LTD-4608JS LED डिस्प्ले डेटाशीट - 0.4-इंच डिजिट हाइट - AlInGaP येलो - 2.6V फॉरवर्ड वोल्टेज - अंग्रेजी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

LTD-4608JS एक दोहरे-अंकीय, सात-खंड अल्फ़ान्यूमेरिक डिस्प्ले मॉड्यूल है जो स्पष्ट, चमकीले संख्यात्मक रीडआउट्स की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसका प्राथमिक कार्य व्यक्तिगत एलईडी खंडों का उपयोग करके दो अंकों (0-9) और एक दशमलव बिंदु को दृश्य रूप से प्रदर्शित करना है। मूल प्रौद्योगिकी पीला प्रकाश उत्सर्जन उत्पन्न करने के लिए AlInGaP (एल्यूमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड) अर्धचालक सामग्री का उपयोग करती है। पारंपरिक एलईडी प्रौद्योगिकियों की तुलना में इस सामग्री प्रणाली को इसकी उच्च दक्षता और उत्कृष्ट चमक के लिए जाना जाता है। डिवाइस में सफेद खंड चिह्नों के साथ एक ग्रे फेसप्लेट है, जो विभिन्न प्रकाश स्थितियों में कंट्रास्ट और पठनीयता को बढ़ाता है। इसे दीप्त तीव्रता के आधार पर वर्गीकृत किया गया है, जो बैच उत्पादन में चयन संगति की अनुमति देता है।

1.1 मुख्य लाभ और लक्षित बाजार

यह डिस्प्ले कई प्रमुख लाभ प्रदान करता है जो इसे विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाते हैं। इसकी कम बिजली आवश्यकता इसे बैटरी-चालित या ऊर्जा-संवेदनशील उपकरणों के लिए आदर्श बनाती है। उच्च चमक और कंट्रास्ट, एक विस्तृत व्यूइंग एंगल के साथ मिलकर, विभिन्न दृष्टिकोणों से पठनीयता सुनिश्चित करते हैं, जो उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, इंस्ट्रुमेंटेशन और औद्योगिक नियंत्रण पैनलों के लिए महत्वपूर्ण है। एलईडी की सॉलिड-स्टेट विश्वसनीयता लंबे परिचालन जीवन और झटके एवं कंपन के प्रति प्रतिरोध में तब्दील होती है, जो यांत्रिक या वैक्यूम फ्लोरोसेंट डिस्प्ले के विपरीत है। निरंतर एकसमान सेगमेंट एक सुखद सौंदर्यपूर्ण अक्षर उपस्थिति प्रदान करते हैं। प्राथमिक लक्ष्य बाजारों में पोर्टेबल इलेक्ट्रॉनिक उपकरण, परीक्षण और माप उपकरण, ऑटोमोटिव डैशबोर्ड (गैर-महत्वपूर्ण संकेतकों के लिए), घरेलू उपकरण और पॉइंट-ऑफ-सेल टर्मिनल शामिल हैं जहां स्पष्ट, विश्वसनीय संख्यात्मक प्रदर्शन आवश्यक है।

2. गहन तकनीकी पैरामीटर विश्लेषण

यह खंड डेटाशीट में निर्दिष्ट प्रमुख विद्युत और प्रकाशिक मापदंडों की विस्तृत, वस्तुनिष्ठ व्याख्या प्रदान करता है, जो डिज़ाइन इंजीनियरों के लिए उनके महत्व को समझाता है।

