1. उत्पाद अवलोकन
LTS-4801JR एक एकल-अंकीय, सात-खंड वर्णमाला संख्यात्मक प्रदर्शन मॉड्यूल है। इसमें 0.39 इंच (10.0 मिलीमीटर) की अंक ऊंचाई है, जो इसे स्पष्ट, मध्यम आकार के संख्यात्मक रीडआउट की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाती है। यह उपकरण सुपर लाल रंग आउटपुट उत्पन्न करने के लिए उन्नत AlInGaP (एल्यूमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड) अर्धचालक तकनीक का उपयोग करता है। पैकेज सफेद खंड चिह्नों के साथ एक ग्रे चेहरा प्रस्तुत करता है, जो उत्कृष्ट वर्ण पठनीयता के लिए उच्च कंट्रास्ट प्रदान करता है। यह डिस्प्ले एक सामान्य एनोड प्रकार के रूप में डिज़ाइन किया गया है, जो मल्टीप्लेक्स्ड अनुप्रयोगों में ड्राइव सर्किट्री को सरल बनाने के लिए एक सामान्य कॉन्फ़िगरेशन है।
1.1 प्रमुख विशेषताएं और लाभ
- 0.39 इंच अंक ऊंचाई: अत्यधिक बिजली खपत के बिना अच्छी दृश्यता के लिए एक संतुलित आकार प्रदान करता है।
- निरंतर समान खंड: पेशेवर रूप के लिए प्रत्येक खंड में सुसंगत प्रकाश उत्सर्जन सुनिश्चित करता है।
- कम बिजली की आवश्यकता: Efficient AlInGaP technology allows for bright output at relatively low forward currents.
- High Brightness & High Contrast: सुपर रेड AlInGaP चिप्स को ग्रे फेस/व्हाइट सेगमेंट डिज़ाइन के साथ मिलाकर विभिन्न प्रकाश स्थितियों में उत्कृष्ट पठनीयता प्रदान करता है।
- विस्तृत दृश्य कोण: एक विस्तृत दृश्य सीमा में सुसंगत चमक और रंग प्रदान करता है।
- Luminous Intensity के लिए वर्गीकृत: इकाइयाँ तीव्रता के लिए बिन की गई हैं, जो बहु-अंकीय डिस्प्ले में सुसंगत चमक की अनुमति देती हैं।
- लीड-मुक्त पैकेज (RoHS अनुपालन): खतरनाक पदार्थों को प्रतिबंधित करने वाले पर्यावरणीय नियमों के अनुसार निर्मित।
- सॉलिड-स्टेट विश्वसनीयता: अन्य डिस्प्ले प्रौद्योगिकियों की तुलना में, एलईडी लंबा परिचालन जीवन, आघात प्रतिरोध और कंपन सहनशीलता प्रदान करते हैं।
1.2 लक्षित अनुप्रयोग और बाजार
यह डिस्प्ले सामान्य इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में उपयोग के लिए है। विशिष्ट अनुप्रयोग क्षेत्रों में इंस्ट्रूमेंटेशन पैनल, उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, औद्योगिक नियंत्रण रीडआउट्स, परीक्षण और माप उपकरण, और घरेलू उपकरण शामिल हैं जहाँ एक स्पष्ट संख्यात्मक डिस्प्ले आवश्यक है। यह उन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है जहाँ विश्वसनीयता, पठनीयता और कम-शक्ति संचालन मुख्य विचार हैं। डेटाशीट स्पष्ट रूप से चेतावनी देती है कि पूर्व परामर्श के बिना इस उपकरण का उपयोग सुरक्षा-महत्वपूर्ण प्रणालियों (जैसे, विमानन, चिकित्सा जीवन-समर्थन) में न करें, यह दर्शाता है कि इसका प्राथमिक बाजार वाणिज्यिक और औद्योगिक इलेक्ट्रॉनिक्स है।
