सामग्री सूची
- 1. उत्पाद अवलोकन
- 1.1 मुख्य लाभ एवं लक्षित बाजार
- 2. तकनीकी विशिष्टताओं का विस्तृत विवरण
- 2.1 प्रकाशीय विशेषताएँ
- 2.2 विद्युत मापदंड
- 2.3 थर्मल और पर्यावरणीय विशिष्टताएँ
- 3. ग्रेडिंग सिस्टम विवरण
- 4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
- 5. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी
- 5.1 Dimensions and Outline Drawing
- 5.2 पिन कनेक्शन और पोलैरिटी
- 5.3 आंतरिक सर्किट आरेख
- 6. सोल्डरिंग और असेंबली गाइड
- 7. अनुप्रयोग सुझाव
- 7.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य
- 7.2 डिज़ाइन विचार
- 8. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण
- 9. सामान्य प्रश्नोत्तर (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)
- 10. डिज़ाइन एवं उपयोग केस स्टडी
- 11. तकनीकी सिद्धांत परिचय
- 12. प्रौद्योगिकी रुझान
1. उत्पाद अवलोकन
LTD-5250JD एक दोहरा-अंक, सात-खंड प्रकाश उत्सर्जक डायोड (LED) डिजिटल डिस्प्ले मॉड्यूल है। इसका प्राथमिक कार्य विभिन्न प्रकार के इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों और उपकरणों के लिए स्पष्ट, पठनीय संख्यात्मक प्रदर्शन प्रदान करना है। इसकी मूल तकनीक अल्ट्रा-रेड एमिशन उत्पन्न करने के लिए एल्यूमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड (AlInGaP) अर्धचालक सामग्री का उपयोग करती है। यह डिवाइस विभिन्न प्रकाश स्थितियों में कंट्रास्ट और पठनीयता बढ़ाने के लिए सफेद खंड चिह्नों के साथ ग्रे पैनल का उपयोग करता है। यह प्रकाश उत्सर्जन तीव्रता के आधार पर वर्गीकृत है, जो बड़े पैमाने पर अनुप्रयोगों में चमक स्तर की एकरूपता सुनिश्चित करता है।
1.1 मुख्य लाभ एवं लक्षित बाजार
यह डिस्प्ले कई प्रमुख लाभ प्रदान करता है जो इसे औद्योगिक, उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स और उपकरण अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाते हैं। इसकी कम बिजली खपत आवश्यकता इसे ऊर्जा-कुशल बनाती है, जबकि उच्च चमक और उत्कृष्ट कंट्रास्ट चौड़े देखने के कोण पर दृश्यता सुनिश्चित करते हैं। अन्य डिस्प्ले तकनीकों की तुलना में, इसकी ठोस-राज्य संरचना अंतर्निहित विश्वसनीयता और लंबे जीवनकाल प्रदान करती है। निरंतर और समान खंड सुंदर और पेशेवर वर्ण उपस्थिति बनाते हैं। इन विशेषताओं का संयोजन इसके लक्षित अनुप्रयोगों में परीक्षण उपकरण, प्वाइंट-ऑफ-सेल टर्मिनल, औद्योगिक नियंत्रण पैनल, घड़ी डिस्प्ले और किसी भी ऐसे उपकरण को शामिल करता है जिसके लिए विश्वसनीय, चमकीले डिजिटल रीडआउट की आवश्यकता होती है।
2. तकनीकी विशिष्टताओं का विस्तृत विवरण
यह खंड डेटाशीट के अनुसार, डिवाइस के प्रमुख तकनीकी मापदंडों का विस्तृत और वस्तुनिष्ठ विश्लेषण प्रस्तुत करता है।
2.1 प्रकाशीय विशेषताएँ
प्रकाशीय प्रदर्शन डिस्प्ले की कार्यक्षमता का मूल है। इसका प्राथमिक उत्सर्जन स्पेक्ट्रम अल्ट्रा-रेड स्पेक्ट्रम क्षेत्र में स्थित है।
- दीप्ति तीव्रता (IV):परीक्षण स्थिति IF= 1mA पर, प्रत्येक सेगमेंट की औसत ल्यूमिनस तीव्रता न्यूनतम 320 µcd, विशिष्ट मान 700 µcd के रूप में निर्धारित की गई है, अधिकतम मान निर्दिष्ट नहीं है। यह पैरामीटर अंतिम एप्लिकेशन में डिस्प्ले की चमक निर्धारित करने के लिए महत्वपूर्ण है। सेगमेंट-टू-सेगमेंट मिलान अनुपात अधिकतम 2:1 के रूप में निर्धारित किया गया है, जो एक ही अंक के भीतर विभिन्न सेगमेंट्स के बीच अनुमेय चमक भिन्नता की सीमा को परिभाषित करता है।
