ELS-315SURWA/S530-A3 सेवन-सेगमेंट डिस्प्ले डेटाशीट - 9.14mm अक्षर ऊंचाई - चमकदार लाल (632nm) - 2.0V फॉरवर्ड वोल्टेज - 25mA फॉरवर्ड करंट - हिंदी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

ELS-315SURWA/S530-A3 एक सिंगल-डिजिट, सेवन-सेगमेंट कैरेक्टर डिस्प्ले है जो थ्रू-होल माउंटिंग के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह मानक औद्योगिक आकार का है, जिसमें अक्षर ऊंचाई 9.14mm (0.36 इंच) है। यह डिस्प्ले उज्ज्वल लाल AlGaInP LED चिप्स से निर्मित है, जो एक सफ़ेद डिफ्यूज़ रेजिन आवरण के भीतर एनकैप्सुलेटेड है, जिससे एक ग्रे सतह उपस्थिति प्राप्त होती है। यह संयोजन डिज़ाइन उच्च विश्वसनीयता और उत्कृष्ट पठनीयता प्रदान करने के लिए है, जो उज्ज्वल परिवेशी प्रकाश स्थितियों में भी प्रभावी है, जिससे यह विभिन्न संकेतक और रीडआउट अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनता है।

1.1 मुख्य लाभ एवं लक्षित बाजार

इस डिस्प्ले के प्रमुख लाभों में इसका औद्योगिक मानकों के अनुरूप आकार और पिन व्यवस्था शामिल है, जो आसान प्रतिस्थापन और डिज़ाइन एकीकरण सुनिश्चित करता है। इसमें कम बिजली खपत की विशेषता है, जो ऊर्जा-कुशल सिस्टम डिज़ाइन को सक्षम बनाती है। इस उपकरण को प्रकाश तीव्रता के आधार पर श्रेणीबद्ध किया गया है, जो बहु-अंकीय सेगमेंट डिस्प्ले अनुप्रयोगों में एकसमान चमाचमाना मिलान सुनिश्चित करता है। इसके अतिरिक्त, इसकी निर्माण प्रक्रिया लीड-मुक्त और RoHS मानकों का अनुपालन करती है, जो आधुनिक पर्यावरणीय नियमों का पालन करती है। इसका मुख्य लक्षित बाजार वे औद्योगिक और उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोग हैं जिन्हें स्पष्ट, विश्वसनीय संख्यात्मक या सीमित वर्ण पठन की आवश्यकता होती है।

2. तकनीकी मापदंडों का गहन विश्लेषण

यह खंड डेटाशीट में परिभाषित डिवाइस की विद्युत, प्रकाशिक और तापीय विशिष्टताओं का विस्तृत और वस्तुनिष्ठ विश्लेषण प्रस्तुत करता है।

2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग

Absolute Maximum Ratings उन तनाव सीमाओं को परिभाषित करते हैं जो डिवाइस को स्थायी क्षति पहुंचा सकती हैं। ये सामान्य संचालन स्थितियाँ नहीं हैं।

• रिवर्स वोल्टेज (V_R):5V। रिवर्स बायस में इस वोल्टेज से अधिक होने पर जंक्शन ब्रेकडाउन हो सकता है।
• फॉरवर्ड करंट (I_F):25mA DC. यह एकल सेगमेंट के माध्यम से अनुमत अधिकतम निरंतर धारा है।
• पीक फॉरवर्ड करंट (I_FP):60mA. यह धारा केवल पल्स स्थितियों में अनुमत है (ड्यूटी साइकल ≤ 10%, आवृत्ति ≤ 1kHz)।
• पावर कंजम्पशन (P_d):60mW। डिवाइस द्वारा डिसिपेट की जा सकने वाली अधिकतम पावर, जिसकी गणना V_F* I_F.
• ऑपरेटिंग टेम्परेचर (T_opr):-40°C से +85°C। विश्वसनीय संचालन के लिए परिवेश तापमान सीमा।
• भंडारण तापमान (T_stg):-40°C से +100°C तक।
• वेल्डिंग तापमान (T_sol):अधिकतम 260°C, 5 सेकंड से अधिक नहीं, वेव सोल्डरिंग या हैंड सोल्डरिंग के लिए उपयुक्त।

