LTD-5721AJS LED Display Datasheet - 0.56-inch Digit Height - AlInGaP Yellow - 2.6V Forward Voltage - English Technical Document

1. उत्पाद अवलोकन

LTD-5721AJS एक उच्च-प्रदर्शन, कम-बिजली वाला सात-खंड एलईडी डिस्प्ले मॉड्यूल है। इसका प्राथमिक कार्य इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में स्पष्ट, चमकीला संख्यात्मक और सीमित अल्फ़ान्यूमेरिक वर्ण आउटपुट प्रदान करना है। मूल तकनीक एल्यूमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड (AlInGaP) अर्धचालक सामग्री पर आधारित है, जो पीले-नारंगी-लाल स्पेक्ट्रम में अपनी उच्च दक्षता और उत्कृष्ट रंग शुद्धता के लिए प्रसिद्ध है। यह विशिष्ट उपकरण पीला प्रकाश उत्सर्जित करता है, जिसकी विशेषता इसकी प्रमुख तरंगदैर्ध्य है। डिस्प्ले में हल्के भूरे रंग का चेहरा और सफेद खंड रंग है, जो विभिन्न प्रकाश स्थितियों में कंट्रास्ट और पठनीयता को काफी बढ़ाता है। इसे दीप्त तीव्रता के लिए वर्गीकृत किया गया है, जो उत्पादन बैचों में सुसंगत चमक स्तर सुनिश्चित करता है, जो एकसमान दृश्य आउटपुट की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है।

1.1 मुख्य लाभ और लक्ष्य बाजार

यह डिस्प्ले उन अनुप्रयोगों के लिए इंजीनियर किया गया है जहां बिजली दक्षता, विश्वसनीयता और दृश्य स्पष्टता सर्वोपरि हैं। इसकी कम करंट आवश्यकता, जिसमें सेगमेंट 1mA जितनी कम धारा पर भी कार्य कर सकते हैं, इसे बैटरी-चालित या ऊर्जा-सचेत उपकरणों जैसे पोर्टेबल इंस्ट्रुमेंटेशन, हाथ में रखे जाने वाले मीटर, उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स और औद्योगिक नियंत्रण पैनलों के लिए आदर्श बनाती है। उच्च चमक और चौड़ा व्यूइंग एंगल यह सुनिश्चित करते हैं कि प्रदर्शित जानकारी विभिन्न दृष्टिकोणों से आसानी से पठनीय हो, जो पैनल-माउंटेड उपकरणों के लिए एक महत्वपूर्ण विशेषता है। LED प्रौद्योगिकी की सॉलिड-स्टेट विश्वसनीयता बिना किसी चलती भागों के एक लंबा परिचालन जीवनकाल प्रदान करती है, जो इसे कठोर वातावरण के लिए उपयुक्त बनाती है जहां यांत्रिक घिसाव एक चिंता का विषय है। निरंतर एकसमान सेगमेंट एक उत्कृष्ट वर्ण उपस्थिति में योगदान करते हैं, जो एक साफ और पेशेवर रूप प्रदान करते हैं।

2. Technical Parameter Deep-Dive

यह खंड डेटाशीट में परिभाषित विद्युत और प्रकाशीय विशिष्टताओं का एक विस्तृत, वस्तुनिष्ठ विश्लेषण प्रदान करता है। उचित सर्किट डिजाइन और सिस्टम एकीकरण के लिए इन मापदंडों को समझना आवश्यक है।

2.1 फोटोमेट्रिक और प्रकाशीय विशेषताएँ

मुख्य प्रकाशीय मापदंडों को मानकीकृत परीक्षण स्थितियों (आमतौर पर 25°C के परिवेश तापमान पर) के तहत मापा जाता है। Average Luminous Intensity (Iv) प्रति खंड 1mA के अग्र धारा (IF) पर चलाए जाने पर न्यूनतम 320 µcd से लेकर आम तौर पर 700 µcd तक होती है। यह पैरामीटर उत्सर्जित प्रकाश की अनुभूत चमक को मात्रात्मक रूप से व्यक्त करता है। शिखर उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य (λp) 588 nm है, जो उस तरंगदैर्ध्य को इंगित करता है जिस पर वर्णक्रमीय शक्ति वितरण अधिकतम होता है। प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd) 587 nm है, जो मानव आँख द्वारा अनुभव की जाने वाली वह एकल तरंगदैर्ध्य है जो उत्सर्जित प्रकाश के रंग से सबसे अच्छा मेल खाती है। स्पेक्ट्रल लाइन अर्ध-चौड़ाई (Δλ) 15 nm है, जो उत्सर्जित प्रकाश की बैंडविड्थ का वर्णन करता है; एक संकीर्ण अर्ध-चौड़ाई अधिक मोनोक्रोमैटिक, शुद्ध रंग को दर्शाती है। दीप्त तीव्रता को एक सेंसर और फिल्टर संयोजन का उपयोग करके मापा जाता है जो CIE फोटोपिक आई-रिस्पॉन्स कर्व का अनुमान लगाता है, यह सुनिश्चित करते हुए कि माप मानवीय दृश्य धारणा से सहसंबद्ध हों।

