LTD-5623AJG LED डिस्प्ले डेटाशीट - 0.56-इंच डिजिट हाइट - AlInGaP ग्रीन - 2.6V फॉरवर्ड वोल्टेज - 70mW पावर डिसिपेशन - English Technical Documentation

1. उत्पाद अवलोकन

LTD-5623AJG एक दोहरे-अंकीय, सात-खंड वाला प्रकाश उत्सर्जक डायोड (LED) प्रदर्शन मॉड्यूल है। इसका प्राथमिक कार्य विभिन्न इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों और उपकरणों के लिए एक स्पष्ट, चमकीला संख्यात्मक रीडआउट प्रदान करना है। इसका मुख्य अनुप्रयोग दो दशमलव अंकों के प्रदर्शन की आवश्यकता वाले परिदृश्यों में है, जैसे कि काउंटर, टाइमर, माप उपकरण और औद्योगिक नियंत्रण पैनल।

इस उपकरण की प्रमुख स्थिति इसके प्रदर्शन और विश्वसनीयता के संतुलन में निहित है। यह LED चिप्स के लिए AlInGaP (एल्यूमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड) अर्धचालक तकनीक का उपयोग करता है, जो हरे और पीले वर्णक्रमीय क्षेत्रों में उच्च-दक्षता प्रकाश उत्सर्जन के लिए जानी जाती है। प्रदर्शन में हरे रोशनी वाले खंडों के साथ एक ग्रे फेसप्लेट है, जो उत्कृष्ट पठनीयता के लिए उच्च कंट्रास्ट प्रदान करता है।

1.1 मुख्य लाभ और लक्षित बाजार

डिस्प्ले कई विशिष्ट लाभ प्रदान करता है जो इसे पेशेवर और औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाते हैं:

• High Brightness & Contrast: AlInGaP प्रौद्योगिकी और ग्रे फेस संयोजन आमतौर पर 900 µcd तक की चमकदार तीव्रता प्रदान करते हैं, जो अच्छी रोशनी वाले वातावरण में भी दृश्यता सुनिश्चित करता है।
• कम बिजली की आवश्यकता: यह कुशलता से कार्य करता है, जिससे यह बैटरी-संचालित या ऊर्जा-सचेत उपकरणों के लिए उपयुक्त है।
• विस्तृत दृश्य कोण: डिज़ाइन प्रदर्शित संख्याओं को विस्तृत कोणों की श्रृंखला से पढ़ने की अनुमति देता है।
• Solid-State Reliability: एक एलईडी-आधारित उपकरण के रूप में, यह अन्य डिस्प्ले प्रौद्योगिकियों की तुलना में लंबा परिचालन जीवन, आघात प्रतिरोध और तीव्र स्विचिंग समय प्रदान करता है।
• वर्गीकृत दीप्त तीव्रता: उपकरणों को तीव्रता के लिए बिन किया जाता है, जिससे बहु-अंकीय अनुप्रयोगों में सुसंगत चमक मिलान की अनुमति मिलती है।
• लीड-फ्री पैकेज: यह घटक RoHS (Restriction of Hazardous Substances) निर्देशों का अनुपालन करता है।

लक्षित बाजार में परीक्षण और माप उपकरण, प्रक्रिया नियंत्रण प्रणाली, चिकित्सा उपकरण, संख्यात्मक डिस्प्ले वाले उपभोक्ता उपकरण, और किसी भी एम्बेडेड सिस्टम के निर्माता शामिल हैं जिन्हें मजबूत और विश्वसनीय दो-अंकीय संख्यात्मक आउटपुट की आवश्यकता होती है।

2. गहन तकनीकी पैरामीटर विश्लेषण

यह खंड डेटाशीट में निर्दिष्ट प्रमुख विद्युत और प्रकाशीय पैरामीटरों की एक विस्तृत, वस्तुनिष्ठ व्याख्या प्रदान करता है।