2.2 Electro-Optical Characteristics

ये मापदंड मानक जंक्शन तापमान (T_a=25°C) पर मापे गए हैं, जो सामान्य संचालन स्थितियों में डिवाइस के प्रदर्शन को परिभाषित करते हैं।

• प्रकाश उत्सर्जन तीव्रता (I_v):I_F=10mA की स्थिति में, न्यूनतम 4.0mcd, विशिष्ट 8.0mcd। यह प्रत्येक सेगमेंट का औसत प्रकाश उत्पादन है। ±10% सहनशीलता निर्दिष्ट है।
• शिखर तरंगदैर्ध्य (λ_p):I_F=20mA की स्थिति में, विशिष्ट मान 632nm। यह वह तरंगदैर्ध्य है जहाँ वर्णक्रमीय उत्सर्जन सबसे प्रबल होता है।
• प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λ_d):I_F=20mA स्थिति में, विशिष्ट मान 624nm। यह मानव आँख द्वारा अनुभव की जाने वाली तरंगदैर्ध्य है, जो रंग (चमकीला लाल) को परिभाषित करती है।
• स्पेक्ट्रल बैंडविड्थ (Δλ):I_F=20mA स्थिति में, विशिष्ट मान 20nm। यह उत्सर्जित लाल प्रकाश स्पेक्ट्रम की संकीर्णता को दर्शाता है।
• फॉरवर्ड वोल्टेज (V_F):I_F=20mA की स्थिति में, विशिष्ट मान 2.0V, अधिकतम मान 2.4V। LED चालू होने पर वोल्टेज ड्रॉप, सहनशीलता ±0.1V।
• रिवर्स करंट (I_R):V_R=5V की स्थिति में, अधिकतम 100µA। डिवाइस रिवर्स बायस्ड होने पर छोटी लीकेज करंट।

3. ग्रेडिंग सिस्टम विवरण

स्पेसिफिकेशन शीट बताती है कि इस डिवाइस को "ल्यूमिनस इंटेंसिटी ग्रेडिंग" के लिए प्रसंस्कृत किया गया है। इसका अर्थ है कि उत्पाद को एक विशिष्ट परीक्षण धारा पर मापित प्रकाश उत्पादन के आधार पर परीक्षण और वर्गीकृत (ग्रेडेड) किया जाता है। यह डिजाइनरों को एक ही चमक ग्रेड से सेवन-सेगमेंट डिस्प्ले का चयन करने की अनुमति देता है, ताकि बहु-अंकीय डिस्प्ले में सभी अंकों की चमक एक समान रहे और खंडों के बीच ध्यान देने योग्य चमक अंतर से बचा जा सके। प्रदान किए गए अंश में विशिष्ट ग्रेडिंग कोड या सीमा का विस्तार से वर्णन नहीं किया गया है, लेकिन यह आमतौर पर ऑर्डरिंग जानकारी का हिस्सा होता है।

4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

स्पेसिफिकेशन शीट में विशिष्ट विशेषता वक्र शामिल हैं, जो गैर-मानक परिस्थितियों में डिवाइस के व्यवहार को समझने के लिए महत्वपूर्ण हैं।

4.1 Spectral Distribution

स्पेक्ट्रम वक्र विभिन्न तरंगदैर्ध्य पर उत्सर्जित प्रकाश की सापेक्ष तीव्रता दर्शाता है। इस AlGaInP-आधारित लाल LED के लिए, वक्र 632nm के शिखर पर केंद्रित होगा और बताए गए 20nm बैंडविड्थ के साथ होगा, जो एक शुद्ध, संतृप्त लाल रंग की पुष्टि करता है, अन्य रंग बैंड में कोई महत्वपूर्ण उत्सर्जन नहीं दिखाता है।

