Seven Segment Display ELS-315SYGWA/S530-E2 डेटाशीट - आकार 9.14mm डिजिट ऊंचाई - पीला-हरा रंग - 2.0V फॉरवर्ड वोल्टेज - अंग्रेजी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

ELS-315SYGWA/S530-E2 एक थ्रू-होल माउंटेड, सेवन-सेगमेंट अल्फ़ान्यूमेरिक डिस्प्ले है जो स्पष्ट डिजिटल रीडआउट्स के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसमें 9.14mm (0.36 इंच) की डिजिट ऊंचाई के साथ एक मानक औद्योगिक आकार है। यह डिवाइस ग्रे बैकग्राउंड सतह पर सफेद प्रकाश-उत्सर्जक सेगमेंट्स के साथ निर्मित है, जो उज्ज्वल परिवेशी प्रकाश स्थितियों में भी उच्च कंट्रास्ट और उत्कृष्ट पठनीयता प्रदान करता है। यह डिस्प्ले ल्यूमिनस इंटेंसिटी के लिए वर्गीकृत है और Pb-free तथा RoHS पर्यावरणीय मानकों का अनुपालन करता है, जो इसे आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाता है।

1.1 मुख्य लाभ और लक्षित बाजार

इस डिस्प्ले के प्राथमिक लाभों में इसकी कम बिजली की खपत, मौजूदा डिज़ाइनों में आसानी से एकीकरण के लिए मानकीकृत फुटप्रिंट, और विश्वसनीय प्रदर्शन शामिल हैं। यह विशेष रूप से उन अनुप्रयोगों को लक्षित करता है जिन्हें टिकाऊ, सुपाठ्य संख्यात्मक या सीमित अल्फ़ान्यूमेरिक संकेतकों की आवश्यकता होती है। प्रमुख लक्षित बाजारों में उपभोक्ता घरेलू उपकरण, औद्योगिक इंस्ट्रूमेंट पैनल, और विभिन्न डिजिटल रीडआउट डिस्प्ले सिस्टम शामिल हैं जहां विश्वसनीयता और स्पष्टता सर्वोपरि है।

2. तकनीकी पैरामीटर गहन विश्लेषण

यह खंड डेटाशीट में परिभाषित डिवाइस की प्रमुख विद्युत और प्रकाशीय विशिष्टताओं का एक विस्तृत, वस्तुनिष्ठ विश्लेषण प्रदान करता है।

2.1 Absolute Maximum Ratings

Absolute Maximum Ratings उन तनाव सीमाओं को परिभाषित करते हैं जिनके परे डिवाइस को स्थायी क्षति हो सकती है। ये सामान्य संचालन की स्थितियाँ नहीं हैं।

• Reverse Voltage (V_R): 5 V. रिवर्स बायस में इस वोल्टेज से अधिक होने पर जंक्शन ब्रेकडाउन हो सकता है।
• निरंतर फॉरवर्ड करंट (I_F): 25 mA. अधिकतम डीसी करंट जिसे लगातार लगाया जा सकता है।
• पीक फॉरवर्ड करंट (I_FP): 60 mA. यह केवल स्पंदित स्थितियों (ड्यूटी साइकिल 1/10, आवृत्ति 1 kHz) में अनुमेय है ताकि संक्षेप में उच्च चमक प्राप्त की जा सके।
• Power Dissipation (P_d): 60 mW. डिवाइस द्वारा ऊष्मा के रूप में व्यय की जा सकने वाली अधिकतम शक्ति।
• Operating Temperature (T_opr): -40°C to +85°C. The ambient temperature range for reliable operation.
• Storage Temperature (T_stg): -40°C से +100°C.
• Soldering Temperature (T_sol): 260°C पर अधिकतम 5 सेकंड की अवधि के लिए, जो आमतौर पर वेव या हैंड सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के लिए विशिष्ट है।

2.2 Electro-Optical Characteristics

ये मापदंड 25°C के मानक परिवेश तापमान पर मापे जाते हैं और विशिष्ट संचालन स्थितियों में डिवाइस के प्रदर्शन को परिभाषित करते हैं।

