LTD-4708JS एलईडी डिस्प्ले डेटाशीट - 0.4-इंच अंक ऊंचाई - AlInGaP पीला - 2.6V फॉरवर्ड वोल्टेज - तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

LTD-4708JS एक दोहरे-अंकीय, सात-खंड अल्फ़ान्यूमेरिक डिस्प्ले मॉड्यूल है जो स्पष्ट, चमकीले संख्यात्मक रीडआउट की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसका प्राथमिक कार्य व्यक्तिगत रूप से एड्रेस करने योग्य एलईडी खंडों का उपयोग करके दो अंकों (0-9) को दृश्य रूप से प्रदर्शित करना है। मूल तकनीक पीला प्रकाश उत्सर्जन उत्पन्न करने के लिए एल्यूमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड (AlInGaP) अर्धचालक सामग्री का उपयोग करती है। यह सामग्री प्रणाली पीले-नारंगी-लाल स्पेक्ट्रम में अपनी उच्च दक्षता और उत्कृष्ट रंग शुद्धता के लिए जानी जाती है। डिवाइस में सफेद खंड चिह्नों के साथ एक ग्रे फेसप्लेट है, जो विभिन्न प्रकाश स्थितियों में कंट्रास्ट और पठनीयता को बढ़ाता है। इसे चमकदार तीव्रता के आधार पर वर्गीकृत किया गया है, जो बहु-इकाई अनुप्रयोगों में एक समान रूप सुनिश्चित करने के लिए उत्पादन बैचों में सुसंगत चमक स्तर सुनिश्चित करता है।

2. गहन तकनीकी पैरामीटर विश्लेषण

2.1 फोटोमेट्रिक और प्रकाशीय विशेषताएं

प्रकाशीय प्रदर्शन डिस्प्ले की कार्यक्षमता का केंद्र है। प्रति खंड 1 mA के मानक परीक्षण धारा पर, औसत चमकदार तीव्रता न्यूनतम 200 μcd से लेकर विशिष्ट मान 650 μcd तक होती है। शिखर उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य (λp) आमतौर पर 588 nm होता है, जिसका प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd) 587 nm है, जो आउटपुट को दृश्य स्पेक्ट्रम के पीले क्षेत्र में दृढ़ता से स्थापित करता है। स्पेक्ट्रल लाइन आधी-चौड़ाई (Δλ) 15 nm है, जो अपेक्षाकृत संकरे बैंडविड्थ और अच्छे रंग संतृप्ति का संकेत देती है। खंडों के बीच चमकदार तीव्रता मिलान अनुपात अधिकतम 2:1 पर निर्दिष्ट है, जो एक अंक के सभी खंडों में एक समान चमक सुनिश्चित करने के लिए महत्वपूर्ण है।

2.2 विद्युत और तापीय पैरामीटर

विद्युत रूप से, प्रत्येक एलईडी खंड में 20 mA की ड्राइव धारा पर 2.05V से 2.6V तक का फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) होता है। पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स परिचालन सीमाएं परिभाषित करती हैं: 25°C पर प्रति खंड निरंतर फॉरवर्ड धारा 25 mA है, जो परिवेश के तापमान में वृद्धि के साथ 0.33 mA/°C से रैखिक रूप से कम हो जाती है। पल्स्ड स्थितियों (1/10 ड्यूटी साइकिल, 0.1ms पल्स चौड़ाई) के तहत अनुमेय शिखर फॉरवर्ड धारा 60 mA है। प्रति खंड अधिकतम शक्ति अपव्यय 70 mW है। डिवाइस प्रति खंड 5V तक के रिवर्स वोल्टेज को सहन कर सकता है, जिस पर इस वोल्टेज पर रिवर्स धारा (IR) 100 μA से कम होती है। परिचालन और भंडारण तापमान सीमा -35°C से +85°C तक निर्दिष्ट है, जो औद्योगिक और उपभोक्ता वातावरण के लिए मजबूती का संकेत देती है।

3. बिनिंग सिस्टम स्पष्टीकरण

डेटाशीट इंगित करती है कि डिवाइस \"चमकदार तीव्रता के लिए वर्गीकृत\" है। इसका तात्पर्य निर्माणोत्तर बिनिंग या छंटाई प्रक्रिया से है। एलईडी आमतौर पर सुसंगतता सुनिश्चित करने के लिए चमकदार तीव्रता और फॉरवर्ड वोल्टेज जैसे प्रमुख पैरामीटर के आधार पर परीक्षण और समूहीकृत (बिन) किए जाते हैं। हालांकि इस अंश में विशिष्ट बिन कोड विवरण प्रदान नहीं किए गए हैं, ऐसी प्रणाली डिजाइनरों को कसकर मेल खाने वाली चमक के साथ भागों का चयन करने की अनुमति देती है, जो एक सरणी में अंकों या खंडों के बीच ध्यान देने योग्य भिन्नताओं को रोकती है, जो अंतिम उत्पादों में सौंदर्य और कार्यात्मक एकरूपता के लिए महत्वपूर्ण है।