4.2 फॉरवर्ड करंट बनाम फॉरवर्ड वोल्टेज संबंध वक्र

यह वक्र करंट और वोल्टेज के बीच गैर-रैखिक संबंध को दर्शाता है। यह टर्न-ऑन वोल्टेज (वह वोल्टेज जिस पर करंट महत्वपूर्ण रूप से प्रवाहित होना शुरू होता है, लाल AlGaInP के लिए लगभग 1.8-2.0V) और यह दिखाता है कि फॉरवर्ड वोल्टेज करंट बढ़ने के साथ कैसे बढ़ता है। डिजाइनर इस वक्र का उपयोग श्रृंखला प्रतिरोध मान (R = (V_{पावर सप्लाई}- V_F) / I_F) , आवश्यक कार्य धारा निर्धारित करने के लिए, आमतौर पर 10-20mA के बीच, चमक और जीवनकाल को संतुलित करने के लिए।

4.3 फॉरवर्ड करंट डेरेटिंग वक्र

यह एक महत्वपूर्ण थर्मल प्रबंधन चार्ट है। यह अधिकतम अनुमेय निरंतर फॉरवर्ड करंट को परिवेश के तापमान के एक फ़ंक्शन के रूप में दर्शाता है। जैसे-जैसे परिवेश का तापमान बढ़ता है, LED जंक्शन तापमान भी बढ़ता है, अधिक गर्मी और त्वरित उम्र बढ़ने को रोकने के लिए अधिकतम सुरक्षित कार्य धारा को कम करना चाहिए। यह वक्र आमतौर पर एक विशिष्ट तापमान (जैसे 25°C या 40°C) तक पहुंचने से पहले अनुमत रेटेड करंट (जैसे 25mA) दिखाता है, जिसके बाद वक्र नीचे की ओर झुकता है और अधिकतम जंक्शन तापमान पर शून्य तक गिर जाता है। उच्च तापमान वाले वातावरण में संचालित होने वाले डिज़ाइनों के लिए, इस वक्र का संदर्भ लेना आवश्यक है।

5. मैकेनिकल एवं पैकेजिंग जानकारी

5.1 पैकेज आयाम और चित्र

यह डिवाइस एक मानक थ्रू-होल DIP (डुअल इन-लाइन पैकेज) फॉर्म में आता है। आयाम ड्राइंग महत्वपूर्ण आयाम प्रदान करती है: कुल ऊंचाई, चौड़ाई और लंबाई; सेगमेंट आयाम और पिच; पिन व्यास, लंबाई और पिच (पिच)। नोट्स निर्दिष्ट करते हैं कि जब तक अन्यथा न कहा गया हो, सामान्य सहनशीलता ±0.25mm है। डिज़ाइनरों को PCB पैकेज बनाने के लिए इस ड्राइंग का उपयोग करना चाहिए, यह सुनिश्चित करते हुए कि पैड आकार, पिच और डिजिटल सेगमेंट तथा कॉमन पिन का प्लेसमेंट सही है।

5.2 आंतरिक सर्किट आरेख और ध्रुवीयता पहचान

आंतरिक सर्किट आरेख 10 पिनों के विद्युत कनेक्शन दिखाता है। एक मानक सेवन-सेगमेंट डिस्प्ले में सेगमेंट (a से g) के लिए 7 पिन, एक या अधिक कॉमन पिन (एनोड या कैथोड, कॉमन एनोड या कॉमन कैथोड कॉन्फ़िगरेशन पर निर्भर करता है), और कभी-कभी एक दशमलव बिंदु (dp) होता है। यह आरेख स्पष्ट करता है कि कौन सा पिन किस सेगमेंट को नियंत्रित करता है और कॉमन कनेक्शन की पहचान करता है, जो सही वायरिंग और ड्राइवर सर्किट डिजाइन (जैसे, मल्टीप्लेक्सर या समर्पित डिस्प्ले ड्राइवर IC का उपयोग करना) के लिए महत्वपूर्ण है।