2. तकनीकी विशिष्टताएँ और वस्तुनिष्ठ व्याख्या
2.1 Absolute Maximum Ratings
ये रेटिंग उन सीमाओं को परिभाषित करती हैं जिनके परे डिवाइस को स्थायी क्षति हो सकती है। डिस्प्ले को इन सीमाओं पर या उसके निकट लगातार संचालित करने की अनुशंसा नहीं की जाती है।
- Power Dissipation per Segment: 70 mW. यह एकल एलईडी सेगमेंट द्वारा सुरक्षित रूप से ऊष्मा के रूप में व्यय की जा सकने वाली अधिकतम शक्ति है।
- प्रति सेगमेंट पीक फॉरवर्ड करंट: 90 mA. यह केवल पल्स्ड स्थितियों (1/10 ड्यूटी साइकिल, 0.1ms पल्स चौड़ाई) में मल्टीप्लेक्सिंग के लिए अनुमत है।
- प्रति सेगमेंट कंटीन्यूअस फॉरवर्ड करंट: 25°C पर 25 mA. परिवेश के तापमान (Ta) के 25°C से अधिक बढ़ने पर यह करंट 0.33 mA/°C की रैखिक दर से कम होता है। उदाहरण के लिए, 50°C पर, अधिकतम निरंतर करंट लगभग 25 mA - (0.33 mA/°C * 25°C) = 16.75 mA होगा।
- Operating & Storage Temperature Range: -35°C से +85°C. डिवाइस इस विस्तृत तापमान सीमा के भीतर कार्य कर सकता है और इसे सहन कर सकता है।
- Solder Temperature: 260°C max for 5 seconds, measured 1/16 inch (≈1.6mm) below the seating plane.
2.2 Electrical & Optical Characteristics
ये विशिष्ट प्रदर्शन मापदंड परिवेश के तापमान (Ta) 25°C पर मापे गए हैं।
- औसत दीप्त तीव्रता (IV): 200 ucd (Min), 520 ucd (Typ) at IF=1mA. यह प्रति सेगमेंट प्रकाश उत्पादन है। 2:1 मिलान अनुपात यह सुनिश्चित करता है कि एक बैच के भीतर, सबसे चमकीला सेगमेंट सबसे मंद सेगमेंट से दोगुने से अधिक चमकीला नहीं है, जो एक समान रूप के लिए महत्वपूर्ण है।
- Peak Emission Wavelength (λp): 639 nm (Typ). यह वह तरंगदैर्ध्य है जिस पर वर्णक्रमीय शक्ति उत्पादन सर्वोच्च होता है, जो "सुपर रेड" रंग को परिभाषित करता है।
- Dominant Wavelength (λd): 631 nm (Typ). यह वह एकल तरंगदैर्ध्य है जिसे मानव आंख द्वारा अनुभव किया जाता है, जो शिखर तरंगदैर्ध्य से थोड़ा भिन्न हो सकता है।
- Spectral Line Half-Width (Δλ): 20 nm (Typ). यह रंग की शुद्धता को दर्शाता है; एक छोटा मान अधिक एकवर्णी प्रकाश को दर्शाता है।
- Forward Voltage per Chip (VF): 2.10V (Min), 2.60V (Typ) at IF=20mA. यह एलईडी के संचालन के दौरान इसके पार वोल्टेज ड्रॉप है। सर्किट डिजाइन को इस रेंज को ध्यान में रखना चाहिए।
- रिवर्स करंट (IR): 100 µA (Max) at VR=5V. यह पैरामीटर केवल परीक्षण उद्देश्यों के लिए है; डिवाइस को निरंतर रिवर्स बायस के तहत संचालित नहीं किया जाना चाहिए।
- Cross Talk: < 2.5%. This specifies the minimum amount of light leakage from an unlit segment adjacent to a lit one.