- तरंगदैर्ध्य विशेषताएँ:इस उपकरण का शिखर उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य (λp) 650 नैनोमीटर है, और प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd) 639 नैनोमीटर है, दोनों IF= 20mA की स्थिति में मापे गए। स्पेक्ट्रल लाइन आधी चौड़ाई (Δλ) 20 नैनोमीटर है। ये मान "अल्ट्रा रेड" आउटपुट के रंग निर्देशांक को सटीक रूप से परिभाषित करते हैं, जो एक गहरा, संतृप्त लाल रंग है।
2.2 विद्युत मापदंड
सुरक्षित और विश्वसनीय सर्किट डिजाइन के लिए विद्युत सीमाओं और कार्य बिंदु को समझना महत्वपूर्ण है।
- पूर्ण अधिकतम रेटिंग:ये किसी भी स्थिति में पार नहीं किए जाने वाले तनाव की सीमाएं हैं। महत्वपूर्ण सीमाओं में शामिल हैं: प्रति सेगमेंट पावर डिसिपेशन (70 mW), प्रति सेगमेंट पीक फॉरवर्ड करंट (90 mA, 1/10 ड्यूटी साइकल, 0.1ms पल्स चौड़ाई), और प्रति सेगमेंट कंटीन्यूअस फॉरवर्ड करंट (25°C पर 25 mA, 0.33 mA/°C की रैखिक डेरेटिंग दर)। प्रति सेगमेंट अधिकतम रिवर्स वोल्टेज 5V है।
- फॉरवर्ड वोल्टेज (VF):20mA ड्राइव करंट पर, एक प्रकाश-उत्सर्जक सेगमेंट के पार वोल्टेज ड्रॉप का विशिष्ट मान 2.6V है, जो 2.1V से अधिकतम मान तक होता है। यह मान करंट-सीमित रोकनेवाला और बिजली आपूर्ति आवश्यकताओं की गणना के लिए आवश्यक है।
- रिवर्स करंट (IR):5V रिवर्स बायस लागू होने पर अधिकतम लीकेज करंट 100 µA है।
2.3 थर्मल और पर्यावरणीय विशिष्टताएँ
डिवाइस का प्रदर्शन निर्दिष्ट पर्यावरणीय सीमाओं के भीतर परिभाषित किया गया है।
- कार्यशील तापमान सीमा:यह डिस्प्ले परिवेश तापमान (Ta) -35°C से +85°C की सीमा में निरंतर संचालन के लिए रेटेड है।
- भंडारण तापमान सीमा:गैर-कार्यशील स्थितियों में -35°C से +85°C तक संग्रहित किया जा सकता है।
- सोल्डरिंग तापमान:असेंबली के लिए, अधिकतम अनुमेय सोल्डरिंग तापमान 260°C है, अधिकतम अवधि 3 सेकंड है, माप बिंदु घटक माउंटिंग प्लेन से 1.6 मिमी नीचे है। यह वेव सोल्डरिंग या रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के लिए महत्वपूर्ण है।
3. ग्रेडिंग सिस्टम विवरण
डेटाशीट बताती है कि यह उपकरण "ल्यूमिनस तीव्रता के अनुसार वर्गीकृत" है। इसका अर्थ है कि निर्माण के बाद एक बिनिंग या स्क्रीनिंग प्रक्रिया मौजूद है।
- ल्यूमिनस तीव्रता बिनिंग:LED को उनके प्रकाश उत्पादन के आधार पर मानक परीक्षण धारा (जो 1mA या 20mA हो सकती है) के तहत मापा और समूहीकृत (बिन किया) किया जाता है। एक ही बिन के भीतर के उपकरणों की चमक बहुत समान होगी, जो एक ही उत्पाद में कई डिस्प्ले का उपयोग करते समय दृश्य समरूपता सुनिश्चित करती है। 2:1 का प्रकाश तीव्रता मिलान अनुपात एकल उपकरण के भीतर प्रदर्शन की गारंटी है।
- तरंगदैर्ध्य बिनिंग:यद्यपि प्रदान की गई सामग्री में स्पष्ट रूप से विस्तृत नहीं है, AlInGaP LED आमतौर पर रंग आउटपुट की एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए प्रमुख तरंगदैर्ध्य या शिखर तरंगदैर्ध्य के आधार पर भी बिन किए जाते हैं। निर्दिष्ट 639 नैनोमीटर प्रमुख तरंगदैर्ध्य इस उत्पाद के लक्ष्य मूल्य या नाममात्र मूल्य का प्रतिनिधित्व कर सकता है।
4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
डेटाशीट में "विशिष्ट विद्युत/ऑप्टिकल विशेषता वक्र" का उल्लेख है। हालांकि पाठ में विशिष्ट चार्ट प्रदान नहीं किए गए हैं, लेकिन इस प्रकार के उपकरणों के मानक वक्रों में आम तौर पर शामिल होते हैं:
- I-V (करंट-वोल्टेज) वक्र:यह ग्राफ फॉरवर्ड करंट (IF) और फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) के बीच संबंध दर्शाता है। यह गैर-रैखिक है और इसमें एक विशिष्ट "निक-इन" वोल्टेज (आमतौर पर लगभग 2.6V) होता है, जिसके बाद वोल्टेज में मामूली वृद्धि पर करंट तेजी से बढ़ता है। ड्राइव सर्किट डिजाइन के लिए यह कर्व महत्वपूर्ण है।