2.2 विद्युत पैरामीटर्स

विद्युत विशेषताएं ड्राइवर सर्किट के लिए संचालन सीमाओं और आवश्यकताओं को परिभाषित करती हैं। Forward Voltage per Segment (VF) 20mA के परीक्षण धारा पर यह 2.05V (न्यूनतम) और 2.6V (अधिकतम) के बीच होता है। यह वह वोल्टेज ड्रॉप है जब LED चालन अवस्था में होता है। डिज़ाइनरों को यह सुनिश्चित करना चाहिए कि चालन परिपथ यह वोल्टेज प्रदान कर सके। Reverse Current per Segment (IR) 5V के रिवर्स वोल्टेज (VR) लगाने पर यह अधिकतम 100 µA होता है, जो रिवर्स-बायस्ड अवस्था में LED के लीकेज स्तर को दर्शाता है। Absolute Maximum Ratings से अधिक होने पर स्थायी क्षति हो सकती है। इनमें अधिकतम प्रति सेगमेंट पावर डिसिपेशन 40 mW का, पीक फॉरवर्ड करंट 60 mA का (पल्स्ड स्थितियों के तहत), और एक निरंतर अग्र धारा 25 mA का जिसे 25°C से ऊपर 0.33 mA/°C की दर से रैखिक रूप से घटाया जाना चाहिए। अधिकतम रिवर्स वोल्टेज 5V है।

2.3 थर्मल और पर्यावरणीय रेटिंग्स

डिवाइस एक के लिए रेटेड है Operating Temperature Range of -35°C to +85°C and an identical Storage Temperature Rangeयह व्यापक सीमा अधिकांश वाणिज्यिक और औद्योगिक वातावरणों में कार्यक्षमता सुनिश्चित करती है। सोल्डर तापमान विधान के लिए यह विशिष्टता महत्वपूर्ण है: डिवाइस सीटिंग प्लेन से 1/16 इंच (लगभग 1.6 मिमी) नीचे एक बिंदु पर 260°C को 3 सेकंड तक सहन कर सकता है। यह रीफ्लो सोल्डरिंग प्रोफाइल का मार्गदर्शन करता है ताकि एलईडी चिप्स या पैकेज को तापीय क्षति से बचाया जा सके।

3. Binning System Explanation

डेटाशीट में कहा गया है कि डिवाइस "ल्यूमिनस इंटेंसिटी के लिए वर्गीकृत" है। इसका तात्पर्य निर्माण के बाद बिनिंग या छंटाई प्रक्रिया से है। हालांकि इस अंश में विशिष्ट बिन कोड विवरण प्रदान नहीं किए गए हैं, ऐसे डिस्प्ले के लिए सामान्य वर्गीकरण में एक मानक परीक्षण धारा (जैसे, 1mA या 20mA) पर मापी गई ल्यूमिनस इंटेंसिटी के आधार पर इकाइयों को समूहित करना शामिल है। यह सुनिश्चित करता है कि एक ही उत्पादन आदेश या असेंबली के भीतर, सभी अंकों की चमक मेल खाती है, जिससे बहु-अंकीय डिस्प्ले पर असमान प्रकाशन रोका जा सके। डिजाइनरों को अपने एप्लिकेशन के लिए स्थिरता आवश्यकताओं को निर्दिष्ट करने के लिए विशिष्ट बिनिंग संरचना और कोड के लिए निर्माता से परामर्श करना चाहिए।