3. बिनिंग और ग्रेडिंग प्रणाली
डेटाशीट दर्शाती है कि LTS-4801JR "ल्यूमिनस इंटेंसिटी के लिए वर्गीकृत" है। इसका तात्पर्य एक बिनिंग प्रक्रिया से है जहाँ डिस्प्ले को एक मानक परीक्षण धारा (आमतौर पर 1mA या 20mA) पर उनके मापे गए प्रकाश उत्पादन के आधार पर छाँटा जाता है। यह सुनिश्चित करता है कि जब कई अंकों का उपयोग साथ-साथ किया जाता है, तो उनकी चमक उपयोगकर्ता को एकसमान प्रतीत होती है। डिज़ाइनरों को यह निर्दिष्ट करना चाहिए कि क्या उनके अनुप्रयोग के लिए तीव्रता मिलान की आवश्यकता है। दस्तावेज़ तरंगदैर्ध्य (रंग) या फॉरवर्ड वोल्टेज के लिए विस्तृत बिन कोड या सीमा मान निर्दिष्ट नहीं करता है, जो यह सुझाव देता है कि प्राथमिक छँटाई ल्यूमिनस इंटेंसिटी के आधार पर की जाती है।
4. Performance Curve Analysis
प्रदान किए गए पाठ अंश में "Typical Electrical / Optical Characteristics Curves" का उल्लेख है, लेकिन विशिष्ट ग्राफ़ पाठ में शामिल नहीं हैं। आमतौर पर, ऐसा डेटाशीट डिज़ाइन विश्लेषण के लिए निम्नलिखित आवश्यक वक्रों को शामिल करेगा:
- Forward Current vs. Forward Voltage (I-V Curve): गैर-रैखिक संबंध दर्शाता है, जो करंट-सीमित सर्किट डिजाइन के लिए महत्वपूर्ण है।
- Luminous Intensity vs. Forward Current (I-L Curve): दर्शाता है कि कैसे प्रकाश उत्पादन करंट के साथ बढ़ता है, अक्सर ऑपरेटिंग रेंज के भीतर लगभग रैखिक संबंध दिखाता है।
- Luminous Intensity vs. Ambient Temperature: तापमान बढ़ने के साथ प्रकाश उत्पादन में कमी दर्शाता है, जो उच्च-तापमान वाले वातावरणीय अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है।
- Relative Spectral Power Distribution: तरंगदैर्ध्य के विरुद्ध तीव्रता को दर्शाने वाला एक ग्राफ, जो ~639nm पर शिखर और वर्णक्रमीय चौड़ाई प्रदर्शित करता है।
डिज़ाइनरों को विशिष्ट परिचालन स्थितियों के तहत प्रदर्शन के बारे में सटीक भविष्यवाणियाँ करने के लिए इन ग्राफ़ के लिए पूर्ण PDF से परामर्श लेना चाहिए।
5. Mechanical and Package Information
5.1 Package Dimensions
डिस्प्ले में एक मानक थ्रू-होल DIP (ड्यूल इन-लाइन पैकेज) फॉर्म फैक्टर है। प्रमुख आयामी नोट्स में शामिल हैं:
- सभी आयाम मिलीमीटर में हैं, जिनकी सामान्य सहनशीलता ±0.25mm है, जब तक कि अन्यथा निर्दिष्ट न हो।
- पिन टिप शिफ्ट सहनशीलता ±0.40 mm है, जिसे PCB होल प्लेसमेंट के लिए ध्यान में रखा जाना चाहिए।
- विश्वसनीय सोल्डरिंग के लिए अनुशंसित पीसीबी होल व्यास 1.0 मिमी है।
- गुणवत्ता विनिर्देश ऑप्टिकल स्पष्टता और सौंदर्य गुणवत्ता सुनिश्चित करने के लिए विदेशी सामग्री, सेगमेंट में बुलबुले, रिफ्लेक्टर के झुकाव और सतह स्याही संदूषण को सीमित करते हैं।
5.2 पिन कॉन्फ़िगरेशन और सर्किट डायग्राम
LTS-4801JR एक 10-पिन डिवाइस है जिसमें कॉमन एनोड कॉन्फ़िगरेशन है। आंतरिक सर्किट डायग्राम सभी सात सेगमेंट (A-G) और दशमलव बिंदु (DP) को दिखाता है, जिनके कैथोड अलग-अलग पिनों से जुड़े हैं। सभी सेगमेंट के एनोड आंतरिक रूप से एक साथ जुड़े हुए हैं और दो पिनों (पिन 3 और पिन 8) तक लाए गए हैं, जो आंतरिक रूप से भी जुड़े हुए हैं। यह PCB लेआउट और पावर कनेक्शन में लचीलापन प्रदान करता है।
पिनआउट:
1: Cathode G
2: Cathode F
3: Common Anode (internally tied to Pin 8)
4: Cathode E
5: कैथोड डी
6: कैथोड डी.पी. (दशमलव बिंदु)
7: कैथोड सी
8: कॉमन एनोड (आंतरिक रूप से पिन 3 से जुड़ा हुआ)
9: कैथोड बी
10: Cathode A
6. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश
6.1 स्वचालित सोल्डरिंग (वेव/रीफ्लो)
अनुशंसित स्थिति 5 सेकंड के लिए 260°C है, जिसे पैकेज के सीटिंग प्लेन से 1.6mm (1/16 इंच) नीचे मापा गया है। इस प्रक्रिया के दौरान घटक के शरीर का तापमान स्वयं अपनी अधिकतम रेटिंग से अधिक नहीं होना चाहिए।
6.2 मैन्युअल सोल्डरिंग
हैंड सोल्डरिंग के लिए, 350°C ±30°C के तापमान का उपयोग किया जा सकता है, लेकिन सोल्डरिंग समय प्रति पिन 5 सेकंड तक सीमित होना चाहिए, फिर से सीटिंग प्लेन से 1.6 मिमी नीचे मापा जाता है। लंबे समय तक गर्मी के संपर्क से बचने के लिए सावधानी बरतनी चाहिए।
6.3 भंडारण की स्थितियाँ
हालांकि भंडारण के लिए स्पष्ट रूप से निर्दिष्ट नहीं है, परिचालन और भंडारण तापमान सीमा -35°C से +85°C है। नमी अवशोषण को रोकने के लिए घटकों को एक शुष्क, नियंत्रित वातावरण में संग्रहित करना एक अच्छा अभ्यास है, जो सोल्डरिंग के दौरान "पॉपकॉर्निंग" का कारण बन सकता है।
7. विश्वसनीयता परीक्षण
यह उपकरण सैन्य (MIL-STD), जापानी (JIS), और आंतरिक मानकों के आधार पर विश्वसनीयता परीक्षणों के एक व्यापक सेट से गुजरता है। यह विभिन्न पर्यावरणीय दबावों के तहत मजबूती सुनिश्चित करता है।
- Operating Life Test (RTOL): कमरे के तापमान पर अधिकतम रेटेड करंट पर 1000 घंटे।
- पर्यावरणीय तनाव परीक्षण: इसमें उच्च तापमान/आर्द्रता भंडारण (65°C/90-95% RH for 500h), उच्च तापमान भंडारण (105°C for 1000h), निम्न तापमान भंडारण (-35°C for 1000h), तापमान चक्रण (-35°C to 105°C for 30 cycles), और थर्मल शॉक शामिल हैं।
- यांत्रिक/सोल्डरबिलिटी परीक्षण: सोल्डर प्रतिरोध (260°C, 10 सेकंड के लिए) और सोल्डरबिलिटी (245°C, 5 सेकंड के लिए) परीक्षण असेंबली प्रक्रियाओं के दौरान पिनों की अखंडता सत्यापित करते हैं।
8. एप्लिकेशन नोट्स और डिज़ाइन विचार
8.1 महत्वपूर्ण एप्लिकेशन सावधानियाँ
- Absolute Maximum Ratings: रेटिंग से अधिक धारा, शक्ति या तापमान प्रकाश उत्पादन में गंभीर गिरावट या विनाशकारी विफलता का कारण बनेगा।
- ड्राइव सर्किट सुरक्षा: सर्किट को पावर-अप/डाउन अनुक्रमों के दौरान एलईडी को रिवर्स वोल्टेज और वोल्टेज ट्रांजिएंट से बचाना चाहिए। इसके लिए एक श्रृंखला रोकनेवाला अपर्याप्त है; डायोड क्लैंप या सुरक्षा सुविधाओं वाले एकीकृत ड्राइवर आईसी की सिफारिश की जाती है।
- Constant Current Drive: स्थिर चमक और लंबी उम्र के लिए, खासकर बदलते तापमान वाले वातावरण में, एक साधारण वोल्टेज स्रोत और श्रृंखला रोकनेवाला के बजाय सेगमेंट को एक स्थिर धारा स्रोत से चलाने की दृढ़ता से सिफारिश की जाती है।
- Forward Voltage Range: ड्राइवर सर्किट को पूरे V रेंज पर आवश्यक करंट प्रदान करने के लिए डिज़ाइन किया जाना चाहिए।F रेंज (20mA पर 2.10V से 2.60V)।
- थर्मल प्रबंधन: अधिकतम निरंतर धारा को वास्तविक कार्य परिवेश तापमान के आधार पर कम करना होगा। संलग्न या उच्च-तापमान वाले वातावरण में पर्याप्त वेंटिलेशन या हीटसिंकिंग आवश्यक हो सकती है।