• ल्यूमिनस इंटेंसिटी (I_v): फॉरवर्ड करंट (I_F) 10 mA पर, न्यूनतम 2.0 mcd के साथ, प्रति सेगमेंट विशिष्ट मान 3.2 mcd है। डेटाशीट इस मान पर ±10% की सहनशीलता दर्शाती है। यह तीव्रता एकल सेगमेंट पर मापा गया औसत है।
• पीक वेवलेंथ (λ_p): आमतौर पर 575 nm. यह वह तरंगदैर्ध्य है जिस पर उत्सर्जित प्रकाशीय शक्ति सबसे अधिक होती है।
• प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λ_d): आमतौर पर 573 nm. यह वह तरंगदैर्ध्य है जिसे मानव आँख द्वारा अनुभव किया जाता है, जो रंग को परिभाषित करता है (इस मामले में पीला-हरा)।
• स्पेक्ट्रम विकिरण बैंडविड्थ (Δλ): आमतौर पर 20 nm. यह उत्सर्जित प्रकाश की वर्णक्रमीय शुद्धता या चौड़ाई को दर्शाता है।
• फॉरवर्ड वोल्टेज (V_F): आमतौर पर 2.0 V, अधिकतम 2.4 V I_F=20 mA पर. सहनशीलता ±0.1V है। यह करंट-लिमिटिंग सर्किटरी डिजाइन करने के लिए एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है।
• रिवर्स करंट (I_R): Maximum 100 µA at a reverse voltage (V_R) of 5 V, indicating the leakage current in the off-state.

3. Binning System Explanation

The datasheet indicates that the devices are "Categorized for luminous intensity." This refers to a binning or sorting process.

• प्रकाशमान तीव्रता बिनिंग: एक उत्पादन बैच के एलईडी को मापा जाता है और एक निर्दिष्ट परीक्षण धारा पर उनके मापे गए प्रकाशमान आउटपुट के आधार पर विभिन्न समूहों (बिन) में छांटा जाता है। यह अंतिम उत्पादों में चमक की स्थिरता सुनिश्चित करता है। विशिष्ट मान 3.2 mcd है, लेकिन न्यूनतम 2.0 mcd की गारंटी के लिए उपकरणों को बिन किया जाता है, जिसका वास्तविक बिन कोड संभवतः पैकेजिंग लेबल ("CAT" फ़ील्ड) पर दर्शाया जाता है।
• रंग/तरंगदैर्ध्य: चिप सामग्री AlGaInP के रूप में निर्दिष्ट है, जो आमतौर पर लाल से पीले-हरे स्पेक्ट्रम में रंग उत्पन्न करती है। प्रमुख तरंगदैर्ध्य को सख्ती से नियंत्रित किया जाता है (सामान्य 573 nm), लेकिन रंग स्थिरता बनाए रखने के लिए, विशेष रूप से बहु-अंकीय डिस्प्ले में महत्वपूर्ण, बिनिंग के माध्यम से मामूली भिन्नताओं का भी प्रबंधन किया जा सकता है।

4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

डेटाशीट में विशिष्ट प्रदर्शन वक्रों का संदर्भ दिया गया है, जो गैर-मानक स्थितियों में डिवाइस के व्यवहार को समझने के लिए आवश्यक हैं।

4.1 Spectrum Distribution

यह वक्र तरंगदैर्ध्य के विरुद्ध सापेक्ष दीप्त तीव्रता को आलेखित करता है। यह दृश्य रूप से शिखर तरंगदैर्ध्य (λ ~575 nm) और वर्णक्रमीय बैंडविड्थ (Δλ ~20 nm) की पुष्टि करता है।_p एक संकीर्ण वक्र अधिक वर्णक्रमीय रूप से शुद्ध रंग को इंगित करता है।

