतौर पर उपयोग किए जाते हैं।

धारा सीमित करना:बाहरी करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर्स प्रत्येक सेगमेंट के लिए या, अधिक सामान्यतः, प्रत्येक कॉमन एनोड नोड के लिए यदि मल्टीप्लेक्सिंग की जा रही है, तो अनिवार्य हैं। रेसिस्टर मान (R) ओम के नियम का उपयोग करके गणना की जा सकती है: R = (Vcc - VF) / IF, जहां Vcc आपूर्ति वोल्टेज है, VF एलईडी का फॉरवर्ड वोल्टेज है (सुरक्षा के लिए अधिकतम मान का उपयोग करें), और IF वांछित फॉरवर्ड धारा है (उदाहरण के लिए, 20mA)। अधिकतम VF का उपयोग करने से उपकरण भिन्नता के साथ भी चमक स्थिरता सुनिश्चित होती है।

4.2 मल्टीप्लेक्सिंग विचार

मल्टी-डिजिट अनुप्रयोगों के लिए या माइक्रोकंट्रोलर पिन काउंट को कम करने के लिए, इस सिंगल-डिजिट डिस्प्ले को एक मल्टीप्लेक्स्ड ऐरे में एकीकृत किया जा सकता है। एक मल्टीप्लेक्स्ड सेटअप में, कई अंकों के कॉमन एनोड एक साथ जुड़े होते हैं (डिजिट 1 एनोड, डिजिट 2 एनोड, आदि), और संबंधित सेगमेंट कैथोड भी एक साथ जुड़े होते हैं (सभी 'A' सेगमेंट, सभी 'B' सेगमेंट, आदि)। अंक तेजी से एक के बाद एक प्रकाशित किए जाते हैं। मल्टीप्लेक्सिंग करते समय, शिखर स्पंदित धारा रेटिंग (1/10 ड्यूटी पर 60mA) प्रासंगिक हो जाती है। औसत धारा निरंतर रेटिंग से अधिक नहीं होनी चाहिए, इसलिए पल्स धारा अधिक हो सकती है। उदाहरण के लिए, 1/4 ड्यूटी साइकिल के साथ 40mA पर चलाने से औसत धारा 10mA मिलती है।

4.3 तापीय प्रबंधन और पीसीबी लेआउट

जबकि व्यक्तिगत सेगमेंट शक्ति अपव्यय कम है, पूरी तरह से जलाए गए अंक (सभी 17 सेगमेंट + DP 20mA और ~4.5V पर) के लिए कुल शक्ति 1.5W के करीब पहुंच सकती है। पर्याप्त पीसीबी कॉपर क्षेत्र और संभवतः पैकेज के नीचे तापीय वाया गर्मी को दूर करने के लिए आवश्यक हो सकते हैं, विशेष रूप से उच्च परिवेश तापमान में या उच्च धाराओं पर चलाए जाने पर। एलईडी चिप्स से दूर तापीय चालन के लिए सभी पिन पर एक अच्छा सोल्डर जोड़ सुनिश्चित करना भी महत्वपूर्ण है।

5. प्रदर्शन विश्लेषण और वक्र

डेटाशीट विशिष्ट विद्युत और प्रकाशीय विशेषता वक्रों का संदर्भ देती है, जो गैर-मानक स्थितियों में उपकरण व्यवहार को समझने के लिए आवश्यक हैं। जबकि विशिष्ट ग्राफ़ प्रदान किए गए पाठ में विस्तृत नहीं हैं, ऐसे उपकरणों के लिए मानक वक्र आमतौर पर शामिल होते हैं:

• सापेक्ष दीप्त तीव्रता बनाम फॉरवर्ड धारा (I-V वक्र):यह ग्राफ दिखाता है कि प्रकाश उत्पादन धारा के साथ कैसे बढ़ता है। यह आमतौर पर कम धाराओं पर रैखिक होता है लेकिन तापीय प्रभावों के कारण उच्च धाराओं पर संतृप्त हो सकता है।
• फॉरवर्ड वोल्टेज बनाम फॉरवर्ड धारा:घातीय संबंध दिखाता है, तालिका में निर्दिष्ट VF सीमा की पुष्टि करता है।
• सापेक्ष दीप्त तीव्रता बनाम परिवेश तापमान:AlInGaP एलईडी के लिए, दीप्त तीव्रता आमतौर पर जंक्शन तापमान बढ़ने के साथ घटती है। यह वक्र पूर्ण तापमान सीमा में संचालित होने वाले अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है।
• स्पेक्ट्रल वितरण:तीव्रता बनाम तरंगदैर्ध्य का एक प्लॉट, ~611nm पर शिखर और आधी-चौड़ाई दिखाता है।

डिजाइनरों को तापमान और ड्राइव धारा भिन्नताओं के प्रभावों को ध्यान में रखते हुए, अपने विशिष्ट अनुप्रयोग में प्रदर्शन की भविष्यवाणी करने के लिए इन वक्रों का उपयोग करना चाहिए।

6. तुलना और प्रौद्योगिकी संदर्भ

6.1 AlInGaP बनाम अन्य एलईडी प्रौद्योगिकियां

गैर-पारदर्शी GaAs सब्सट्रेट पर AlInGaP का उपयोग एक प्रमुख अंतरकारक है। पुरानी GaAsP या GaP प्रौद्योगिकियों की तुलना में, AlInGaP एम्बर-लाल रेंज में काफी उच्च दीप्त दक्षता और बेहतर तापमान स्थिरता प्रदान करता है। कुछ डिस्प्ले में उपयोग किए जाने वाले फॉस्फर-परिवर्तित सफेद एलईडी की तुलना में, AlInGaP फॉस्फर रूपांतरण की जटिलता और दक्षता हानि के बिना एक शुद्ध, संतृप्त रंग प्रदान करता है, जिसके परिणामस्वरूप उच्च कंट्रास्ट और संभावित रूप से लंबा जीवनकाल होता है।