2.1 Absolute Maximum Ratings

ये रेटिंग्स उन तनाव सीमाओं को परिभाषित करती हैं जिनके परे डिवाइस को स्थायी क्षति हो सकती है। इन स्थितियों में संचालन की गारंटी नहीं है।

• प्रति सेगमेंट शक्ति अपव्यय: 70 mW. यह एकल एलईडी सेगमेंट (जैसे सेगमेंट 'A') द्वारा सुरक्षित रूप से व्यय की जा सकने वाली अधिकतम शक्ति है, जिससे अधिक गर्मी नहीं होती।
• प्रति सेगमेंट पीक फॉरवर्ड करंट: 60 mA. यह अधिकतम अनुमेय पल्स्ड करंट है, जो आमतौर पर 1/10 ड्यूटी साइकिल और 0.1ms पल्स चौड़ाई पर निर्दिष्ट होता है। इसका उपयोग मल्टीप्लेक्सिंग या अतिरिक्त चमक के लिए संक्षिप्त ओवरड्राइव के लिए किया जाता है।
• प्रति सेगमेंट निरंतर फॉरवर्ड करंट: 25°C पर 25 mA. यह करंट 105°C पर 0 mA तक रैखिक रूप से कम होता है (0.28 mA/°C की दर से)। यह सामान्य तापमान परिस्थितियों में निरंतर संचालन के लिए अधिकतम DC करंट है।
• प्रति सेगमेंट रिवर्स वोल्टेज: 5 V. इससे अधिक रिवर्स वोल्टेज लगाने से LED जंक्शन टूट सकता है।
• Operating & Storage Temperature Range: -35°C to +105°C. The device is rated for industrial temperature ranges.

2.2 Electrical & Optical Characteristics

ये विशिष्ट परीक्षण स्थितियों के तहत Ta=25°C पर मापे गए सामान्य प्रदर्शन मापदंड हैं।

• औसत दीप्त तीव्रता (I_V): फॉरवर्ड करंट (I) पर 320 µcd (न्यूनतम) से 900 µcd (सामान्य) तक होती है।_F) of 1 mA. This parameter is binned.
• Peak Emission Wavelength (λ_p): 571 nm (Typ). This is the wavelength at which the optical power output is maximum, defining the green color.
• Forward Voltage per Segment (V_F): 2.05V (Min), 2.6V (Typ) at I_F=20 mA. यह एलईडी के संचालन के दौरान इसके पार वोल्टेज ड्रॉप है। डिजाइनरों को यह सुनिश्चित करना चाहिए कि ड्राइविंग सर्किट यह वोल्टेज प्रदान कर सके।
• Reverse Current per Segment (I_R): 100 µA (Max) at V_R=5V. यह एलईडी के रिवर्स-बायस्ड होने पर होने वाली छोटी लीकेज करंट है।
• Luminous Intensity Matching Ratio: 2:1 (Max). यह "समान प्रकाश क्षेत्र" के भीतर सबसे चमकीले और सबसे मंद खंडों के बीच अधिकतम अनुमेय अनुपात निर्दिष्ट करता है, जिससे एक समान उपस्थिति सुनिश्चित होती है।

3. Binning System Explanation

The datasheet indicates that the luminous intensity is categorized. While specific bin codes are not provided in this excerpt, the principle is critical for design.

• Luminous Intensity Binning: एलईडी को एक मानक परीक्षण धारा (1mA) पर उनके मापित प्रकाश उत्पादन के आधार पर वर्गीकृत (बिनिंग) किया जाता है। बहु-अंकीय या बहु-खंड डिस्प्ले में एक ही या आसन्न बिन से एलईडी का उपयोग करने से पूरी रीडआउट में एक समान चमक सुनिश्चित होती है, जिससे कुछ अंक दूसरों की तुलना में अधिक चमकीले दिखाई देने से रोका जाता है। उत्पादन में एकरूपता के लिए, डिजाइनरों को ऑर्डर करते समय आवश्यक तीव्रता बिन निर्दिष्ट करना चाहिए।