4.2 Forward Current vs. Forward Voltage (I-V Curve)

यह ग्राफ एलईडी से प्रवाहित होने वाली धारा और उसके सिरों पर पड़ने वाले वोल्टेज ड्रॉप के बीच के संबंध को दर्शाता है। यह संबंध अरेखीय होता है। डिज़ाइनर वांछित संचालन धारा के लिए आवश्यक ड्राइविंग वोल्टेज निर्धारित करने के लिए इस वक्र का उपयोग करते हैं, जो उपयुक्त श्रृंखला प्रतिरोधकों का चयन या नियत-धारा ड्राइवरों के डिज़ाइन के लिए महत्वपूर्ण है।

4.3 Forward Current Derating Curve

यह विश्वसनीयता के लिए सबसे महत्वपूर्ण ग्राफ़ों में से एक है। यह दर्शाता है कि कैसे अधिकतम अनुमेय निरंतर फॉरवर्ड करंट (I_F) को परिवेश के तापमान के 25°C से अधिक बढ़ने पर कम किया जाना चाहिए। उचित डेरेटिंग के बिना उच्च तापमान वाले वातावरण में एलईडी को उच्च धाराओं पर चलाने से अत्यधिक जंक्शन तापमान के कारण इसका जीवनकाल काफी कम हो जाएगा।

5. मैकेनिकल और पैकेज सूचना

यह डिवाइस एक मानक थ्रू-होल DIP (ड्यूल इन-लाइन पैकेज) प्रारूप का उपयोग करता है।

5.1 डायमेंशन ड्राइंग

पैकेज ड्राइंग में समग्र ऊंचाई, चौड़ाई, डिजिट आकार, लीड स्पेसिंग (पिच), और लीड व्यास सहित महत्वपूर्ण यांत्रिक आयाम प्रदान किए गए हैं। नोट में निर्दिष्ट किया गया है कि सहनशीलता ±0.25mm है, जब तक कि अन्यथा उल्लेख न किया गया हो। इंजीनियर PCB फुटप्रिंट डिजाइन के लिए और एन्क्लोजर के भीतर उचित फिट सुनिश्चित करने के लिए इस ड्राइंग का उपयोग करते हैं।

5.2 पिनआउट और पोलैरिटी पहचान

आंतरिक सर्किट आरेख आवश्यक है। इस आरेख से कॉमन-एनोड या कॉमन-कैथोड कॉन्फ़िगरेशन की पहचान की जानी चाहिए। यह दर्शाता है कि सभी व्यक्तिगत सेगमेंट (a-g) और दशमलव बिंदु (dp, यदि मौजूद) के एनोड और कैथोड आंतरिक रूप से कैसे जुड़े हुए हैं। उचित सर्किट कनेक्शन के लिए सही पहचान अनिवार्य है। पिन नंबरिंग भी यहां परिभाषित की गई है।

6. Soldering and Assembly Guidelines

The datasheet provides specific parameters for manual soldering processes.

• Soldering Temperature: अनुशंसित अधिकतम सोल्डरिंग आयरन टिप तापमान 260°C है।
• Soldering Time: आंतरिक डाई और वायर बॉन्ड को ताप क्षति से बचाने के लिए लीड को सोल्डरिंग आयरन के संपर्क में 5 सेकंड से अधिक नहीं रहना चाहिए।
• ESD (Electrostatic Discharge) Protection: यह उपकरण ESD के प्रति संवेदनशील है। दृढ़ अनुशंसाओं में ग्राउंडेड कलाई पट्टियों, ESD-सुरक्षित कार्यस्थलों, चालक फर्श मैट और आयनकारकों का उपयोग शामिल है। हैंडलिंग और असेंबली के दौरान सभी उपकरणों और कर्मियों को उचित रूप से ग्राउंडेड होना चाहिए।

7. Packaging and Ordering Information

7.1 पैकेजिंग विशिष्टता

डिवाइस को ट्यूब और बॉक्स में पैक किया जाता है। मानक पैकिंग प्रवाह है: प्रति ट्यूब 35 टुकड़े, प्रति बॉक्स 140 ट्यूब, और प्रति कार्टन 4 बॉक्स।