4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

डेटाशीट "टाइपिकल इलेक्ट्रिकल/ऑप्टिकल कैरेक्टरिस्टिक कर्व्स" का उल्लेख करती है, जो एकल-बिंदु विनिर्देशों से परे डिवाइस व्यवहार को समझने के लिए आवश्यक हैं। हालांकि प्रदान किए गए पाठ में विशिष्ट ग्राफ प्रदर्शित नहीं हैं, ऐसे एलईडी के लिए मानक वक्रों में आम तौर पर शामिल होंगे: रिलेटिव ल्यूमिनस इंटेंसिटी बनाम फॉरवर्ड करंट (I-V कर्व): यह दर्शाता है कि कैसे चमक धारा के साथ बढ़ती है, अक्सर एक उप-रैखिक तरीके से, जो कम धाराओं पर दक्षता को उजागर करता है। Forward Voltage vs. Forward Current: यह वक्र करंट-सीमित सर्किट या स्थिर-धारा ड्राइवरों को डिजाइन करने के लिए महत्वपूर्ण है। Relative Luminous Intensity vs. Ambient Temperature: यह प्रकाश उत्पादन के थर्मल डिरेटिंग को प्रदर्शित करता है, जो उच्च-तापमान अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है। Spectral Distributionएक ग्राफ जो तरंगदैर्ध्यों में सापेक्ष शक्ति दर्शाता है, जो 588 nm की शिखर तरंगदैर्ध्य के आसपास केंद्रित है।

5. यांत्रिक और पैकेज सूचना

डिवाइस एक विस्तृत पैकेज आयाम चित्र के साथ प्रस्तुत किया गया है (सभी आयाम मिलीमीटर में हैं जिनकी मानक सहनशीलता ±0.25mm है, जब तक कि अन्यथा नोट न किया गया हो)। यह चित्र PCB फुटप्रिंट डिजाइन के लिए महत्वपूर्ण है, जो उचित फिट और संरेखण सुनिश्चित करता है। डिस्प्ले का अंक ऊंचाई 0.56 इंच (14.22 mm) है। यह एक मानक दोहरे-अंक, दाहिने हाथ के दशमलव बिंदु विन्यास में आपूर्ति किया जाता है। पैकेज में विद्युत कनेक्शन के लिए 18 पिन शामिल हैं।

5.1 पिन विन्यास और ध्रुवता पहचान

पिन कनेक्शन तालिका प्रदान की गई है। LTD-5721AJS एक कॉमन एनोड प्रकार का डिस्प्ले है। इसका अर्थ है कि एक अंक में सभी सेगमेंट के एनोड टर्मिनल आंतरिक रूप से एक साथ जुड़े होते हैं। अंक 1 और 2 के अलग-अलग कॉमन एनोड पिन हैं (क्रमशः पिन 14 और पिन 13)। प्रत्येक सेगमेंट (A से G तक, और दशमलव बिंदु) का अपना अलग कैथोड पिन होता है। किसी सेगमेंट को रोशन करने के लिए, उसके संबंधित कैथोड को कम वोल्टेज (ग्राउंड) से जोड़ा जाना चाहिए, जबकि उस अंक का कॉमन एनोड उच्च वोल्टेज (सप्लाई) पर रखा जाता है। दायाँ दशमलव बिंदु शामिल है। पिन 1 को स्पष्ट रूप से "No Connection" (N.C.) के रूप में चिह्नित किया गया है।

6. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश

क्षति को रोकने के लिए सोल्डरिंग विनिर्देशों का पालन अनिवार्य है। मुख्य पैरामीटर सीटिंग प्लेन से 1.6 मिमी नीचे मापे गए 3 सेकंड के लिए 260°C की अधिकतम अनुमेय सोल्डर तापमान है। यह एक सुरक्षा मार्जिन प्रदान करने के लिए घटक बॉडी पर 250-255°C से अधिक न होने वाले शिखर तापमान के साथ एक मानक लीड-फ्री रीफ्लो प्रोफाइल में अनुवादित होता है। हैंडलिंग के दौरान मानक ESD (इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज) सावधानियों का पालन किया जाना चाहिए। भंडारण के लिए, शुष्क वातावरण में -35°C से +85°C की निर्दिष्ट सीमा बनाए रखी जानी चाहिए।