- ल्यूमिनस इंटेंसिटी vs. फॉरवर्ड करंट:यह वक्र दर्शाता है कि ड्राइव करंट बढ़ने के साथ प्रकाश उत्पादन कैसे बढ़ता है। एक विस्तृत श्रेणी में यह आमतौर पर रैखिक होता है, लेकिन अत्यधिक उच्च धारा पर संतृप्त हो सकता है। यह डिजाइनर को कार्यकारी धारा चुनने में मदद करता है, जिससे दक्षता और ऊष्मा पर विचार करते हुए आवश्यक चमक प्राप्त की जा सके।
- प्रकाश तीव्रता बनाम परिवेश तापमान:यह वक्र दर्शाता है कि परिवेश तापमान बढ़ने के साथ प्रकाश उत्पादन कैसे कम होता है। AlInGaP LED में थर्मल क्वेंचिंग प्रभाव कुछ अन्य सामग्रियों की तुलना में कम होता है, लेकिन उत्पादन आमतौर पर फिर भी गिरता है। यह उच्च तापमान वाले वातावरण में संचालित होने वाले अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है।
- स्पेक्ट्रम वितरण:एक ग्राफ जो विभिन्न तरंग दैर्ध्य पर उत्सर्जित प्रकाश की सापेक्ष तीव्रता दर्शाता है, जिसका शिखर तरंग दैर्ध्य 650 नैनोमीटर और अर्ध-चौड़ाई 20 नैनोमीटर है।
5. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी
भौतिक संरचना यह निर्धारित करती है कि डिवाइस को उत्पाद में कैसे एकीकृत किया जाता है।
5.1 Dimensions and Outline Drawing
पैकेज ड्राइंग का संदर्भ लिया गया है। मुख्य विशिष्टता 0.52 इंच (13.2 मिमी) का वर्ण ऊंचाई है। जब तक अन्यथा निर्दिष्ट न हो, सभी आयाम मिलीमीटर में हैं, मानक सहनशीलता ±0.25 मिमी है। सटीक पैकेज आयाम और समग्र आयाम संदर्भ चित्र से प्राप्त किए जाने चाहिए, PCB लेआउट के लिए उपयोग किए जाते हैं।
5.2 पिन कनेक्शन और पोलैरिटी
यह डिवाइस 18-पिन कॉन्फ़िगरेशन का उपयोग करता है, औरकॉमन एनोडसर्किट टोपोलॉजी। इसका मतलब है कि एक अंक के सभी सेगमेंट के एनोड (सकारात्मक टर्मिनल) आंतरिक रूप से एक साथ जुड़े हुए हैं। प्रत्येक सेगमेंट के कैथोड (नकारात्मक टर्मिनल) अलग-अलग पिनों से निकले होते हैं, और दोनों अंकों (अंक 1 और अंक 2) में से प्रत्येक का एक स्वतंत्र कॉमन एनोड पिन होता है। पिन परिभाषा तालिका पूर्ण मैपिंग प्रदान करती है, जो निर्दिष्ट करती है कि कौन सा पिन प्रत्येक अंक के प्रत्येक सेगमेंट (A-G और दशमलव बिंदु) को नियंत्रित करता है। सही ओरिएंटेशन के लिए पिन 1 की सही पहचान महत्वपूर्ण है।
5.3 आंतरिक सर्किट आरेख
संदर्भित आरेख कॉमन एनोड संरचना का स्पष्ट प्रतिनिधित्व करता है, जो दो स्वतंत्र कॉमन एनोड नोड्स (प्रत्येक अंक के लिए एक) और प्रत्येक अंक के सात सेगमेंट्स और दशमलव बिंदु के अलग-अलग कैथोड दिखाता है। यह मल्टीप्लेक्सिंग या प्रत्यक्ष ड्राइव के लिए उपयोग की जाने वाली विद्युत संरचना को स्पष्ट करता है।
6. सोल्डरिंग और असेंबली गाइड
उचित हैंडलिंग विश्वसनीयता सुनिश्चित करती है और निर्माण प्रक्रिया के दौरान क्षति को रोकती है।
- रीफ्लो सोल्डरिंग पैरामीटर्स:अधिकतम रेटेड मूल्यों का कड़ाई से पालन करें: पीक तापमान 260°C, 3 सेकंड से अधिक नहीं, पैकेज के नीचे निर्दिष्ट बिंदु पर मापा गया। थर्मल स्ट्रेस को कम करने के लिए उचित हीटिंग और कूलिंग दरों के साथ मानक लीड-फ्री रिफ्लो प्रोफाइल का उपयोग किया जाना चाहिए।
- सावधानियां:पिन पर यांत्रिक तनाव लगाने से बचें। उपयोग से पहले डिवाइस को सूखे, इलेक्ट्रोस्टैटिक-सुरक्षित वातावरण में संग्रहीत करना सुनिश्चित करें। PCB से किसी भी फ्लक्स अवशेष को साफ करें जो ऑप्टिकल स्पष्टता को प्रभावित कर सकता है या जंग का कारण बन सकता है।