7.2 लेबल स्पष्टीकरण

पैकिंग लेबल में कई कोड होते हैं: CPN (ग्राहक का पार्ट नंबर), P/N (उत्पाद संख्या), QTY (मात्रा), CAT (चमकदार तीव्रता श्रेणी/बिन), HUE (रंग संदर्भ), REF (संदर्भ), LOT No. (उत्पादन लॉट संख्या), और एक REFERENCE वॉल्यूम लेबल कोड। ये ट्रेसबिलिटी और इन्वेंट्री प्रबंधन के लिए उपयोग किए जाते हैं।

8. अनुप्रयोग सिफारिशें

8.1 Typical Application Scenarios

• Home Appliances: Timers on microwaves/ovens, temperature displays on thermostats or heaters, cycle indicators on washing machines.
• इंस्ट्रूमेंट पैनल: टेस्ट उपकरण, औद्योगिक नियंत्रण और ऑटोमोटिव आफ्टरमार्केट गेज पर वोल्टेज, करंट, फ्रीक्वेंसी या RPM के लिए रीडआउट।
• सामान्य डिजिटल रीडआउट: कोई भी उपकरण जिसमें सरल, विश्वसनीय संख्यात्मक डिस्प्ले की आवश्यकता होती है, जैसे कि घड़ियाँ, काउंटर, या बुनियादी माप उपकरण।

8.2 डिज़ाइन संबंधी विचार

• Current Limiting: हमेशा एक श्रृंखला रेसिस्टर या कॉन्स्टेंट-करंट ड्राइवर का उपयोग करें ताकि I को 25 mA या उससे कम (तापमान के लिए डिरेटेड) तक सीमित रखा जा सके।_F R = (V का उपयोग करके रेसिस्टर मान की गणना करें।_supply - V_F) / I_F.
• मल्टीप्लेक्सिंग: बहु-अंकीय डिस्प्ले के लिए, कम I/O पिनों के साथ कई सेगमेंट को नियंत्रित करने के लिए एक मल्टीप्लेक्सिंग योजना सामान्य है। सुनिश्चित करें कि मल्टीप्लेक्स किए गए डिज़ाइन में पीक करंट I से अधिक न हो।_FP (60mA) और यह कि प्रति सेगमेंट औसत करंट सीमा के भीतर रहता है।
• देखने का कोण और कंट्रास्ट: ग्रे बैकग्राउंड कंट्रास्ट में सुधार करता है। अंतिम उत्पाद की देखने के कोण की आवश्यकताओं पर विचार करें।
• ऊष्मा प्रबंधन: वर्तमान डेरेटिंग कर्व का पालन करें। उच्च-तापमान वाले वातावरण में, ऑपरेटिंग करंट कम करें या वेंटिलेशन में सुधार करें।

9. Technical Comparison and Differentiation

Compared to generic seven-segment displays, the ELS-315SYGWA/S530-E2 offers specific advantages:

• मानकीकृत औद्योगिक आकार: कई मौजूदा PCB लेआउट और फ्रंट-पैनल कटआउट के साथ ड्रॉप-इन संगतता सुनिश्चित करता है।
• Intensity Binning: यह गारंटीकृत न्यूनतम चमक स्तर प्रदान करता है, जिससे अनबिन्डेड डिस्प्ले की तुलना में बहु-अंकीय अनुप्रयोगों में अधिक समान उपस्थिति मिलती है।
• Environmental Compliance: कई वैश्विक बाजारों में बेचे जाने वाले उत्पादों के लिए सीसा-मुक्त और RoHS अनुपालन आवश्यक है।
• Robust Specification: Clearly defined absolute maximum ratings and derating curves allow for more reliable and long-lasting designs compared to parts with poorly documented limits.