2.1 Photometric and Optical Characteristics

प्रदर्शन के कार्य के लिए प्रकाशमितीय प्रदर्शन केंद्रीय है। औसत दीप्त तीव्रता (Iv) 1mA के अग्र धारा (IF) पर 200 से 650 µcd तक निर्दिष्ट है। यह विस्तृत सीमा एक बिनिंग प्रक्रिया को दर्शाती है; डिज़ाइनरों को इस भिन्नता को ध्यान में रखना चाहिए या एकसमान दिखावट के लिए कई डिस्प्ले में सख्त बिन निर्दिष्ट करने चाहिए। शिखर उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य (λp) 588 nm है, और प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd) 587 nm है, दोनों IF=20mA पर मापे गए। ये मान पीले रंग के बिंदु को परिभाषित करते हैं। स्पेक्ट्रल लाइन अर्ध-चौड़ाई (Δλ) 15 nm का मान अपेक्षाकृत संकीर्ण वर्णक्रमीय बैंडविड्थ को दर्शाता है, जिसके परिणामस्वरूप संतृप्त पीला रंग प्राप्त होता है। Luminous Intensity Matching Ratio (IV-m) अधिकतम 2:1 का मान एकल उपकरण के भीतर खंडों के बीच स्वीकार्य चमक भिन्नता को परिभाषित करता है, जो समग्र एकरूपता को प्रभावित करता है।

2.2 विद्युत पैरामीटर्स

विद्युत विशिष्टताएँ संचालन सीमाओं और शर्तों को परिभाषित करती हैं। प्रति सेगमेंट फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) IF=20mA पर इसका विशिष्ट मान 2.6V होता है। यह पैरामीटर करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर नेटवर्क डिजाइन करने के लिए महत्वपूर्ण है। प्रति सेगमेंट रिवर्स करंट (IR) VR=5V पर यह अधिकतम 100 µA होता है, जो LED के रिवर्स-बायस्ड होने पर लीकेज करंट को दर्शाता है, जो सामान्य संचालन में आमतौर पर नगण्य होता है। विश्वसनीय संचालन सुनिश्चित करने के लिए इन पैरामीटर्स को पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स के साथ मिलाकर विचार किया जाना चाहिए।

2.3 थर्मल और पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स

पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स उन तनाव सीमाओं को परिभाषित करती हैं जिनके परे स्थायी क्षति हो सकती है। प्रति सेगमेंट निरंतर फॉरवर्ड करंट 25°C पर 25 mA है, जिसका डीरेटिंग फैक्टर 0.33 mA/°C है। इसका अर्थ है कि परिवेश के तापमान (Ta) के 25°C से अधिक बढ़ने पर अनुमत निरंतर करंट कम हो जाता है। उदाहरण के लिए, 85°C पर, अधिकतम करंट लगभग 25 mA - (0.33 mA/°C * (85-25)°C) = 5.2 mA होगा। पीक फॉरवर्ड करंट 60 mA है लेकिन केवल पल्स्ड स्थितियों में (1/10 ड्यूटी साइकिल, 0.1ms पल्स चौड़ाई)। पावर डिसिपेशन प्रति सेगमेंट यह 70 mW है। संचालन और भंडारण तापमान सीमा -35°C से +85°C है, जो उपयोग और गैर-संचालन के लिए पर्यावरणीय सीमाएं निर्धारित करती है। सोल्डर तापमान रेटिंग (3 सेकंड के लिए अधिकतम 260°C) PCB असेंबली प्रक्रियाओं के लिए महत्वपूर्ण है।

3. बिनिंग सिस्टम स्पष्टीकरण

डेटाशीट इंगित करती है कि डिवाइस "दीप्त तीव्रता के लिए वर्गीकृत" है। इसका तात्पर्य निर्माणोत्तर एक बिनिंग या छंटाई प्रक्रिया से है। हालांकि इस दस्तावेज़ में विशिष्ट बिन कोड प्रदान नहीं किए गए हैं, ऐसे डिस्प्ले के लिए सामान्य बिनिंग में एक मानक परीक्षण धारा (जैसे, 1mA, जैसा कि विशेषताओं में दिखाया गया है) पर मापी गई दीप्त तीव्रता के आधार पर इकाइयों को छांटना शामिल है। यह सुनिश्चित करता है कि कई इकाइयों की खरीद करने वाले डिजाइनर अपने उत्पादों में सुसंगत चमक स्तर प्राप्त कर सकते हैं। यदि एकरूपता एक महत्वपूर्ण डिजाइन आवश्यकता है, तो इंजीनियरों को विस्तृत बिनिंग विनिर्देश या लॉट-विशिष्ट डेटा के लिए निर्माता से परामर्श करना चाहिए।