- भंडारण की शर्तें:निर्दिष्ट तापमान सीमा (-35°C से +85°C) के भीतर, कम आर्द्रता वाले वातावरण में संग्रहित करें। दीर्घकालिक भंडारण के लिए मूल नमी-रोधी बैग का उपयोग करने की सलाह दी जाती है।
7. अनुप्रयोग सुझाव
7.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य
यह डिस्प्ले किसी भी ऐसे अनुप्रयोग के लिए आदर्श है जिसमें दो चमकदार, आसानी से पठनीय अंकों की आवश्यकता होती है। सामान्य उपयोगों में शामिल हैं: डिजिटल मल्टीमीटर और परीक्षण उपकरण, फ़्रीक्वेंसी मीटर, टाइमर और घड़ी डिस्प्ले, स्कोरबोर्ड, सरल कंट्रोल पैनल रीडिंग (जैसे तापमान, गति), प्वाइंट-ऑफ-सेल टर्मिनल डिस्प्ले और घरेलू उपकरण।
7.2 डिज़ाइन विचार
- ड्राइवर सर्किट:एक कॉमन एनोड डिवाइस के रूप में, इसे आमतौर पर कॉमन एनोड को एक सकारात्मक बिजली आपूर्ति वोल्टेज (करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर या विनियमित करंट स्रोत के माध्यम से) से जोड़कर और प्रत्येक कैथोड पिन के माध्यम से करंट को ग्राउंड में सिंक करके ड्राइव किया जाता है, आमतौर पर ट्रांजिस्टर या ड्राइवर IC के माध्यम से। दो कॉमन एनोड पिन को स्विच करके, दो अंकों का मल्टीप्लेक्सिंग आसानी से प्राप्त किया जा सकता है।
- करंट सीमा:प्रत्येक खंड कैथोड (या मल्टीप्लेक्स सेटअप में सामान्य एनोड) के लिए कार्यशील धारा निर्धारित करने के लिए बाहरी करंट-लिमिटिंग रोकनेवाला का उपयोग करना आवश्यक है। रोकनेवाला मान सूत्र R = (V का उपयोग करके गणना की जाती हैबिजली की आपूर्ति- VF) / IF गणना। रूढ़िवादी डिजाइन के लिए, डेटाशीट में दिए गए अधिकतम V का उपयोग किया जाना चाहिएF मान, यह सुनिश्चित करने के लिए कि धारा सीमा से अधिक न हो।
- देखने का कोण और कंट्रास्ट:चौड़ा दृश्य कोण और उच्च कंट्रास्ट इसे उन पैनलों के लिए उपयुक्त बनाते हैं जहां उपयोगकर्ता सीधे डिस्प्ले के सामने नहीं हो सकते। ग्रे पैनल/व्हाइट सेगमेंट कम रोशनी और तेज रोशनी दोनों वातावरण में पठनीयता बढ़ाता है।
- थर्मल प्रबंधन:हालांकि डिवाइस की बिजली खपत रेटिंग होती है, लेकिन लंबे समय तक प्रकाश उत्पादन और विश्वसनीयता बनाए रखने के लिए, विशेष रूप से उच्च करंट ड्राइव या उच्च परिवेश तापमान पर, आवरण के अंदर पर्याप्त वेंटिलेशन सुनिश्चित करना एक अच्छा अभ्यास है।
8. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण
अन्य सात-खंड प्रदर्शन तकनीकों की तुलना में, LTD-5250JD द्वारा उपयोग किए जाने वाले AlInGaP के विशिष्ट लाभ हैं:
- मानक GaAsP या GaP लाल एलईडी के साथ तुलना:AlInGaP प्रौद्योगिकी आमतौर पर उच्च प्रकाश उत्सर्जन दक्षता (प्रति mA धारा में अधिक प्रकाश उत्सर्जन), बेहतर तापमान स्थिरता और अधिक संतृप्त, गहरे लाल रंग (अल्ट्रा रेड बनाम मानक रेड) प्रदान करती है।
- LCD डिस्प्ले के साथ तुलना:LED स्वयं-प्रकाश उत्सर्जक उपकरण हैं, जिसका अर्थ है कि वे स्वयं प्रकाश उत्पन्न करते हैं और अंधेरे में स्पष्ट रूप से दिखाई देने के लिए बैकलाइट की आवश्यकता नहीं होती। उनकी प्रतिक्रिया समय भी तेज़ होती है और कार्य तापमान सीमा अधिक व्यापक होती है। हालाँकि, वे आमतौर पर परावर्तक LCD की तुलना में अधिक बिजली की खपत करते हैं।
- VFD (वैक्यूम फ्लोरोसेंट डिस्प्ले) के साथ तुलना:LED एक ठोस-अवस्था उपकरण है, जो अधिक मजबूत और टिकाऊ है, कम कार्य वोल्टेज पर चलता है, और इसे फिलामेंट या उच्च वोल्टेज ड्राइव सर्किट की आवश्यकता नहीं होती। VFD अलग सौंदर्य प्रभाव और बहुत चौड़ा देखने का कोण प्रदान कर सकता है, लेकिन इसका ड्राइव आमतौर पर अधिक जटिल होता है।
9. सामान्य प्रश्नोत्तर (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)
प्रश्न: "ल्यूमिनस इंटेंसिटी मैचिंग रेशियो" 2:1 का उद्देश्य क्या है?