10. Frequently Asked Questions (Based on Technical Parameters)

Q: क्या मैं इस डिस्प्ले को सीधे 5V माइक्रोकंट्रोलर पिन से चला सकता हूँ?
A: नहीं। V_F का सामान्य मान 2.0V होने पर, इसे सीधे 5V से जोड़ने पर अत्यधिक धारा प्रवाहित होगी, जिससे LED नष्ट हो जाएगी। आपको करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर का उपयोग करना चाहिए। उदाहरण के लिए, 5V स्रोत से 10mA ड्राइव के लिए: R = (5V - 2.0V) / 0.01A = 300 Ω.

Q: "Peak Forward Current (I_FP) of 60 mA" का मतलब मेरे डिज़ाइन के लिए क्या है?
A: यह रेटिंग उच्च धारा के संक्षिप्त स्पंदों की अनुमति देती है, जो मल्टीप्लेक्स्ड डिस्प्ले में उपयोगी है जहां प्रत्येक अंक केवल समय के एक अंश के लिए संचालित होता है। पूर्ण चक्र पर औसत धारा अभी भी 25mA की निरंतर रेटिंग के भीतर होनी चाहिए। 1kHz पर 1/10 ड्यूटी साइकिल एक विशिष्ट परीक्षण स्थिति है; अन्य स्पंद योजनाओं के लिए सावधानीपूर्वक विश्लेषण की आवश्यकता होती है।

Q: लेबल पर "CAT" कोड की व्याख्या मैं कैसे करूं?
A: "CAT" कोड चमकदार तीव्रता बिन निर्दिष्ट करता है। हालांकि डेटाशीट न्यूनतम/सामान्य मान देती है, वास्तविक बिनिंग यह सुनिश्चित करती है कि एक बैच के सभी उपकरणों का आउटपुट समान हो। किसी उत्पाद में सभी अंकों में एक समान चमक के लिए, एक ही CAT कोड वाले डिस्प्ले का उपयोग करें।

11. व्यावहारिक डिज़ाइन और उपयोग केस

केस: 4-अंकीय मल्टीप्लेक्स्ड वोल्टमीटर डिस्प्ले का डिज़ाइन
एक डिज़ाइनर एक साधारण 0-30V DC वोल्टमीटर बना रहा है। माइक्रोकंट्रोलर में सीमित I/O पिन हैं। वे मल्टीप्लेक्स्ड कॉन्फ़िगरेशन में चार ELS-315SYGWA/S530-E2 डिस्प्ले का उपयोग करने का चयन करते हैं।
1. सर्किट डिज़ाइन: प्रत्येक अंक का कॉमन एनोड (या कैथोड) एक ट्रांजिस्टर स्विच के माध्यम से एक माइक्रोकंट्रोलर पिन से जुड़ा होता है। सेगमेंट लाइनें (a-g) करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर्स के माध्यम से माइक्रोकंट्रोलर पिन से जुड़ी होती हैं, जो सभी अंकों में साझा की जाती हैं।
2. सॉफ़्टवेयर: फर्मवेयर प्रत्येक अंक से तेजी से गुजरता है (उदाहरण के लिए, 200Hz पर), एक समय में एक अंक के कॉमन पिन को चालू करते हुए उस अंक के लिए उपयुक्त सेगमेंट पैटर्न सेट करता है। दृष्टि की निरंतरता के कारण सभी अंक एक साथ जलते हुए प्रतीत होते हैं।
3. करंट कैलकुलेशन: अच्छी चमक प्राप्त करने के लिए, डिज़ाइनर इसके सक्रिय समय स्लॉट के दौरान 15mA की चरम सेगमेंट धारा का लक्ष्य रख सकता है। 4 अंकों के साथ, प्रति अंक ड्यूटी साइकिल 1/4 है। प्रति सेगमेंट औसत धारा 15mA / 4 = 3.75mA है, जो 25mA की निरंतर रेटिंग के भीतर है। 15mA का चरम मान भी 60mA I_FP रेटिंग से सुरक्षित रूप से कम है।
4. प्रतिरोधक मान: सेगमेंट्स के लिए 5V आपूर्ति का उपयोग करते हुए: R = (5V - 2.0V) / 0.015A ≈ 200 Ω.