4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

डेटाशीट \"विशिष्ट विद्युत / प्रकाशीय विशेषता वक्र\" का संदर्भ देती है। हालांकि प्रदान किए गए पाठ में विशिष्ट ग्राफ़ विस्तृत नहीं हैं, ऐसे वक्र आमतौर पर फॉरवर्ड धारा (IF) और चमकदार तीव्रता (IV), फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) बनाम तापमान, और प्रकाश के कोणीय वितरण (दृश्य कोण पैटर्न) के बीच संबंध को दर्शाते हैं। ये वक्र डिजाइनरों के लिए एलईडी के गैर-रेखीय व्यवहार को समझने के लिए आवश्यक हैं। उदाहरण के लिए, IV वक्र दर्शाता है कि कैसे प्रकाश आउटपुट धारा के साथ बढ़ता है लेकिन उच्च धाराओं पर संतृप्त हो सकता है। दीर्घायु और स्थिर प्रदर्शन सुनिश्चित करने के लिए तापीय प्रबंधन डिजाइन के लिए तापमान डिरेटिंग वक्र महत्वपूर्ण है।

5. यांत्रिक और पैकेज जानकारी

5.1 आयाम और रूपरेखा

पैकेज ड्राइंग (संदर्भित लेकिन विस्तार से नहीं दिखाया गया) डिस्प्ले के भौतिक आयाम प्रदान करती है। प्राथमिक विशिष्टता 0.4-इंच (10.0 mm) अंक ऊंचाई है। सभी आयाम मिलीमीटर में प्रदान किए गए हैं जिनमें जब तक अन्यथा नोट न किया गया हो, ±0.25 mm का मानक सहनशीलता है। यह जानकारी पीसीबी फुटप्रिंट डिजाइन और यह सुनिश्चित करने के लिए महत्वपूर्ण है कि डिस्प्ले उत्पाद आवरण के भीतर सही ढंग से फिट हो।

5.2 पिन कॉन्फ़िगरेशन और ध्रुवता

डिवाइस में 10-पिन कॉन्फ़िगरेशन है। यह डुप्लेक्स कॉमन कैथोड आर्किटेक्चर का उपयोग करता है, जिसका अर्थ है कि दो अलग-अलग कॉमन कैथोड पिन हैं—प्रत्येक अंक के लिए एक (पिन 4 और 9)। खंड A से G और दशमलव बिंदु (D.P.) के लिए एनोड अलग-अलग पिन पर हैं। विशिष्ट पिनआउट है: 1(C), 2(D.P.), 3(E), 4(कैथोड अंक 2), 5(D), 6(F), 7(G), 8(B), 9(कैथोड अंक 1), 10(A)। सर्किट असेंबली के दौरान रिवर्स बायस क्षति को रोकने के लिए कैथोड और एनोड पिन की सही पहचान आवश्यक है।

6. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश

पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स में एक महत्वपूर्ण सोल्डरिंग पैरामीटर शामिल है: डिवाइस सीटिंग प्लेन से 1.6mm (1/16 इंच) नीचे मापे गए अधिकतम 3 सेकंड की अवधि के लिए 260°C के अधिकतम सोल्डर तापमान को सहन कर सकता है। यह दिशानिर्देश वेव सोल्डरिंग या हैंड सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के लिए है। रीफ्लो सोल्डरिंग के लिए, इस सीमा से नीचे शिखर तापमान और नियंत्रित रैंप दरों वाले प्रोफाइल का उपयोग किया जाना चाहिए। उच्च तापमान के लंबे समय तक संपर्क में रहने से आंतरिक वायर बॉन्ड, एलईडी चिप्स, या प्लास्टिक पैकेज क्षतिग्रस्त हो सकते हैं।

7. अनुप्रयोग सिफारिशें

7.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य

यह डिस्प्ले कॉम्पैक्ट, कम-शक्ति संख्यात्मक संकेतकों की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए उपयुक्त है। सामान्य उपयोगों में इंस्ट्रूमेंटेशन पैनल (जैसे, मल्टीमीटर, फ़्रीक्वेंसी काउंटर), उपभोक्ता उपकरण (माइक्रोवेव, वाशिंग मशीन, थर्मोस्टैट्स), औद्योगिक नियंत्रण रीडआउट, और पोर्टेबल इलेक्ट्रॉनिक उपकरण शामिल हैं। उच्च चमक और विस्तृत दृश्य कोण इसे मंद और तेज रोशनी वाले दोनों वातावरणों में पठनीय बनाते हैं।