- रिवर्स बायस से बचें: निरंतर रिवर्स बायस से सेमीकंडक्टर के भीतर धातु प्रवासन हो सकता है, जिससे समय से पहले विफलता आ सकती है।
8.2 Typical Application Circuits
For a common anode display like the LTS-4801JR, the anodes (Pins 3 & 8) are connected to a positive supply voltage (VCCप्रत्येक कैथोड पिन एक करंट सिंक से जुड़ा होता है। इसे प्राप्त करने के लिए निम्न का उपयोग किया जा सकता है:
- ट्रांजिस्टर सिंक: माइक्रोकंट्रोलर द्वारा नियंत्रित एनपीएन ट्रांजिस्टर या एन-चैनल मॉस्फेट्स।
- एकीकृत ड्राइवर आईसी: समर्पित एलईडी ड्राइवर चिप्स या पर्याप्त सिंक करंट क्षमता वाले माइक्रोकंट्रोलर पोर्ट पिन (प्रति सेगमेंट 25mA की सीमा याद रखते हुए)। वोल्टेज स्रोत का उपयोग करते समय प्रत्येक सेगमेंट के साथ श्रृंखला में या कॉमन एनोड पथ में आमतौर पर एक करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर लगाया जाता है, लेकिन एक स्थिर करंट सर्किट बेहतर होता है।
कई अंकों को मल्टीप्लेक्स करने के लिए, विभिन्न अंकों के कॉमन एनोड को उच्च आवृत्ति पर क्रमिक रूप से स्विच किया जाता है, जबकि प्रत्येक अंक के लिए उपयुक्त कैथोड पैटर्न प्रदर्शित किए जाते हैं। इससे आवश्यक I/O पिनों की संख्या कम हो जाती है।
9. Technical Comparison and Differentiation
The LTS-4801JR कई प्रमुख विशेषताओं के माध्यम से स्वयं को अलग स्थापित करता है:
- Material Technology (AlInGaP): पुराने GaAsP या GaP एलईडी की तुलना में, AlInGaP काफी अधिक दक्षता और चमक प्रदान करता है, विशेष रूप से लाल/नारंगी/एम्बर स्पेक्ट्रम में, जिससे समान प्रकाश उत्पादन के लिए बिजली की खपत कम होती है।
- Super Red Color: 631-639 nm प्रमुख/शिखर तरंगदैर्ध्य एक जीवंत, गहरा लाल रंग प्रदान करता है जो अत्यधिक संतृप्त और दृश्यमान है।
- तीव्रता बिनिंग: सभी डिस्प्ले गारंटीकृत दीप्त तीव्रता मिलान प्रदान नहीं करते हैं, जो असमान चमक से बचने के लिए बहु-अंकीय अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है।
- विस्तृत तापमान सीमा: -35°C से +85°C तक की कार्यशील सीमा औद्योगिक और ऑटोमोटिव (गैर-सुरक्षा-महत्वपूर्ण) अनुप्रयोगों के लिए मजबूत है।
10. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (तकनीकी मापदंडों के आधार पर)
Q: क्या मैं इस डिस्प्ले को सीधे 5V माइक्रोकंट्रोलर पिन से चला सकता हूँ?
A: सिंकिंग करंट के लिए सीधे नहीं। एक माइक्रोकंट्रोलर पिन आमतौर पर 20-25mA सिंक कर सकता है, जो एक सेगमेंट के लिए पूर्ण अधिकतम सीमा पर है। यह कोई सुरक्षा मार्जिन नहीं छोड़ता और एलईडी और माइक्रोकंट्रोलर दोनों को नुकसान पहुंचाने का जोखिम रखता है। ट्रांजिस्टर या ड्राइवर आईसी का उपयोग करना हमेशा बेहतर होता है। सोर्सिंग करंट (कॉमन एनोड को) के लिए, एक पिन सभी सेगमेंट्स के एक साथ जलने के लिए पर्याप्त करंट की आपूर्ति नहीं कर सकता (7*20mA=140mA)।
Q: दो कॉमन एनोड पिन (3 और 8) क्यों हैं?
A> They are internally connected. This provides layout flexibility, allows for connecting the anode from both sides of the PCB for lower resistance, and can help in heat dissipation by using both pins.