12. कार्य सिद्धांत परिचय

एक सात-सेगमेंट एलईडी डिस्प्ले कई लाइट एमिटिंग डायोड (एलईडी) का एक समूह है जो एक आठ के आकृति के पैटर्न में व्यवस्थित होते हैं। प्रत्येक सेगमेंट (जिसे a से g तक लेबल किया गया है) एक अलग एलईडी है। इन सेगमेंट के विभिन्न संयोजनों को चुनिंदा रूप से शक्ति प्रदान करके, 0 से 9 तक की संख्याएं और कुछ अक्षर बनाए जा सकते हैं। वर्णित उपकरण AlGaInP (एल्युमिनियम गैलियम इंडियम फॉस्फाइड) अर्धचालक सामग्री का उपयोग करता है। जब फॉरवर्ड-बायस्ड (एनोड के सापेक्ष कैथोड पर सकारात्मक वोल्टेज लगाया जाता है), तो इलेक्ट्रॉन और होल अर्धचालक के सक्रिय क्षेत्र में पुनर्संयोजित होते हैं, जिससे फोटॉन (प्रकाश) के रूप में ऊर्जा मुक्त होती है। AlGaInP मिश्र धातु की विशिष्ट संरचना बैंडगैप ऊर्जा निर्धारित करती है, जो बदले में उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य (रंग) को परिभाषित करती है—इस मामले में, पीला-हरा (~573 nm)। चिप से प्रकाश एक ढले हुए एपॉक्सी लेंस के माध्यम से उत्सर्जित होता है जो सेगमेंट आकार भी बनाता है।

13. Technology Trends and Context

सेवन-सेगमेंट एलईडी डिस्प्ले एक परिपक्व और अत्यधिक विश्वसनीय डिस्प्ले प्रौद्योगिकी का प्रतिनिधित्व करते हैं। हालांकि डॉट-मैट्रिक्स ओएलईडी या एलसीडी जैसी नई प्रौद्योगिकियां ग्राफिक्स और अल्फ़ान्यूमेरिक्स के लिए अधिक लचीलापन प्रदान करती हैं, सेवन-सेगमेंट एलईडी विशिष्ट क्षेत्रों में मजबूत फायदे बनाए रखते हैं: अत्यधिक पठनीयता: उनके सरल, उच्च-कंट्रास्ट सेगमेंट दूरी पर और प्रत्यक्ष सूर्य के प्रकाश सहित प्रकाश की एक विस्तृत श्रृंखला में आसानी से पठनीय हैं। मजबूती और दीर्घायु: ये ठोस-अवस्था उपकरण हैं जिनमें कोई चलने वाले भाग नहीं होते, ये झटके और कंपन के प्रति प्रतिरोधी होते हैं, और बहुत लंबा परिचालन जीवन प्रदान करते हैं (अक्सर हजारों घंटे)। सरलता और लागत-प्रभावशीलता: अधिक जटिल डिस्प्ले की तुलना में इन्हें अपेक्षाकृत सरल ड्राइव इलेक्ट्रॉनिक्स की आवश्यकता होती है, जो उन अनुप्रयोगों के लिए एक लागत-प्रभावी समाधान बनाता है जिन्हें केवल संख्याएँ या वर्णों का एक सीमित सेट दिखाने की आवश्यकता होती है। ELS-315SYGWA/S530-E2 जैसे घटकों के लिए प्रवृत्ति विश्वसनीयता के लिए निरंतर परिष्कार, बिजली की खपत में और कमी, और विकसित हो रहे पर्यावरणीय मानकों (जैसे RoHS) का पालन करने की ओर है, न कि आमूलचूल तकनीकी परिवर्तन की ओर। वे उन अनुप्रयोगों के लिए पसंदीदा विकल्प बने हुए हैं जहाँ स्पष्टता, स्थायित्व और सरलता प्राथमिक डिजाइन चालक हैं।