उत्तर: यह स्पेसिफिकेशन यह सुनिश्चित करता है कि एकल डिस्प्ले यूनिट के भीतर, सबसे मंद सेगमेंट की चमक सबसे चमकीले सेगमेंट की चमक के आधे से कम न हो। यह डिस्प्ले किए गए अंकों की दृश्य समरूपता सुनिश्चित करता है, जिससे कुछ सेगमेंट दूसरों की तुलना में स्पष्ट रूप से मंद दिखने से बचा जाता है।
प्रश्न: क्या मैं इस डिस्प्ले को सीधे 5V माइक्रोकंट्रोलर पिन से ड्राइव कर सकता हूं?
उत्तर: सीधे कनेक्ट नहीं कर सकते। माइक्रोकंट्रोलर पिन पर्याप्त करंट (आमतौर पर प्रति सेगमेंट 20-25mA की आवश्यकता होती है) प्रदान या अवशोषित नहीं कर सकते, और क्षतिग्रस्त हो जाएंगे। आपको बाहरी ट्रांजिस्टर (उदाहरण के लिए, कैथोड साइड पर NPN ट्रांजिस्टर या एनोड साइड पर PNP ट्रांजिस्टर) या समर्पित LED ड्राइवर IC का उपयोग करना चाहिए। इसके अलावा, करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर हमेशा आवश्यक होता है।
प्रश्न: दो अंकों को स्वतंत्र रूप से कैसे नियंत्रित करें?
उत्तर: इस डिवाइस में अंक 1 (पिन 14) और अंक 2 (पिन 13) के लिए स्वतंत्र कॉमन एनोड पिन हैं। प्रत्येक अंक पर एक साथ अलग-अलग संख्याएँ प्रदर्शित करने के लिए, उन्हें मल्टीप्लेक्स करना होगा। इसमें तेजी से स्विच करना शामिल है (उदाहरण के लिए, 100Hz या उससे अधिक) कि किस अंक का एनोड सक्रिय है, जबकि साझा कैथोड लाइनों पर संबंधित सेगमेंट डेटा प्रस्तुत किया जाता है। दृश्य अवधारणा प्रभाव दोनों अंकों को लगातार जलता हुआ प्रतीत कराता है।
प्रश्न: "सुपर रेड" का मतलब क्या है, जब इसे मानक लाल रंग से तुलना की जाती है?
उत्तर: सुपर रेड एक ऐसे एलईडी को संदर्भित करता है जिसकी प्रमुख तरंगदैर्ध्य आमतौर पर 620 नैनोमीटर से 645 नैनोमीटर के बीच होती है, जो अधिक चमकीले, अधिक गुलाबी रंग के मानक लाल एलईडी (आमतौर पर 630 नैनोमीटर या उससे कम) की तुलना में एक गहरा, अधिक नारंगी रंग का लाल उत्पन्न करता है। यह लाल स्पेक्ट्रम के भीतर एक विशिष्ट रंग बिंदु है।
10. डिज़ाइन एवं उपयोग केस स्टडी
परिदृश्य: एक साधारण दो-अंकीय डिजिटल टाइमर डिज़ाइन करें।
लक्ष्य 00 से 99 तक मिनट प्रदर्शित करने वाला एक उलटी गिनती टाइमर बनाना है। माइक्रोकंट्रोलर (जैसे Arduino या PIC) के I/O पिन सीमित होते हैं। LTD-5250JD का मल्टीप्लेक्स कॉन्फ़िगरेशन में उपयोग कुशल है। दो NPN ट्रांजिस्टर (या एक ड्यूल ट्रांजिस्टर) का उपयोग दो कॉमन एनोड पिन (पिन 13 और 14) को माइक्रोकंट्रोलर नियंत्रण में +5V पावर स्विच करने के लिए किया जाएगा। आठ सेगमेंट कैथोड (7 सेगमेंट + दशमलव बिंदु, हालांकि दशमलव बिंदु का उपयोग नहीं किया जा सकता) को आठ करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर्स (लगभग 15-20mA ड्राइव के लिए गणना) के माध्यम से माइक्रोकंट्रोलर से जोड़ा जाएगा, और संभवतः पिन उपयोग को और कम करने के लिए एक 8-चैनल सिंक करंट ड्राइवर IC (जैसे 74HC595 शिफ्ट रजिस्टर या ULN2003 ऐरे) के माध्यम से। फर्मवेयर एक काउंटर बनाए रखेगा, दहाई और इकाई अंकों को 7-सेगमेंट कोड पैटर्न में परिवर्तित करेगा, और संबंधित सेगमेंट पैटर्न आउटपुट करते हुए डिजिट 1 और डिजिट 2 को बारी-बारी से सक्षम करेगा, जिससे एक स्थिर दो-अंकीय डिस्प्ले बनेगा।
11. तकनीकी सिद्धांत परिचय