4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

डेटाशीट "टाइपिकल इलेक्ट्रिकल / ऑप्टिकल कैरेक्टरिस्टिक कर्व्स" का संदर्भ देता है। हालांकि प्रदान किए गए पाठ में विशिष्ट ग्राफ़ विस्तृत नहीं हैं, ऐसे एलईडी के लिए मानक वक्र आमतौर पर शामिल होंगे:

• IV Curve (Current vs. Forward Voltage): यह घातीय संबंध दर्शाता है, जो गतिशील प्रतिरोध और विभिन्न संचालन धाराओं पर सटीक वोल्टेज ड्रॉप निर्धारित करने में सहायता करता है।
• Luminous Intensity vs. Forward Current (Iv-IF): यह दर्शाता है कि कैसे प्रकाश उत्पादन धारा के साथ बढ़ता है, आमतौर पर संचालन सीमा के भीतर लगभग रैखिक संबंध में, जो चमक अंशांकन और दक्षता गणना में सहायता करता है।
• Luminous Intensity vs. Ambient Temperature (Iv-Ta): जंक्शन तापमान बढ़ने पर प्रकाश उत्पादन में कमी को दर्शाता है, जो उच्च-तापमान वाले वातावरण में कार्य करने वाले अनुप्रयोगों को डिजाइन करने के लिए महत्वपूर्ण है।
• Spectral Distribution: सापेक्ष तीव्रता बनाम तरंगदैर्ध्य का एक आरेख, जो शिखर और प्रमुख तरंगदैर्ध्य और उत्सर्जन स्पेक्ट्रम के आकार की पुष्टि करता है।

ये वक्र गैर-मानक परिस्थितियों में डिवाइस के व्यवहार को समझने और प्रदर्शन और दीर्घायु के लिए ड्राइव सर्किटरी को अनुकूलित करने के लिए आवश्यक हैं।

5. यांत्रिक और पैकेज सूचना

डिवाइस पैकेज को एक विस्तृत आयाम चित्र (मिलीमीटर में) द्वारा परिभाषित किया गया है। मुख्य विशेषताओं में समग्र फुटप्रिंट, डिस्प्ले की ऊंचाई, दो अंकों के बीच की दूरी, और माउंटिंग छिद्रों या पिनों का स्थान एवं व्यास शामिल हैं। पिन कनेक्शन आरेख महत्वपूर्ण है: यह 10-पिन विन्यास है जिसमें दो कॉमन एनोड (प्रत्येक अंक के लिए एक) और सेगमेंट A-G तथा दशमलव बिंदु (D.P.) के लिए अलग-अलग कैथोड हैं। आंतरिक सर्किट आरेख मल्टीप्लेक्स्ड व्यवस्था दर्शाता है: दोनों अंकों के बीच के सभी संबंधित सेगमेंट (जैसे, सभी 'A' सेगमेंट) आंतरिक रूप से एक ही कैथोड पिन से जुड़े होते हैं। प्रत्येक अंक के एनोड को अलग से नियंत्रित किया जाता है (अंक 1 के लिए पिन 9, अंक 2 के लिए पिन 4)। यह मल्टीप्लेक्सिंग डिज़ाइन आवश्यक ड्राइवर पिनों की संख्या को 15 (प्रति अंक 7 सेगमेंट + DP, प्लस दो ग्राउंड) से घटाकर 10 कर देता है, जिससे इंटरफ़ेस सर्किटरी सरल हो जाती है।

6. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश

प्राथमिक असेंबली विचार सोल्डरिंग प्रक्रिया है। पूर्ण अधिकतम रेटिंग निर्दिष्ट करती है कि सोल्डरिंग तापमान 3 सेकंड के अधिकतम समय के लिए 260°C से अधिक नहीं होना चाहिए, जिसे सीटिंग प्लेन से 1.6 मिमी (1/16 इंच) नीचे मापा जाता है। यह वेव सोल्डरिंग या हैंड सोल्डरिंग के लिए एक मानक रेटिंग है। रीफ्लो सोल्डरिंग के लिए, 260°C से कम चरम तापमान वाले एक मानक लीड-फ्री प्रोफाइल का उपयोग किया जाना चाहिए, यह सुनिश्चित करते हुए कि लिक्विडस से ऊपर का समय नियंत्रित किया जाए ताकि एलईडी चिप्स और प्लास्टिक पैकेज पर तापीय प्रतिबल को कम किया जा सके। इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) से बचने के लिए उचित हैंडलिंग की सिफारिश की जाती है, हालांकि डेटाशीट में ESD रेटिंग निर्दिष्ट नहीं है। भंडारण निर्दिष्ट तापमान सीमा (-35°C से +85°C) के भीतर कम आर्द्रता वाले वातावरण में होना चाहिए ताकि नमी अवशोषण को रोका जा सके, जो रीफ्लो के दौरान "पॉपकॉर्निंग" का कारण बन सकता है।

7. अनुप्रयोग सिफारिशें

7.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य

यह डिस्प्ले किसी भी ऐसे अनुप्रयोग के लिए उपयुक्त है जिसमें एक कॉम्पैक्ट, चमकदार, दो-अंकीय संख्यात्मक रीडआउट की आवश्यकता होती है। उदाहरणों में शामिल हैं: डिजिटल मल्टीमीटर, बेंच पावर सप्लाई, फ्रीक्वेंसी काउंटर, घड़ी डिस्प्ले (मिनट/सेकंड), स्कोरबोर्ड, उत्पादन लाइन काउंटर, और नेटवर्क या ऑडियो उपकरणों पर स्थिति संकेतक। इसका पीला रंग अक्सर चेतावनी संकेतकों के लिए या अन्य डिस्प्ले के विरुद्ध एक विशिष्ट दृश्य विपरीतता प्रदान करने के लिए चुना जाता है।

7.2 डिज़ाइन विचार

• ड्राइव सर्किटरी: Use a multiplexing driver circuit. Each digit is illuminated alternately at a high frequency (typically >100Hz) to create the perception of both digits being on continuously. This requires microcontroller GPIO pins or a dedicated display driver IC (like a 7447 decoder or a MAX7219) capable of sinking the segment current and sourcing the digit anode current.
• करंट लिमिटिंग: प्रत्येक कैथोड लाइन (सेगमेंट्स) के लिए बाहरी करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर्स अनिवार्य हैं या ड्राइवर में एकीकृत होते हैं। रेसिस्टर मान की गणना R = (Vcc - VF) / IF के रूप में की जाती है, जहां VF फॉरवर्ड वोल्टेज है (सबसे खराब स्थिति की करंट गणना के लिए अधिकतम मान का उपयोग करें), Vcc आपूर्ति वोल्टेज है, और IF वांछित फॉरवर्ड करंट है (निरंतर रेटिंग से अधिक नहीं)।
• चमक नियंत्रण: औसत चमक को IF धारा समायोजित करके या ड्राइव सिग्नल पर पल्स-विड्थ मॉड्यूलेशन (PWM) का उपयोग करके नियंत्रित किया जा सकता है।
• देखने का कोण: अंतिम उपयोगकर्ता के लिए दृश्यता सुनिश्चित करने के लिए डिस्प्ले को उसके व्यापक व्यूइंग एंगल को ध्यान में रखते हुए स्थिति दें।