6.2 17-सेगमेंट बनाम 7-सेगमेंट और डॉट-मैट्रिक्स

एक 17-सेगमेंट डिस्प्ले (जिसे कभी-कभी "स्टारबर्स्ट" डिस्प्ले कहा जाता है) एक 7-सेगमेंट डिस्प्ले और एक पूर्ण डॉट-मैट्रिक्स डिस्प्ले के बीच स्थित होता है। यह 7-सेगमेंट डिस्प्ले की तुलना में अधिक व्यापक श्रेणी के अल्फ़ान्यूमेरिक वर्णों को अधिक पठनीय रूप से प्रदर्शित कर सकता है (उदाहरण के लिए, 'S' को '5' से अलग करना, 'M', 'W', 'K' को ठीक से प्रदर्शित करना) जबकि कम नियंत्रण लाइनों की आवश्यकता होती है और उच्च-रिज़ॉल्यूशन डॉट-मैट्रिक्स पैनल की तुलना में चलाना सरल होता है। LTP-22801JF एक इष्टतम समाधान है जब अनुप्रयोग को एकल, बड़े अंक पर स्पष्ट, विशिष्ट वर्णों के एक सीमित सेट की आवश्यकता होती है।

7. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (FAQ)

प्रश्न: क्या मैं इस डिस्प्ले को सीधे 3.3V माइक्रोकंट्रोलर से चला सकता हूं?

उत्तर: नहीं, सीधे नहीं। विशिष्ट फॉरवर्ड वोल्टेज (4.1V-5.2V) 3.3V से अधिक है। आपको एलईडी साइड के लिए कम से कम 5V की आपूर्ति वोल्टेज की आवश्यकता होगी। 3.3V माइक्रोकंट्रोलर से कैथोड ड्राइवरों तक के नियंत्रण संकेतों को लेवल-शिफ्ट किया जाना चाहिए यदि ड्राइवरों को 5V लॉजिक-हाई इनपुट की आवश्यकता है, या आपको 3.3V लॉजिक के अनुकूल ड्राइवरों का उपयोग करना चाहिए।

प्रश्न: दो कॉमन एनोड पिन क्यों हैं?

उत्तर: दो आंतरिक रूप से जुड़े एनोड पिन (1 और 11) पीसीबी रूटिंग में लचीलापन प्रदान करते हैं और कुल एनोड धारा को वितरित करने में मदद करते हैं, जो सभी सेगमेंट जलाए जाने पर महत्वपूर्ण हो सकती है। दोनों को आपूर्ति से जोड़ने की सिफारिश की जाती है।

प्रश्न: दीप्त तीव्रता मिलान अनुपात का उद्देश्य क्या है?

उत्तर: यह अनुपात (अधिकतम 2:1) गारंटी देता है कि एक उपकरण में सबसे मंद सेगमेंट समान स्थितियों में सबसे चमकीले सेगमेंट की आधी चमक से कम नहीं होगा। यह वर्ण में दृश्य एकरूपता सुनिश्चित करता है, कुछ सेगमेंट को दूसरों की तुलना में स्पष्ट रूप से मंद दिखने से रोकता है।

प्रश्न: मैं वर्ण कैसे बनाऊं?

उत्तर: आपको अपने माइक्रोकंट्रोलर कोड में एक कैरेक्टर मैप या फ़ॉन्ट टेबल की आवश्यकता है। यह एक लुकअप टेबल है जो प्रत्येक अल्फ़ान्यूमेरिक वर्ण के लिए परिभाषित करती है जिसे आप प्रदर्शित करना चाहते हैं, कि 17 सेगमेंट (और DP) के किस संयोजन को चालू करने की आवश्यकता है (कैथोड लो ड्राइव किया गया) जब कॉमन एनोड हाई हो।

8. व्यावहारिक अनुप्रयोग उदाहरण

परिदृश्य: एक डिजिटल टाइमर डिस्प्ले।एक एकल LTP-22801JF का उपयोग एक बड़े काउंटडाउन टाइमर पर सेकंड के अंक को दिखाने के लिए किया जा सकता है। माइक्रोकंट्रोलर संख्याओं 9 से 0 तक प्रदर्शित करने के माध्यम से चक्र करेगा। डिज़ाइन में शामिल होगा: 1) एक स्थिर 5V आपूर्ति प्रदान करना। 2) कॉमन एनोड लाइन (पिन 1 और 11) पर एक एकल करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर लगाना। 3) 18 कैथोड पिन (17 सेगमेंट + DP) में से प्रत्येक को माइक्रोकंट्रोलर के एक व्यक्तिगत पिन से या, अधिक कुशलता से, दो 8-बिट सीरियल-इन/पैरेलल-आउट शिफ्ट रजिस्टर के आउटपुट से जोड़ना ताकि I/O पिन बचाए जा सकें। 4) अंक 0-9 के लिए सेगमेंट पैटर्न और संभवतः DP का उपयोग करके एक कोलन या अन्य प्रतीक के साथ माइक्रोकंट्रोलर को प्रोग्राम करना। उच्च चमक और बड़े अंक आकार यह सुनिश्चित करते हैं कि समय दूरी से दिखाई दे।