LTD-5250JD एल्यूमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड (AlInGaP) अर्धचालक तकनीक पर आधारित है। यह सामग्री एक प्रत्यक्ष बैंडगैप अर्धचालक है, जो गैलियम आर्सेनाइड (GaAs) सब्सट्रेट पर एपिटैक्सियल रूप से विकसित की जाती है, इस मामले में यह सब्सट्रेट अपारदर्शी है। जब p-n जंक्शन के पार फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है जो सामग्री की बैंडगैप ऊर्जा से अधिक होता है, तो इलेक्ट्रॉन और होल पुनर्संयोजित होते हैं, जिससे ऊर्जा फोटॉन (प्रकाश) के रूप में मुक्त होती है। AlInGaP मिश्र धातु की विशिष्ट संरचना बैंडगैप ऊर्जा निर्धारित करती है, जो उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य (रंग) निर्धारित करती है, जो सुपर रेड क्षेत्र (लगभग 639-650 नैनोमीटर) में स्थित होती है। ग्रे पैनल कंट्रास्ट एन्हांसमेंट फिल्टर के रूप में कार्य करता है, और सेगमेंट सफेद चिह्नों के पीछे पैटर्न वाले LED चिप्स द्वारा बनते हैं। कॉमन एनोड कॉन्फ़िगरेशन एक मानक डिज़ाइन है जो मल्टी-डिजिट डिस्प्ले के ड्राइव इलेक्ट्रॉनिक्स को सरल बनाता है।
12. प्रौद्योगिकी रुझान
हालांकि सात-खंड एलईडी डिस्प्ले अंकीय रीडआउट्स के लिए एक मजबूत और लागत-प्रभावी समाधान बना हुआ है, प्रदर्शन प्रौद्योगिकी के व्यापक रुझान लगातार विकसित हो रहे हैं। समग्र प्रवृत्ति उच्च एकीकरण की ओर है, जहां ड्राइव इलेक्ट्रॉनिक्स तेजी से डिस्प्ले मॉड्यूल के अंदर एम्बेडेड हो रहे हैं। AlInGaP और संबंधित सामग्रियों (जैसे नीले/हरे रंग के लिए InGaN) की दक्षता में निरंतर सुधार हो रहा है, जो कम करंट पर चमकीले डिस्प्ले या छोटे चिप्स के उपयोग की अनुमति देता है। सतह माउंट डिवाइस (SMD) पैकेजिंग स्वचालित असेंबली में अधिक आम होती जा रही है, हालांकि इस तरह के थ्रू-होल डिस्प्ले अपनी मजबूती और हाथ से सोल्डरिंग में आसानी के कारण प्रोटोटाइपिंग, मरम्मत और कुछ औद्योगिक अनुप्रयोगों में बने हुए हैं। इसके अलावा, ऑर्गेनिक एलईडी (OLED) और लचीली प्रदर्शन प्रौद्योगिकियों के उदय ने वैकल्पिक रूप प्रदान किए हैं, लेकिन सरल, उच्च चमक, कम लागत वाले अंकीय प्रदर्शन के लिए, AlInGaP जैसी पारंपरिक एलईडी प्रौद्योगिकी अभी भी अत्यधिक प्रतिस्पर्धी और विश्वसनीय बनी हुई है।
एलईडी विनिर्देश शब्दावली का विस्तृत विवरण
LED तकनीकी शब्दावली की पूर्ण व्याख्या
1. प्रकाशविद्युत प्रदर्शन के मुख्य संकेतक
| शब्दावली | इकाई/प्रतिनिधित्व | सामान्य व्याख्या | यह महत्वपूर्ण क्यों है |
|---|---|---|---|
| ल्यूमिनस एफिकेसी (Luminous Efficacy) | lm/W (लुमेन प्रति वाट) | प्रति वाट विद्युत ऊर्जा से उत्सर्जित प्रकाश प्रवाह, जितना अधिक होगा उतनी अधिक ऊर्जा दक्षता। | यह सीधे तौर पर प्रकाश उपकरण की ऊर्जा दक्षता श्रेणी और बिजली लागत निर्धारित करता है। |
| ल्यूमिनस फ्लक्स (Luminous Flux) | lm (ल्यूमेन) | प्रकाश स्रोत द्वारा उत्सर्जित कुल प्रकाश मात्रा, जिसे आमतौर पर "चमक" कहा जाता है। | यह निर्धारित करता है कि प्रकाश जुड़नाक पर्याप्त रूप से चमकीला है या नहीं। |
| Viewing Angle | ° (डिग्री), जैसे 120° | वह कोण जिस पर प्रकाश तीव्रता आधी हो जाती है, जो प्रकाश पुंज की चौड़ाई निर्धारित करता है। | प्रकाश के क्षेत्र और समरूपता को प्रभावित करता है। |
| रंग तापमान (CCT) | K (केल्विन), जैसे 2700K/6500K | प्रकाश का रंग गर्म या ठंडा, कम मान पीला/गर्म, उच्च मान सफेद/ठंडा। | प्रकाश व्यवस्था के वातावरण और उपयुक्त परिदृश्यों को निर्धारित करता है। |
| रंग प्रतिपादन सूचकांक (CRI / Ra) | कोई इकाई नहीं, 0–100 | प्रकाश स्रोत द्वारा वस्तुओं के वास्तविक रंगों को प्रदर्शित करने की क्षमता, Ra≥80 उत्तम माना जाता है। | रंग सटीकता को प्रभावित करता है, शॉपिंग मॉल, आर्ट गैलरी जैसे उच्च आवश्यकता वाले स्थानों में उपयोग किया जाता है। |