8. तकनीकी तुलना और विभेदन

अन्य डिस्प्ले प्रौद्योगिकियों की तुलना में, यह AlInGaP LED डिस्प्ले विशिष्ट लाभ प्रदान करता है। पुराने GaAsP (Gallium Arsenide Phosphide) red LEDsAlInGaP समान धारा के लिए काफी अधिक दीप्त दक्षता और चमक, और बेहतर तापमान स्थिरता प्रदान करता है। की तुलना में LCD (Liquid Crystal Display) मॉड्यूल, इसे बैकलाइट की आवश्यकता नहीं होती, व्यापक देखने के कोण प्रदान करता है, ठंडे तापमान में तेजी से काम करता है, और यांत्रिक रूप से अधिक मजबूत होता है। प्राथमिक समझौता एलसीडी की तुलना में कई सेगमेंट प्रदर्शित करते समय अधिक बिजली की खपत है। एलईडी सेगमेंट डिस्प्ले बाजार के भीतर, इसके प्रमुख अंतर विशिष्ट 0.4-इंच अंक ऊंचाई, AlInGaP पीला रंग, डुप्लेक्स कॉमन एनोड विन्यास, और वर्गीकृत दीप्त तीव्रता हैं जो गुणवत्ता स्थिरता सुनिश्चित करती है।

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

Q: मैं इस डिस्प्ले को एक माइक्रोकंट्रोलर से कैसे कनेक्ट करूं?
A: You need at least 10 GPIO pins. Connect the common anode pins (4 & 9) to microcontroller pins configured as outputs set HIGH to enable a digit. Connect the segment cathode pins (1,2,3,5,6,7,8,10) to pins configured as outputs set LOW to turn on a segment. You must multiplex by rapidly enabling one digit, setting its segments, then switching to the other digit. Using a dedicated driver IC is highly recommended to reduce MCU load.

Q: फॉरवर्ड करंट का रेटिंग तापमान के साथ क्यों कम किया जाता है?
A: तापमान बढ़ने पर, LED की आंतरिक दक्षता कम हो जाती है, और अधिक विद्युत शक्ति प्रकाश के बजाय ऊष्मा में परिवर्तित हो जाती है। यदि इस ऊष्मा का प्रबंधन न किया जाए, तो यह जंक्शन तापमान को और बढ़ा सकती है, जिससे त्वरित अवक्रमण या विफलता हो सकती है। करंट को डीरेट करने से उत्पन्न ऊष्मा सीमित होती है, जिससे जंक्शन तापमान सुरक्षित सीमा के भीतर बना रहता है।

Q: "2:1 का ल्यूमिनस इंटेंसिटी मैचिंग रेशियो" का क्या अर्थ है?
A: इसका अर्थ है कि एकल डिस्प्ले यूनिट के भीतर, सबसे मंद सेगमेंट की चमक, सबसे चमकीले सेगमेंट की चमक के आधे से कम नहीं होगी। 1:1 का अनुपात पूर्ण समरूपता होगी; 2:1 एक सामान्य विशिष्टता है जो स्वीकार्य दृश्य स्थिरता सुनिश्चित करती है।