6. सोल्डरिंग और असेंबली गाइड

डेटाशीट में अधिकतम वेल्डिंग तापमान 260°C और अवधि ≤5 सेकंड निर्दिष्ट है। यह वेव सोल्डरिंग या तापमान-नियंत्रित सोल्डरिंग आयरन के साथ हैंड सोल्डरिंग के लिए मानक रेटिंग है। रीफ्लो सोल्डरिंग के लिए एक विशिष्ट तापमान प्रोफ़ाइल की आवश्यकता होती है, लेकिन प्रदान नहीं की गई है। मुख्य विचारों में शामिल हैं:

• ESD संवेदनशीलता:LED चिप्स स्थिर विद्युत निर्वहन के प्रति संवेदनशील हैं। असेंबली प्रक्रिया के दौरान एंटीस्टैटिक उपाय जैसे ग्राउंडेड वर्कबेंच, एंटीस्टैटिक कलाई पट्टा और प्रवाहकीय फोम का उपयोग करने की दृढ़ता से सिफारिश की जाती है।
• थर्मल स्ट्रेस:प्लास्टिक एनकैप्सुलेशन या आंतरिक बॉन्डिंग तारों को नुकसान से बचाने के लिए सोल्डरिंग प्रक्रिया के दौरान लंबे समय तक उच्च तापमान के संपर्क में आने से बचें।
• सफाई:यदि सफाई आवश्यक हो, तो प्लास्टिक रेजिन के अनुकूल तरीकों का उपयोग करें।

7. पैकेजिंग और ऑर्डर जानकारी

यह डिवाइस एक विशिष्ट पैकेजिंग पदानुक्रम का पालन करता है: 35 प्रति ट्यूब, 140 ट्यूब (कुल 4,900) प्रति बॉक्स, और 4 बॉक्स (कुल 19,600) प्रति मास्टर कार्टन। पैकेजिंग लेबल में ग्राहक पार्ट नंबर (CPN), निर्माता पार्ट नंबर (P/N), पैकेज मात्रा (QTY), ल्यूमिनस तीव्रता श्रेणी (CAT), और बैच नंबर (LOT No.) जैसे फ़ील्ड शामिल होते हैं, जो ट्रेसबिलिटी और सही पहचान सुनिश्चित करते हैं।

8. अनुप्रयोग सुझाव

8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य

• घरेलू उपकरण:टाइमर, ओवन/माइक्रोवेव पर तापमान रीडिंग, वॉशिंग मशीन पर साइकिल संकेतक।
• इंस्ट्रूमेंट पैनल:टेस्ट और मापन उपकरण, औद्योगिक नियंत्रण पैनल, ऑटोमोटिव आफ्टरमार्केट गेज।
• डिजिटल रीडआउट डिस्प्ले:सरल काउंटर, घड़ी, स्कोरबोर्ड और किसी भी उपकरण जिसे स्पष्ट डिजिटल संकेत की आवश्यकता होती है।

8.2 डिज़ाइन संबंधी विचार

• करंट लिमिटिंग:हमेशा फॉरवर्ड करंट सेट करने के लिए प्रत्येक सेगमेंट या कॉमन लाइन के साथ श्रृंखला में एक रेसिस्टर का उपयोग करें। पावर सप्लाई वोल्टेज और आवश्यक I_Fपर टाइपिकल V_F.
• के आधार पर गणना करें।मल्टीप्लेक्सिंग:
• बहु-अंकीय डिस्प्ले के लिए, माइक्रोकंट्रोलर पर पिनों की संख्या कम करने के लिए आमतौर पर मल्टीप्लेक्सिंग का उपयोग किया जाता है। सुनिश्चित करें कि ड्राइवर सर्किट मल्टीप्लेक्सिंग चक्र के दौरान पीक करंट को संभाल सकता है और डिवाइस के पीक करंट रेटिंग से अधिक नहीं है।व्यूइंग एंगल:
• सफेद फैलाने वाला रेजिन एक विस्तृत व्यूइंग एंगल प्रदान करता है। डिस्प्ले की उपयोगकर्ता के सापेक्ष दिशा पर विचार करने की आवश्यकता है।चमक नियंत्रण:

चमक को अग्र धारा को बदलकर (सीमा के भीतर) या ड्राइव सिग्नल पर PWM (पल्स-विड्थ मॉड्यूलेशन) का उपयोग करके समायोजित किया जा सकता है।

9. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण

ELS-315SURWA/S530-A3 पुरानी तकनीक या छोटे डिस्प्ले की तुलना में आकार, चमक और दक्षता के बीच संतुलन बनाता है। इसकी 9.14mm अक्षर ऊंचाई एक सार्वभौमिक मानक है, जो व्यापक संगतता सुनिश्चित करती है। GaAsP आधारित पुराने लाल एलईडी की तुलना में, AlGaInP सामग्री का उपयोग उच्च दक्षता और अधिक ज्वलंत, संतृप्त लाल रंग प्रदान करता है। सरफेस माउंट डिवाइस की तुलना में, थ्रू-होल डिज़ाइन यांत्रिक मजबूती और प्रोटोटाइप बनाने में आसानी के फायदे देता है, लेकिन अधिक सर्किट बोर्ड स्थान की आवश्यकता होती है। इस श्रेणी में इसकी प्रमुख विशेषता औद्योगिक मानक पिन व्यवस्था, सुसंगतता सुनिश्चित करने वाली ल्यूमिनस तीव्रता ग्रेडिंग और RoHS अनुपालन का संयोजन है।

10. सामान्य प्रश्न (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)

10.1 क्या मैं इस 7-सेगमेंट डिस्प्ले को सीधे 5V माइक्रोकंट्रोलर पिन से चला सकता हूँ?नहीं, सीधे ड्राइव नहीं किया जा सकता।_Fएक विशिष्ट माइक्रोकंट्रोलर GPIO पिन 20-25mA करंट सोर्स/सिंक कर सकता है, जो डिस्प्ले के I

रेटिंग से मेल खाता है। हालांकि, LED का फॉरवर्ड वोल्टेज केवल लगभग 2.0V होता है। यदि बिना करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर के इसे सीधे 5V पिन से जोड़ा जाता है, तो यह अधिक करंट ड्राइव करने का प्रयास करेगा, जिससे LED और माइक्रोकंट्रोलर पिन क्षतिग्रस्त हो सकते हैं। आपको एक सीरीज़ रेसिस्टर का उपयोग करना चाहिए: R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150Ω (150Ω या 180Ω मानक मान का उपयोग करें)।

10.2 शिखर तरंगदैर्ध्य और प्रमुख तरंगदैर्ध्य में क्या अंतर है?_p)शिखर तरंगदैर्ध्य (λ) वह भौतिक तरंगदैर्ध्य है जब उत्सर्जन स्पेक्ट्रम की तीव्रता अधिकतम मान तक पहुँचती है।_d)प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λ_d) वह तरंगदैर्ध्य है जिस पर मोनोक्रोमैटिक प्रकाश मानव आँख को समान रंग का प्रतीत होता है। LED के लिए, λ_pआमतौर पर λ

और यह दृश्य अनुप्रयोगों में रंग विनिर्देशन का अधिक प्रासंगिक पैरामीटर है।

10.3 यह कॉमन एनोड है या कॉमन कैथोड सेवन-सेगमेंट डिस्प्ले?प्रदान किए गए स्पेसिफिकेशन शीट अंश में यह स्पष्ट रूप से निर्दिष्ट नहीं है। यह महत्वपूर्ण जानकारीआंतरिक सर्किट आरेखडिज़ाइनरअवश्य

कॉन्फ़िगरेशन निर्धारित करने के लिए ड्राइवर सर्किट डिज़ाइन करने से पहले इस आरेख का संदर्भ लें। गलत कॉन्फ़िगरेशन का उपयोग करने से डिस्प्ले चालू नहीं होगा।

11. व्यावहारिक डिज़ाइन एवं उपयोग केस स्टडीकेस: एक 4-बिट मल्टीप्लेक्स काउंटर डिज़ाइन करना।