| Color Tolerance (SDCM) | मैकएडम दीर्घवृत्त चरण, जैसे "5-step" | रंग एकरूपता का मात्रात्मक मापक, चरण संख्या जितनी कम होगी रंग उतना ही अधिक सुसंगत होगा। | एक ही बैच के दीपकों के रंग में कोई अंतर न होने की गारंटी। |
| प्रमुख तरंगदैर्ध्य (Dominant Wavelength) | nm (नैनोमीटर), उदाहरण के लिए 620nm (लाल) | रंगीन एलईडी रंगों के संगत तरंगदैर्ध्य मान। | लाल, पीला, हरा आदि एकवर्णी एलईडी के रंगतान (ह्यू) को निर्धारित करता है। |
| Spectral Distribution | तरंगदैर्ध्य बनाम तीव्रता वक्र | LED द्वारा उत्सर्जित प्रकाश की विभिन्न तरंगदैर्ध्य पर तीव्रता वितरण को दर्शाता है। | रंग प्रतिपादन और रंग गुणवत्ता को प्रभावित करता है। |
दो, विद्युत मापदंड
| शब्दावली | Symbol | सामान्य व्याख्या | डिज़ाइन विचार |
|---|---|---|---|
| फॉरवर्ड वोल्टेज (Forward Voltage) | Vf | एलईडी को प्रकाशित करने के लिए आवश्यक न्यूनतम वोल्टेज, एक "स्टार्ट-अप थ्रेशोल्ड" के समान। | ड्राइविंग पावर सप्लाई वोल्टेज ≥ Vf होना चाहिए, कई एलईडी को श्रृंखला में जोड़ने पर वोल्टेज जुड़ जाता है। |
| फॉरवर्ड करंट (Forward Current) | If | LED को सामान्य रूप से चमकने के लिए आवश्यक धारा मान। | आमतौर पर स्थिर धारा ड्राइव का उपयोग किया जाता है, धारा चमक और आयु निर्धारित करती है। |
| अधिकतम स्पंद धारा (Pulse Current) | Ifp | डिमिंग या फ्लैश के लिए उपयोग किया जाने वाला शीर्ष करंट जिसे कम समय के लिए सहन किया जा सकता है। | पल्स चौड़ाई और ड्यूटी साइकिल को सख्ती से नियंत्रित किया जाना चाहिए, अन्यथा अत्यधिक गर्मी से क्षति होगी। |
| रिवर्स वोल्टेज (Reverse Voltage) | Vr | LED सहन कर सकने वाला अधिकतम रिवर्स वोल्टेज, जिससे अधिक होने पर यह ब्रेकडाउन हो सकता है। | सर्किट में रिवर्स कनेक्शन या वोल्टेज स्पाइक से बचाव आवश्यक है। |
| थर्मल रेजिस्टेंस (Thermal Resistance) | Rth (°C/W) | चिप से सोल्डर पॉइंट तक गर्मी के प्रवाह में प्रतिरोध, कम मूल्य बेहतर ऊष्मा अपव्यय को दर्शाता है। | उच्च तापीय प्रतिरोध के लिए मजबूत ऊष्मा अपव्यय डिज़ाइन की आवश्यकता होती है, अन्यथा जंक्शन तापमान बढ़ जाता है। |
| इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज इम्यूनिटी (ESD Immunity) | V (HBM), जैसे 1000V | इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) प्रतिरोध, उच्च मान का अर्थ है स्थैतिक बिजली से क्षति की कम संभावना। | उत्पादन में इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) सुरक्षा उपाय करने आवश्यक हैं, विशेष रूप से उच्च संवेदनशीलता वाले LED के लिए। |
तीन, ताप प्रबंधन और विश्वसनीयता
| शब्दावली | प्रमुख संकेतक | सामान्य व्याख्या | प्रभाव |
|---|---|---|---|
| जंक्शन तापमान (Junction Temperature) | Tj (°C) | LED चिप का आंतरिक वास्तविक कार्य तापमान। | प्रत्येक 10°C कमी पर, जीवनकाल दोगुना हो सकता है; अत्यधिक तापमान प्रकाश क्षय और रंग विस्थापन का कारण बनता है। |
| ल्यूमेन डिप्रिसिएशन (Lumen Depreciation) | L70 / L80 (घंटे) | चमक प्रारंभिक मान के 70% या 80% तक गिरने में लगने वाला समय। | LED की "सेवा जीवन" को सीधे परिभाषित करना। |
| लुमेन रखरखाव दर (Lumen Maintenance) | % (जैसे 70%) | एक निश्चित अवधि के उपयोग के बाद शेष चमक का प्रतिशत। | दीर्घकालिक उपयोग के बाद चमक बनाए रखने की क्षमता को दर्शाता है। |
| रंग विस्थापन (Color Shift) | Δu′v′ या मैकएडम दीर्घवृत्त | उपयोग के दौरान रंग में परिवर्तन की मात्रा। | प्रकाश व्यवस्था के दृश्य की रंग एकरूपता को प्रभावित करता है। |