10. Practical Design and Usage Case

केस: एक साधारण दो-अंकीय काउंटर डिजाइन करना। लक्ष्य 00 से 99 तक गिनती करना है। एक कम लागत वाला माइक्रोकंट्रोलर (जैसे, एक ATtiny) नियंत्रण संकेत उत्पन्न करता है। सर्किट में आठ 180Ω करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर्स (प्रत्येक सेगमेंट कैथोड के लिए एक, 5V आपूर्ति, VF=2.6V, IF~13mA के लिए गणना की गई) का उपयोग किया जाता है। दो NPN ट्रांजिस्टर (जैसे, 2N3904) को कॉमन एनोड पिनों के लिए हाई-साइड स्विच के रूप में उपयोग किया जाता है, जिन्हें दो अतिरिक्त MCU पिनों द्वारा नियंत्रित किया जाता है। फर्मवेयर 2ms पर एक टाइमर इंटरप्ट लागू करता है। इंटरप्ट सर्विस रूटीन में, यह वर्तमान में प्रदर्शित अंक को अक्षम करता है, काउंट मान के आधार पर अगले अंक के लिए सेगमेंट पैटर्न अपडेट करता है, उस अंक के लिए ट्रांजिस्टर को सक्रिय करता है, और फिर बाहर निकलता है। मुख्य लूप हर सेकंड काउंट वेरिएबल को बढ़ाता है। यह डिजाइन MCU संसाधनों का कुशलतापूर्वक उपयोग करता है और एक स्थिर, फ्लिकर-मुक्त डिस्प्ले प्रदान करता है।

11. ऑपरेटिंग प्रिंसिपल परिचय

डिवाइस एक सेमीकंडक्टर p-n जंक्शन में इलेक्ट्रोलुमिनेसेंस के सिद्धांत पर कार्य करता है। जब एक सेगमेंट (कॉमन एनोड से उसके विशिष्ट कैथोड तक) के पार एक फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है जो डायोड के टर्न-ऑन वोल्टेज (लगभग 2.05-2.6V) से अधिक होता है, तो सक्रिय AlInGaP क्षेत्र में इलेक्ट्रॉन और होल पुनर्संयोजित होते हैं। यह पुनर्संयोजन फोटॉन के रूप में ऊर्जा मुक्त करता है, जिससे लगभग 588 nm तरंगदैर्ध्य पर केंद्रित पीला प्रकाश उत्पन्न होता है। सात सेगमेंट (A से G तक) व्यक्तिगत LED चिप्स हैं जो एक "8" पैटर्न में व्यवस्थित हैं। इन सेगमेंट्स के विभिन्न संयोजनों को चुनिंदा रूप से ऊर्जित करके, 0 से 9 तक के सभी संख्यात्मक अंक बनाए जा सकते हैं। डुप्लेक्स कॉमन एनोड कॉन्फ़िगरेशन का अर्थ है कि एक अंक के लिए सभी LED एक सामान्य सकारात्मक वोल्टेज कनेक्शन साझा करते हैं, जिसे मल्टीप्लेक्सिंग के दौरान उस अंक को सक्षम करने के लिए स्विच किया जाता है।

12. प्रौद्योगिकी रुझान और विकास

हालांकि यह विशिष्ट उपकरण स्थापित AlInGaP प्रौद्योगिकी का उपयोग करता है, LED डिस्प्ले के व्यापक क्षेत्र का विकास जारी है। रुझानों में InGaN (इंडियम गैलियम नाइट्राइड) जैसी और भी अधिक कुशल सामग्रियों को अपनाना शामिल है ताकि रंग सीमा और विस्तृत हो, हालांकि लाल, नारंगी और पीले रंग के लिए AlInGaP प्रमुख बना हुआ है। उच्च घनत्व वाले बहु-अंकीय मॉड्यूल और एकीकृत ड्राइवरों और नियंत्रकों ("इंटेलिजेंट डिस्प्ले") वाले डिस्प्ले की ओर रुझान है ताकि सिस्टम डिज़ाइन सरल हो। लघुकरण एक और रुझान है, जहाँ पोर्टेबल उपकरणों के लिए छोटी अंक ऊँचाई उपलब्ध हो रही है। इसके अलावा, पैकेजिंग में प्रगति का लक्ष्य थर्मल प्रबंधन में सुधार करना है, जिससे दिए गए करंट स्तरों पर उच्च चमक या बेहतर दीर्घायु प्राप्त की जा सके। पिन कमी में इसकी दक्षता के कारण मौलिक मल्टीप्लेक्सिंग सिद्धांत मानक बना हुआ है।