4. Performance Curve Analysis

डेटाशीट में विशिष्ट अभिलक्षण वक्रों का संदर्भ दिया गया है। हालांकि ग्राफ़ यहां पुनर्प्रस्तुत नहीं किए गए हैं, लेकिन उनके निहितार्थों का विश्लेषण किया गया है।

• I-V (करंट-वोल्टेज) वक्र: यह वक्र फॉरवर्ड करंट (I_F) और फॉरवर्ड वोल्टेज (V_Fयह गैर-रेखीय है, जिसमें एक थ्रेशोल्ड वोल्टेज (AlInGaP के लिए लगभग 1.8-2.0V) होता है, जिसके नीचे बहुत कम धारा प्रवाहित होती है। यह वक्र करंट-लिमिटिंग सर्किटरी डिजाइन करने में सहायता करता है।
• दीप्त तीव्रता बनाम अग्र धारा: यह ग्राफ दर्शाएगा कि प्रकाश उत्पादन धारा के साथ बढ़ता है, लेकिन अत्यधिक उच्च धाराओं पर तापन और दक्षता में गिरावट के कारण उप-रेखीय हो सकता है। चमक और दक्षता के बीच अच्छा संतुलन बनाए रखने के लिए 20mA का सामान्य कार्य बिंदु चुना जाता है।
• तापमान निर्भरता: विशेषता वक्र 25°C पर नोट किए गए हैं जब तक कि अन्यथा निर्दिष्ट न हो। व्यवहार में, V_F का एक नकारात्मक तापमान गुणांक होता है (यह तापमान बढ़ने के साथ घटता है), जबकि जंक्शन तापमान बढ़ने के साथ चमकदार तीव्रता आमतौर पर कम हो जाती है। निरंतर धारा का डीरेटिंग थर्मल प्रबंधन आवश्यकताओं का प्रत्यक्ष परिणाम है।

5. Mechanical & Package Information

5.1 Dimensions and Tolerances

पैकेज 18 पिन वाला थ्रू-होल प्रकार का है। प्रमुख आयामी नोट्स में शामिल हैं:

• अंक ऊंचाई: 0.56 इंच (14.22 मिमी).
• सामान्य सहनशीलताएँ: जब तक अन्यथा निर्दिष्ट न हो, ±0.25 मिमी.
• पिन टिप शिफ्ट सहनशीलता: ±0.4 मिमी, पीसीबी होल अलाइनमेंट के लिए महत्वपूर्ण।
• अनुशंसित पीसीबी होल: Ø1.0 मिमी।
• गुणवत्ता सहनशीलता: दृश्य गुणवत्ता सुनिश्चित करने के लिए विदेशी पदार्थ (≤10 मिल्स), स्याही संदूषण (≤20 मिल्स), झुकाव (≤1/100), और खंडों में बुलबुले (≤10 मिल्स) के लिए विशिष्टताएँ परिभाषित की गई हैं।

5.2 पिन कनेक्शन और पोलैरिटी

डिवाइस में एक कॉमन कैथोड कॉन्फ़िगरेशन है। प्रत्येक अंक (Digit 1 और Digit 2) का अपना कॉमन कैथोड पिन (क्रमशः Pin 14 और Pin 13) है। प्रत्येक अंक के लिए प्रत्येक सेगमेंट (A-G और DP) के एनोड अलग-अलग पिन पर अलग-अलग एक्सेसिबल हैं। यह कॉन्फ़िगरेशन मल्टीप्लेक्स्ड ड्राइविंग के लिए आदर्श है, जहां उपयुक्त एनोड पैटर्न लागू करते समय कैथोड को क्रमिक रूप से ग्राउंड में स्विच किया जाता है।

6. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश

डेटाशीट विशिष्ट सोल्डरिंग शर्तें प्रदान करती है:

• हैंड सोल्डरिंग: आयरन टिप को सीटिंग प्लेन (वह बिंदु जहां डिस्प्ले बॉडी लीड्स से मिलती है) से 1/16 इंच (लगभग 1.6 मिमी) नीचे रखा जाना चाहिए।
• Temperature & Time: Soldering should be completed within 3 seconds at a maximum temperature of 260°C.
• सामान्य नियम: असेंबली के दौरान यूनिट का तापमान अधिकतम तापमान रेटिंग (संचालन के लिए 105°C) से अधिक नहीं होना चाहिए, लेकिन सोल्डरिंग के दौरान एपॉक्सी का ग्लास ट्रांजिशन तापमान वास्तविक सीमा है।
• भंडारण: नमी अवशोषण को रोकने के लिए शुष्क वातावरण में निर्दिष्ट तापमान सीमा -35°C से +105°C के भीतर संग्रहित करें।

7. अनुप्रयोग सिफारिशें

7.1 विशिष्ट अनुप्रयोग सर्किट

The most common driving method is multiplexingचूंकि डिस्प्ले में प्रत्येक अंक के लिए अलग-अलग कॉमन कैथोड होते हैं, एक माइक्रोकंट्रोलर तेजी से डिजिट 1 और डिजिट 2 को चालू करने के बीच बारी-बारी से काम कर सकता है। जब डिजिट 1 का कैथोड ग्राउंडेड होता है, तो माइक्रोकंट्रोलर एनोड पिन पर पहले अंक के सेगमेंट पैटर्न को आउटपुट करता है। फिर यह डिजिट 2 के कैथोड पर स्विच करता है और दूसरे अंक के पैटर्न को आउटपुट करता है। यह मानव आंख द्वारा देखे जा सकने से तेज गति से होता है, जिससे दोनों अंकों के एक साथ जलने का भ्रम पैदा होता है। यह विधि आवश्यक माइक्रोकंट्रोलर I/O पिनों और बिजली की खपत की संख्या को काफी कम कर देती है।

7.2 Design Considerations

• करंट लिमिटिंग रेसिस्टर्स: प्रत्येक एनोड लाइन पर एक श्रृंखला रेसिस्टर का उपयोग किया जाना चाहिए (या यदि निरंतर धारा के साथ मल्टीप्लेक्सिंग की जा रही है तो कैथोड पर एक सामान्य रेसिस्टर) ताकि अग्र धारा को एक सुरक्षित मान (जैसे, 20 mA) तक सीमित किया जा सके। रेसिस्टर मान की गणना R = (V_{सप्लाई} - V_F) / I के रूप में की जाती है।_F.
• मल्टीप्लेक्सिंग आवृत्ति: दृश्यमान फ्लिकर से बचने के लिए प्रति अंक कम से कम 60 Hz (कुल 120 Hz स्कैन दर) की रिफ्रेश दर की सिफारिश की जाती है।
• मल्टीप्लेक्सिंग में शिखर धारा: जब 1/2 ड्यूटी साइकल (दो अंकों के लिए) के साथ मल्टीप्लेक्स किया जाता है, तो समान औसत चमक प्राप्त करने के लिए प्रति सेगमेंट तात्कालिक धारा को डीसी ऑपरेशन की तरह दोगुना किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, 10 एमए का औसत प्राप्त करने के लिए, आप 50% ड्यूटी साइकल पर 20 एमए पर पल्स दे सकते हैं। यह पीक करंट रेटिंग के भीतर रहना चाहिए।
• देखने का कोण: अंतिम उपयोगकर्ता के लिए पठनीयता को अधिकतम करने के लिए, डिस्प्ले के व्यापक देखने के कोण को ध्यान में रखते हुए उसकी स्थिति निर्धारित करें।

8. तकनीकी तुलना और विभेदन

अन्य सात-खंड डिस्प्ले प्रौद्योगिकियों की तुलना में:

• बनाम रेड GaAsP/GaP LEDs: AlInGaP ग्रीन LEDs आम तौर पर उच्च चमकदार दक्षता और परिवेशी प्रकाश व्यवस्था की व्यापक श्रृंखला में बेहतर दृश्यता प्रदान करते हैं। हरी रोशनी को अक्सर मानव आँख द्वारा अधिक चमकीला माना जाता है।
• बनाम एलसीडी: एलईडी उत्सर्जक होते हैं (अपनी स्वयं की रोशनी उत्पन्न करते हैं), जिससे बिना बैकलाइट के अंधेरे में भी वे स्पष्ट रूप से दिखाई देते हैं। इनका संचालन तापमान परिसर बहुत अधिक व्यापक होता है, प्रतिक्रिया समय तेज़ होता है, और ये भौतिक आघात के प्रति अधिक मजबूत होते हैं।
• बनाम बड़े या छोटे डिस्प्ले: 0.56 इंच का अंक ऊंचाई एक सामान्य आकार है, जो मध्यम दूरी से आसानी से पठनीय होने और पैनल स्थान का संरक्षण करने के बीच एक अच्छा संतुलन प्रदान करता है।

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

प्रश्न: क्या मैं इस डिस्प्ले को सीधे 5V माइक्रोकंट्रोलर पिन से चला सकता हूं?
उत्तर: नहीं। विशिष्ट फॉरवर्ड वोल्टेज 2.6V है, और एक माइक्रोकंट्रोलर पिन 5V लॉजिक हाई पर होते हुए भी 2.6V पर 20mA का स्रोत नहीं बन सकता। आपको कैथोड साइड और/या एनोड साइड पर एक ट्रांजिस्टर या ड्राइवर IC का उपयोग करना चाहिए। एक करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर हमेशा अनिवार्य है।

Q: व्यवहार में "2:1 का ल्यूमिनस इंटेंसिटी मैचिंग रेशियो" का क्या अर्थ है?
A: इसका अर्थ है कि एक ही डिस्प्ले यूनिट के भीतर, समान ड्राइविंग परिस्थितियों में किसी भी सेगमेंट की चमक किसी अन्य सेगमेंट की तुलना में दोगुनी से अधिक नहीं होनी चाहिए। यह सुनिश्चित करता है कि संख्यात्मक अंक समान और पेशेवर दिखें।

Q: पीक करंट 60mA है। क्या अतिरिक्त चमक के लिए मैं इसे लगातार 40mA पर चला सकता हूं?
A: बिल्कुल नहीं। 25°C पर निरंतर अग्र धारा रेटिंग 25 mA है। इससे अधिक होने पर अत्यधिक तापन होगा, LED का तेजी से क्षरण होगा और संभवतः समय से पहले विफलता आएगी। पीक रेटिंग केवल बहुत छोटे पल्स के लिए है।

Q: सही करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर वैल्यू कैसे चुनें?
A: सूत्र का उपयोग करें R = (V_{सप्लाई} - V_F) / I के रूप में की जाती है।_F. 5V आपूर्ति के लिए, V_F 2.6V, और वांछित I_F 20mA: R = (5 - 2.6) / 0.02 = 120 Ohms. अगले मानक मान का उपयोग करें (जैसे, 120Ω या 150Ω). रोकनेवाला में शक्ति क्षय की गणना हमेशा करें: P = I² * R.