7.2 डिजाइन विचार

धारा सीमित करना:वांछित चमक निर्धारित करने और अधिकतम निरंतर फॉरवर्ड धारा से अधिक होने से रोकने के लिए प्रत्येक खंड एनोड या कॉमन कैथोड लाइन के लिए बाहरी धारा-सीमित प्रतिरोधक अनिवार्य हैं। प्रतिरोधक मान आपूर्ति वोल्टेज (Vcc), एलईडी फॉरवर्ड वोल्टेज (VF ~2.6V अधिकतम), और वांछित फॉरवर्ड धारा (जैसे, 10-20 mA) के आधार पर गणना की जाती है।
मल्टीप्लेक्सिंग:कॉमन कैथोड आर्किटेक्चर मल्टीप्लेक्स्ड ड्राइव सर्किट के लिए आदर्श है। उच्च आवृत्ति (आमतौर पर >100Hz) पर एक कैथोड (अंक) को क्रमिक रूप से सक्षम करते हुए एनोड को उपयुक्त खंड डेटा प्रदान करके, स्थैतिक ड्राइव की तुलना में कम संख्या में I/O पिन के साथ दो अंकों को नियंत्रित किया जा सकता है। यह औसत बिजली खपत को भी कम करता है।
दृश्य कोण:विस्तृत दृश्य कोण लाभकारी है लेकिन यांत्रिक डिजाइन के दौरान डिस्प्ले के इष्टतम दृश्य शंकु को उपयोगकर्ता की अपेक्षित दृष्टि रेखा के साथ संरेखित करने पर विचार किया जाना चाहिए।

8. तकनीकी तुलना और विभेदन

मानक GaAsP या GaP एलईडी जैसी पुरानी तकनीकों की तुलना में, AlInGaP काफी अधिक चमकदार दक्षता प्रदान करता है, जिसके परिणामस्वरूप समान इनपुट धारा के लिए अधिक चमक होती है। उत्पादित पीला रंग अधिक संतृप्त और शुद्ध होता है। एकल-अंकीय डिस्प्ले की तुलना में, यह दोहरे-अंकीय इकाई पीसीबी स्थान बचाती है और असेंबली को सरल बनाती है। चमकदार तीव्रता के लिए वर्गीकरण (बिनिंग) गैर-बिन किए गए भागों से एक प्रमुख अंतर है, जो डिजाइनरों को पेशेवर-ग्रेड उत्पादों के लिए आवश्यक पूर्वानुमान योग्य प्रदर्शन प्रदान करता है।

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

प्रश्न: 5V आपूर्ति के साथ एक खंड को 15 mA पर चलाने के लिए मुझे किस प्रतिरोधक मान का उपयोग करना चाहिए?
उत्तर: ओम के नियम का उपयोग करें: R = (Vcc - VF) / IF। एक विशिष्ट VF 2.3V मानते हुए, R = (5V - 2.3V) / 0.015A ≈ 180 Ω। एक रूढ़िवादी डिजाइन के लिए हमेशा डेटाशीट से अधिकतम VF (2.6V) का उपयोग करें: R = (5V - 2.6V) / 0.015A ≈ 160 Ω। एक मानक 150 Ω या 180 Ω प्रतिरोधक उपयुक्त होगा, प्रतिरोधक में वास्तविक शक्ति अपव्यय की जांच करें।
प्रश्न: क्या मैं इस डिस्प्ले को सीधे माइक्रोकंट्रोलर पिन से चला सकता हूं?
उत्तर: नहीं। माइक्रोकंट्रोलर पिन आमतौर पर आवश्यक धारा (प्रति खंड 25 mA तक, एक अंक पर कई खंडों के लिए संभवतः बहुत अधिक) स्रोत या सिंक नहीं कर सकते। आपको पर्याप्त धारा प्रदान करने और मल्टीप्लेक्सिंग लागू करने के लिए ट्रांजिस्टर ड्राइवर (कॉमन कैथोड स्विचिंग के लिए) और/या समर्पित एलईडी ड्राइवर आईसी का उपयोग करना होगा।
प्रश्न: \"पीक फॉरवर्ड करंट\" रेटिंग का उद्देश्य क्या है?
उत्तर: यह रेटिंग डीसी रेटिंग से अधिक उच्च धारा के संक्षिप्त स्पंदों की अनुमति देती है, जिसका उपयोग मल्टीप्लेक्स्ड सर्किट में प्रत्येक अंक के छोटे ऑन समय के दौरान उच्च शिखर चमक प्राप्त करने के लिए किया जा सकता है। समय के साथ औसत धारा अभी भी निरंतर रेटिंग सीमा के भीतर होनी चाहिए।