7. अनुप्रयोग सुझाव

7.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य

यह डिस्प्ले विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोगों के लिए पूर्णतः उपयुक्त है, जिनमें शामिल हैं: परीक्षण एवं मापन उपकरण: Digital multimeters, oscilloscopes, frequency counters. औद्योगिक नियंत्रण: प्रक्रिया संकेतक, टाइमर डिस्प्ले, नियंत्रण पैनल रीडआउट। उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स: Audio equipment displays, appliance controls. Medical Devices: Portable monitors, diagnostic equipment. Automotive Aftermarket: गेज और इंस्ट्रूमेंटेशन।

7.2 डिज़ाइन विचार

ड्राइवर सर्किट: प्रत्येक सेगमेंट कैथोड के लिए स्थिर-धारा ड्राइवर या उपयुक्त धारा-सीमित प्रतिरोधकों का उपयोग करें। गणना में अग्र वोल्टेज (VF) और वांछित धारा (IF) को ध्यान में रखा जाना चाहिए। कम-शक्ति संचालन के लिए, डेटाशीट के अनुसार प्रति सेगमेंट 1-5mA पर ड्राइविंग संभव है। Multiplexing: चूंकि दोनों अंकों के अलग-अलग सामान्य एनोड हैं, उन्हें आसानी से मल्टीप्लेक्स किया जा सकता है। इसमें एक समय में एक अंक के एनोड को क्रमिक रूप से सक्रिय करना शामिल है, जबकि कैथोड लाइनों पर उस अंक के लिए सेगमेंट डेटा प्रस्तुत किया जाता है। मल्टीप्लेक्सिंग से आवश्यक ड्राइवर पिनों की संख्या कम हो जाती है और कुल बिजली की खपत कम हो सकती है। Viewing Angle: The wide viewing angle allows for flexible panel mounting. Brightness Matchingयदि एप्लिकेशन के लिए कई इकाइयों में सुसंगत चमक महत्वपूर्ण है, तो तीव्रता बिनिंग निर्दिष्ट करें।

8. तकनीकी तुलना और विभेदीकरण

मानक लाल GaAsP एलईडी जैसी पुरानी तकनीकों की तुलना में, AlInGaP-आधारित LTD-5721AJS काफी उच्च दीप्त दक्षता प्रदान करता है, जिसके परिणामस्वरूप समान धारा पर अधिक चमक या कम धारा पर समतुल्य चमक प्राप्त होती है। पीला रंग गहरे पृष्ठभूमि के खिलाफ उत्कृष्ट कंट्रास्ट प्रदान करता है और अक्सर इसकी उच्च दृश्यता के लिए चुना जाता है। कम धारा क्षमता (1mA तक) उन डिस्प्ले से एक प्रमुख अंतर है जिन्हें उच्च ड्राइव धारा की आवश्यकता होती है, जिससे पोर्टेबल उपकरणों में बैटरी जीवन लंबा होता है। दीप्त तीव्रता के लिए वर्गीकरण उन अनुप्रयोगों में एक लाभ प्रदान करता है जिनमें ऐसे वर्गीकरण के बिना डिस्प्ले की तुलना में दृश्य स्थिरता की आवश्यकता होती है।

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

क्या मैं इस डिस्प्ले को 3.3V माइक्रोकंट्रोलर से चला सकता हूँ? हाँ। अधिकतम फॉरवर्ड वोल्टेज 2.6V है। श्रृंखला करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर का उपयोग करते समय, 3.3V सप्लाई पर्याप्त हेडरूम (3.3V - 2.6V = 0.7V) प्रदान करती है जिससे करंट को विश्वसनीय रूप से नियंत्रित किया जा सकता है।

2:1 के "Luminous Intensity Matching Ratio" का उद्देश्य क्या है? A: यह अनुपात (Iv-m) दर्शाता है कि एक ही डिवाइस के भीतर, किसी भी सेगमेंट की चमकदार तीव्रता सबसे चमकीले सेगमेंट की तीव्रता के आधे से कम नहीं होगी। यह एक अंक के भीतर एकरूपता सुनिश्चित करता है।

Q: कॉमन एनोड डिस्प्ले के लिए मैं इसे कैसे कनेक्ट करूं? A: कॉमन एनोड पिन(स) को अपने पॉजिटिव सप्लाई वोल्टेज से कनेक्ट करें (यदि मल्टीप्लेक्सिंग कर रहे हैं तो एक ड्राइवर ट्रांजिस्टर के माध्यम से)। प्रत्येक सेगमेंट कैथोड पिन को एक करंट सिंक से कनेक्ट करें (जैसे, पर्याप्त करंट क्षमता वाला माइक्रोकंट्रोलर I/O पिन या एक ड्राइवर IC) जो इसे लो खींचकर सेगमेंट को ON करता है।