| Thermal Aging | सामग्री प्रदर्शन में गिरावट | लंबे समय तक उच्च तापमान के कारण एनकैप्सुलेशन सामग्री का क्षरण। | इससे चमक में कमी, रंग परिवर्तन या ओपन-सर्किट विफलता हो सकती है। |
चार, पैकेजिंग और सामग्री
| शब्दावली | सामान्य प्रकार | सामान्य व्याख्या | विशेषताएँ और अनुप्रयोग |
|---|---|---|---|
| पैकेजिंग प्रकार | EMC, PPA, सिरेमिक | चिप की सुरक्षा करने और प्रकाशिक एवं ऊष्मीय इंटरफेस प्रदान करने वाली आवरण सामग्री। | EMC की ऊष्मा प्रतिरोध क्षमता अच्छी और लागत कम है; सिरेमिक की ऊष्मा अपव्यय क्षमता बेहतर और जीवनकाल लंबा है। |
| चिप संरचना | फॉरवर्ड माउंट, फ्लिप चिप (Flip Chip) | चिप इलेक्ट्रोड व्यवस्था विधि। | फ्लिप-चिप बेहतर ताप अपव्यय और उच्च प्रकाश दक्षता प्रदान करता है, जो उच्च शक्ति के लिए उपयुक्त है। |
| फॉस्फर कोटिंग | YAG, सिलिकेट, नाइट्राइड | ब्लू LED चिप पर लगाया जाता है, जो प्रकाश के एक भाग को पीले/लाल प्रकाश में परिवर्तित करता है और सफेद प्रकाश बनाने के लिए मिश्रित होता है। | विभिन्न फॉस्फर प्रकाश दक्षता, रंग तापमान और रंग प्रतिपादन को प्रभावित करते हैं। |
| लेंस/ऑप्टिकल डिज़ाइन | समतल, माइक्रोलेंस, कुल आंतरिक परावर्तन | प्रकाश वितरण को नियंत्रित करने के लिए पैकेजिंग सतह की प्रकाशीय संरचना। | उत्सर्जन कोण और प्रकाश वितरण वक्र निर्धारित करता है। |
पाँच, गुणवत्ता नियंत्रण और श्रेणीकरण
| शब्दावली | श्रेणीकरण सामग्री | सामान्य व्याख्या | उद्देश्य |
|---|---|---|---|
| ल्यूमिनस फ्लक्स ग्रेडिंग | कोड जैसे 2G, 2H | चमक के स्तर के अनुसार समूहीकृत करें, प्रत्येक समूह में न्यूनतम/अधिकतम लुमेन मान होता है। | सुनिश्चित करें कि एक ही बैच के उत्पादों की चमक समान हो। |
| वोल्टेज ग्रेडिंग | कोड जैसे 6W, 6X | फॉरवर्ड वोल्टेज रेंज के अनुसार समूहीकरण। | ड्राइविंग पावर स्रोत के साथ मिलान करने में सुविधा, सिस्टम दक्षता में सुधार। |
| रंग विभेदीकरण श्रेणी | 5-step MacAdam ellipse | रंग निर्देशांक के अनुसार समूहीकृत करें, यह सुनिश्चित करते हुए कि रंग अत्यंत सीमित सीमा के भीतर रहें। | रंग एकरूपता सुनिश्चित करें, एक ही प्रकाश साधन के भीतर रंग में असमानता से बचें। |
| रंग तापमान श्रेणीकरण | 2700K, 3000K आदि | रंग तापमान के अनुसार समूहीकृत करें, प्रत्येक समूह की संबंधित निर्देशांक सीमा होती है। | विभिन्न परिदृश्यों की रंग तापमान आवश्यकताओं को पूरा करना। |
VI. परीक्षण और प्रमाणन
| शब्दावली | मानक/परीक्षण | सामान्य व्याख्या | महत्व |
|---|---|---|---|
| LM-80 | ल्यूमेन रखरखाव परीक्षण | निरंतर तापमान परिस्थितियों में लंबे समय तक जलाकर, चमक क्षय डेटा रिकॉर्ड किया जाता है। | LED जीवनकाल का अनुमान लगाने के लिए (TM-21 के साथ संयोजन में)। |
| TM-21 | जीवनकाल प्रक्षेपण मानक | Estimating lifespan under actual usage conditions based on LM-80 data. | Providing scientific life prediction. |
| IESNA Standard | Illuminating Engineering Society Standard | यह प्रकाशिकी, विद्युत और ऊष्मा परीक्षण विधियों को शामिल करता है। | उद्योग द्वारा स्वीकृत परीक्षण आधार। |
| RoHS / REACH | पर्यावरण प्रमाणन | सुनिश्चित करें कि उत्पाद में हानिकारक पदार्थ (जैसे सीसा, पारा) न हों। | अंतर्राष्ट्रीय बाजार में प्रवेश की पात्रता शर्तें। |
| ENERGY STAR / DLC | ऊर्जा दक्षता प्रमाणन | प्रकाश उत्पादों के लिए ऊर्जा दक्षता और प्रदर्शन प्रमाणन। | आमतौर पर सरकारी खरीद, सब्सिडी कार्यक्रमों में उपयोग किया जाता है, बाजार प्रतिस्पर्धा बढ़ाने के लिए। |