10. व्यावहारिक डिजाइन और उपयोग केस

केस: एक साधारण दो-अंकीय काउंटर डिज़ाइन करना।
एक डिज़ाइनर एक बेंचटॉप फ़्रीक्वेंसी काउंटर बना रहा है जिसे 00 से 99 तक के मान प्रदर्शित करने की आवश्यकता है। वे स्पष्टता और उपयोग में आसानी के लिए LTD-5623AJG का चयन करते हैं। सिस्टम 18 उपलब्ध I/O पिन वाले माइक्रोकंट्रोलर का उपयोग करता है। डिज़ाइनर 16 एनोड पिन (8 सेगमेंट/डिजिट x 2 डिजिट) को 150Ω करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर्स के माध्यम से माइक्रोकंट्रोलर के एक पोर्ट से जोड़ता है। दो कॉमन कैथोड पिन दो NPN ट्रांजिस्टर (जैसे, 2N3904) से जुड़े होते हैं, जिनके बेस दो अन्य माइक्रोकंट्रोलर पिन द्वारा संचालित होते हैं। सॉफ़्टवेयर एक टाइमर इंटरप्ट में मल्टीप्लेक्सिंग रूटीन लागू करता है। यह दोनों ट्रांजिस्टर बंद कर देता है, एनोड पोर्ट को डिजिट 1 के पैटर्न पर सेट करता है, डिजिट 1 के कैथोड के लिए ट्रांजिस्टर चालू करता है, 5ms प्रतीक्षा करता है, फिर डिजिट 2 के लिए प्रक्रिया दोहराता है। इससे एक स्थिर, फ्लिकर-मुक्त डिस्प्ले बनता है। ग्रे फेस यह सुनिश्चित करता है कि बिना जले सेगमेंट ध्यान भंग न करें, जबकि चमकदार हरे जले सेगमेंट इसके विरुद्ध उत्कृष्ट कंट्रास्ट प्रदान करते हैं।

11. संचालन सिद्धांत परिचय

एक सात-सेगमेंट एलईडी डिस्प्ले कई लाइट-एमिटिंग डायोड का एक असेंबली है जो एक आकृति-आठ पैटर्न में व्यवस्थित होते हैं। प्रत्येक सेगमेंट (ए से जी तक लेबल किया गया) और दशमलव बिंदु (डीपी) एक अलग एलईडी है। इन सेगमेंट के विशिष्ट संयोजनों को चुनिंदा रूप से प्रकाशित करके, सभी दशमलव अंक (0-9) और कुछ अक्षर बनाए जा सकते हैं। LTD-5623AJG जैसे कॉमन कैथोड डिस्प्ले में, एक विशिष्ट अंक के लिए एलईडी के सभी कैथोड (नकारात्मक टर्मिनल) एक सिंगल पिन से एक साथ जुड़े होते हैं। एक सेगमेंट को जलाने के लिए, उसके एनोड पिन पर एक पॉजिटिव वोल्टेज (करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर के माध्यम से) लगाया जाना चाहिए, जबकि संबंधित अंक का कॉमन कैथोड पिन ग्राउंड (0V) से जुड़ा होता है। यह एक अंक के भीतर प्रत्येक सेगमेंट के स्वतंत्र नियंत्रण और अंकों में कुशल मल्टीप्लेक्सिंग की अनुमति देता है।

12. Technology Trends and Context

जबकि सरफेस-माउंट डिवाइस (एसएमडी) एलईडी और एकीकृत डिस्प्ले मॉड्यूल तेजी से आम होते जा रहे हैं, एलटीडी-5623एजेजी जैसे थ्रू-होल सेवन-सेगमेंट डिस्प्ले विशिष्ट आवश्यकताओं में प्रासंगिक बने हुए हैं। उनके प्रमुख लाभ प्रोटोटाइप बनाने में आसानी, उच्च कंपन वाले वातावरण में मजबूती और उनके बड़े आकार के कारण दूर से उत्कृष्ट दृश्यता हैं। एलइनजीएपी सामग्री का उपयोग पुरानी जीएएसपी/जीएपी तकनीक पर एक प्रगति का प्रतिनिधित्व करता है, जो हरे और पीले रंगों के लिए श्रेष्ठ दक्षता और रंग शुद्धता प्रदान करता है। उच्च दक्षता और कम बिजली की खपत की ओर रुझान जारी है, लेकिन इस तरह के अलग-अलग डिस्प्ले के लिए मौलिक मल्टीप्लेक्सिंग ड्राइविंग सिद्धांत और अनुप्रयोग तर्क इलेक्ट्रॉनिक डिजाइन में स्थिर और व्यापक रूप से समझे जाते हैं।