10. Practical Design Case

Consider designing a simple two-digit counter powered by a 5V supply and controlled by a microcontroller. The microcontroller's I/O pins cannot source/sink enough current for the LEDs. Therefore, a driver IC like a 74HC595 shift register or a dedicated LED driver (e.g., MAX7219) would be used to sink current for the cathodes. Two NPN transistors (e.g., 2N3904) would be used to switch the 5V supply to the common anodes (Digits 1 & 2) under microcontroller control for multiplexing. Current-limiting resistors would be placed on the cathode lines. The resistor value (R) is calculated using Ohm's Law: R = (Vcc - VF - Vce_sat) / IF. Assuming Vcc=5V, VF=2.2V (typical), Vce_sat of the driver ~0.2V, and a desired IF=5mA: R = (5 - 2.2 - 0.2) / 0.005 = 520 Ohms. A standard 510 or 560 Ohm resistor would be suitable. The microcontroller firmware would alternate between enabling Digit 1 and Digit 2 at a fast rate (e.g., 100Hz each) while updating the segment data synchronously, creating the illusion of both digits being constantly lit.

11. Technology Principle Introduction

इस डिस्प्ले में एलईडी चिप्स AlInGaP (एल्युमिनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड) से निर्मित हैं जो एक अपारदर्शी गैलियम आर्सेनाइड (GaAs) सब्सट्रेट पर एपिटैक्सियली विकसित किए गए हैं। जब p-n जंक्शन पर एक फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन और होल सक्रिय क्षेत्र में इंजेक्ट होते हैं जहां वे पुनर्संयोजित होते हैं। AlInGaP में, यह पुनर्संयोजन पीले-नारंगी-लाल स्पेक्ट्रम (पीले रंग के लिए लगभग 587-590 nm) में मुख्य रूप से फोटॉन के रूप में ऊर्जा मुक्त करता है। अपारदर्शी सब्सट्रेट चिप के शीर्ष से उत्पन्न प्रकाश के अधिक हिस्से को बाहर निकालने में मदद करता है, जिससे कुछ पुराने डिजाइनों की तुलना में बाहरी क्वांटम दक्षता में सुधार होता है। सात-खंड प्रारूप सात बार (सेगमेंट) और एक दशमलव बिंदु के पैटर्न में कई ऐसे एलईडी चिप्स (या कई विद्युत रूप से अलग जंक्शनों वाली एकल चिप) रखकर बनाया जाता है। इन खंडों को चुनिंदा रूप से ऊर्जावान करके, संख्यात्मक अक्षर (0-9) और कुछ अक्षर बनाए जा सकते हैं।

12. प्रौद्योगिकी रुझान

जबकि उच्च-दक्षता वाले लाल, नारंगी और पीले एलईडी के लिए AlInGaP एक प्रमुख प्रौद्योगिकी बनी हुई है, व्यापक डिस्प्ले प्रौद्योगिकी परिदृश्य विकसित हो रहा है। सात-खंड अनुप्रयोगों के लिए, अति-कम-शक्ति IoT और वियरेबल उपकरणों का समर्थन करने के लिए और भी कम ऑपरेटिंग धाराओं और वोल्टेज की ओर रुझान जारी है। उच्च एकीकरण की ओर भी एक बदलाव है, जहां डिस्प्ले में ड्राइवर IC और कभी-कभी एक माइक्रोकंट्रोलर को एक ही पैकेज में शामिल किया जाता है, जिससे डिज़ाइन सरल हो जाता है। सामग्री के संदर्भ में, जबकि AlInGaP परिपक्व है, पेरोव्स्काइट एलईडी और अन्य नए अर्धचालकों में शोध भविष्य के विकल्प प्रदान कर सकते हैं। हालांकि, विश्वसनीयता, विशिष्ट रंग बिंदु और लागत-प्रभावशीलता की आवश्यकता वाले मानक संकेतक और संख्यात्मक डिस्प्ले अनुप्रयोगों के लिए, LTD-5721AJS जैसे AlInGaP-आधारित डिस्प्ले निकट भविष्य में प्रचलित बने रहने की उम्मीद है।