10. व्यावहारिक डिजाइन और उपयोग मामला

एक साधारण दो-अंकीय काउंटर डिजाइन करने पर विचार करें। सर्किट में काउंट अनुक्रम उत्पन्न करने वाला एक माइक्रोकंट्रोलर शामिल होगा। दो एनपीएन ट्रांजिस्टर (या एक दोहरा ट्रांजिस्टर सरणी) का उपयोग कॉमन कैथोड पिन (अंक 1 और 2) के माध्यम से धारा सिंक करने के लिए किया जाएगा, जो अलग-अलग माइक्रोकंट्रोलर जीपीआईओ द्वारा ओपन-ड्रेन या ओपन-कलेक्टर मोड में सेट किए गए हैं। सात खंड एनोड (A-G) व्यक्तिगत धारा-सीमित प्रतिरोधक (जैसे, 150Ω) के माध्यम से अन्य जीपीआईओ से जुड़े होंगे। फर्मवेयर मल्टीप्लेक्सिंग लागू करेगा: अंक 1 के लिए ट्रांजिस्टर चालू करें, पहले अंक के मान के लिए आवश्यक खंडों को रोशन करने के लिए जीपीआईओ सेट करें, कुछ मिलीसेकंड प्रतीक्षा करें, फिर अंक 1 बंद करें, अंक 2 चालू करें, दूसरे अंक के मान के लिए खंड सेट करें, और दोहराएं। यह चक्र दोनों अंकों के लगातार जलने की धारणा बनाता है।

11. परिचालन सिद्धांत परिचय

डिवाइस एक अर्धचालक p-n जंक्शन में इलेक्ट्रोल्यूमिनेसेंस के सिद्धांत पर काम करता है। जब डायोड के थ्रेशोल्ड (AlInGaP के लिए लगभग 2V) से अधिक फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो n-प्रकार क्षेत्र से इलेक्ट्रॉन और p-प्रकार क्षेत्र से होल सक्रिय क्षेत्र में इंजेक्ट किए जाते हैं। उनका पुनर्संयोजन फोटॉन (प्रकाश) के रूप में ऊर्जा मुक्त करता है। प्रकाश का विशिष्ट तरंगदैर्ध्य (रंग) अर्धचालक सामग्री की बैंडगैप ऊर्जा द्वारा निर्धारित होता है—इस मामले में AlInGaP, जिसे पीले स्पेक्ट्रम में उत्सर्जित करने के लिए इंजीनियर किया गया है। सात खंडों में से प्रत्येक (दशमलव बिंदु सहित) इन छोटे एलईडी चिप्स में से एक या अधिक शामिल हैं। कॉमन कैथोड कॉन्फ़िगरेशन का अर्थ है कि एक अंक में सभी एलईडी के कैथोड (नकारात्मक टर्मिनल) आंतरिक रूप से जुड़े हुए हैं, जिससे पूरे अंक को एक स्विच द्वारा सक्षम या अक्षम किया जा सकता है।

12. प्रौद्योगिकी रुझान और संदर्भ

AlInGaP प्रौद्योगिकी लाल, नारंगी और पीले प्रकाश के लिए पहले के एलईडी सामग्रियों पर एक महत्वपूर्ण प्रगति का प्रतिनिधित्व करती है। यह उच्च दक्षता और बेहतर तापमान स्थिरता प्रदान करती है। हालांकि यह डेटाशीट एक अलग घटक के लिए है, डिस्प्ले प्रौद्योगिकी में रुझान उच्च एकीकरण की ओर है, जैसे कि अंतर्निहित ड्राइवर और सीरियल इंटरफेस (I2C, SPI) के साथ बहु-अंकीय मॉड्यूल। इसके अलावा, पीले संकेतकों के लिए, फॉस्फर-परिवर्तित सफेद एलईडी या व्यापक स्पेक्ट्रम को कवर करने वाले प्रत्यक्ष-उत्सर्जक InGaN-आधारित एलईडी का कभी-कभी उपयोग किया जाता है। हालांकि, सरल प्रत्यक्ष ड्राइव के साथ शुद्ध, कुशल पीले प्रकाश की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए, AlInGaP एक प्रासंगिक और विश्वसनीय विकल्प बना हुआ है। यहां चर्चा की गई मल्टीप्लेक्सिंग, धारा सीमित करने और तापीय प्रबंधन के सिद्धांत मौलिक हैं और एलईडी-आधारित डिस्प्ले प्रौद्योगिकियों की एक विस्तृत विविधता पर लागू होते हैं।