1. माइक्रोकंट्रोलर का उपयोग करके चार ELS-315SURWA/S530-A3 डिस्प्ले को संचालित करना:
2. आंतरिक सर्किट आरेख से सामान्य पिन प्रकार (एनोड/कैथोड) निर्धारित करें।
3. चारों अंकों के सभी संबंधित सेगमेंट पिन (a-g, dp) को एक साथ जोड़ें।
4. यदि यह कॉमन एनोड प्रकार है, तो प्रत्येक अंक के सामान्य पिन को एक अलग माइक्रोकंट्रोलर पिन से ट्रांजिस्टर (करंट हैंडलिंग के लिए) के माध्यम से जोड़ें; यदि यह कॉमन कैथोड है और MCU की सिंक करने की क्षमता के भीतर है, तो इसे सीधे या उल्टा जोड़ा जा सकता है।_FPमल्टीप्लेक्सिंग के दौरान प्रत्येक सेगमेंट के पीक करंट के आधार पर, प्रत्येक सेगमेंट लाइन के लिए एक करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर की गणना करें। यदि प्रत्येक अंक 1/4 समय के लिए सक्रिय होता है, तो 10mA की औसत धारा प्राप्त करने के लिए, इसके सक्रिय समय अवधि के दौरान पीक करंट 40mA होना चाहिए। सुनिश्चित करें कि यह 40mA पीक डिवाइस के I
5. रेटेड मान (60mA) से अधिक न हो, और ड्राइवर की क्षमता के भीतर हो।

फर्मवेयर लिखें ताकि विभिन्न अंकों को तेजी से साइकिल करके स्कैन किया जा सके (उदाहरण के लिए, प्रत्येक अंक 100Hz, कुल रिफ्रेश रेट 400Hz), और सक्रिय अंक के लिए सही सेगमेंट को प्रकाशित किया जा सके।

12. कार्य सिद्धांत का संक्षिप्त परिचयसेवन-सेगमेंट डिस्प्ले एक ऐसा घटक है जो सात एलईडी पट्टियों (सेगमेंट) को "8" के आकार में व्यवस्थित करके बनाया जाता है। इन सेगमेंट के विशिष्ट संयोजनों को चुनकर प्रकाशित करके, सभी दशमलव अंक (0-9) और कुछ अक्षर बनाए जा सकते हैं। प्रत्येक सेगमेंट एक स्वतंत्र एलईडी होता है। मेंकॉमन एनोड_CCडिजिटल डिस्प्ले में, सभी सेगमेंट LED के एनोड एक साथ जुड़े होते हैं और एक कॉमन पिन (V) से जुड़े होते हैं, जबकि प्रत्येक कैथोड को अलग से नियंत्रित किया जाता है। एक सेगमेंट को चमकाने के लिए, उसके कैथोड पिन को लो लेवल (करंट लिमिटिंग रेसिस्टर के माध्यम से ग्राउंड) पर ड्राइव करना होता है।), जबकि प्रत्येक कैथोड को अलग से नियंत्रित किया जाता है। एक सेगमेंट को चमकाने के लिए, उसके कैथोड पिन को लो लेवल (करंट लिमिटिंग रेसिस्टर के माध्यम से ग्राउंड) पर ड्राइव करना होता है।कॉमन कैथोड

डिजिटल डिस्प्ले ट्यूब में, कैथोड सामान्य (ग्राउंडेड) होता है, जबकि एनोड को प्रकाशित करने के लिए उच्च स्तर पर संचालित किया जाता है। ELS-315SURWA/S530-A3 AlGaInP (एल्यूमीनियम गैलियम इंडियम फॉस्फाइड) अर्धचालक सामग्री का उपयोग करता है, जब इलेक्ट्रॉन और होल सामग्री के बैंड गैप पर पुनर्संयोजित होते हैं, तो लाल से पीले-नारंगी स्पेक्ट्रम का प्रकाश उत्सर्जित होता है, इस प्रक्रिया को इलेक्ट्रोल्यूमिनेसेंस कहा जाता है।

13. प्रौद्योगिकी रुझान एवं विकास