Q: पीक वेवलेंथ और डॉमिनेंट वेवलेंथ में क्या अंतर है?
A: पीक वेवलेंथ (λp) प्रकाश उत्सर्जन स्पेक्ट्रम का भौतिक शिखर है। डॉमिनेंट वेवलेंथ (λd) मानव आंख की रंग प्रतिक्रिया (CIE कर्व) के आधार पर गणना की जाती है और यह अनुभूत रंग का प्रतिनिधित्व करती है। वे अक्सर करीब होते हैं लेकिन समान नहीं होते।
Q: मैं सीरीज रेसिस्टर वैल्यू की गणना कैसे करूं?
A> If using a simple voltage source (Vsupply) का उपयोग कर रहे हैं, तो सूत्र है R = (Vsupply - VF) / मैंF. अधिकतम V का उपयोग करेंF डेटाशीट (2.60V) से यह सुनिश्चित करने के लिए कि न्यूनतम धारा पूरी हो। उदाहरण के लिए, 5V आपूर्ति और वांछित I के साथF 20mA के लिए: R = (5V - 2.6V) / 0.02A = 120 Ohms। विभिन्न आपूर्ति वोल्टेज और धाराओं के लिए हमेशा पुनर्गणना करें।
11. व्यावहारिक डिज़ाइन और उपयोग उदाहरण
परिदृश्य: 4-अंकीय वोल्टमीटर रीडआउट डिज़ाइन करना।
- घटक चयन: चार LTS-4801JR डिस्प्ले का उपयोग करें। यदि एकसमान चमदी महत्वपूर्ण है, तो सुनिश्चित करें कि वे एक ही इंटेंसिटी बिन से हैं।
- Drive Method: मल्टीप्लेक्सिंग लागू करें। चारों डिस्प्ले में सभी संबंधित सेगमेंट कैथोड (A, B, C,... DP) को एक साथ जोड़ें। प्रत्येक डिजिट के कॉमन एनोड को अलग-अलग नियंत्रित करने के लिए चार NPN ट्रांजिस्टर (जैसे, 2N3904) का उपयोग करें।
- वर्तमान नियंत्रण: ट्रांजिस्टर कलेक्टरों के सामान्य पथ (एनोड से पहले) में एक एकल करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर लगाएं। चूंकि एक समय में केवल एक अंक जलता है, इसलिए रेसिस्टर मान की गणना एक अंक की कुल धारा के लिए की जाती है (उदाहरण के लिए, 8 सेगमेंट * प्रत्येक 5mA = 40mA)। वैकल्पिक रूप से, बेहतर सटीकता के लिए प्रत्येक कैथोड लाइन के लिए एक कॉन्स्टेंट करंट ड्राइवर IC का उपयोग करें।
- माइक्रोकंट्रोलर इंटरफेस: सेगमेंट पैटर्न (कैथोड) के लिए 7-8 माइक्रोकंट्रोलर पिन का उपयोग करें और डिजिट चयन ट्रांजिस्टर (एनोड) को नियंत्रित करने के लिए 4 पिन।
- सॉफ्टवेयर: मुख्य लूप में, क्रमिक रूप से एक डिजिट ट्रांजिस्टर चालू करें, उस डिजिट के लिए सेगमेंट पैटर्न आउटपुट करें, थोड़ा समय (1-5ms) प्रतीक्षा करें, फिर अगले डिजिट पर जाएँ। फ्लिकर से बचने के लिए रिफ्रेश रेट 60Hz से अधिक होनी चाहिए।
- सुरक्षा: प्रत्येक ट्रांजिस्टर के बेस और माइक्रोकंट्रोलर पिन के साथ श्रृंखला में छोटे मूल्य के रेसिस्टर्स (जैसे, 100Ω) जोड़ें ताकि धारा सीमित हो सके। सुनिश्चित करें कि बिजली आपूर्ति स्वच्छ हो और स्पाइक्स से मुक्त हो।
12. कार्य सिद्धांत
एक लाइट एमिटिंग डायोड (LED) एक अर्धचालक p-n जंक्शन डायोड है। जब डायोड के थ्रेशोल्ड (VF) से अधिक का एक फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो n-प्रकार की सामग्री से इलेक्ट्रॉन डिप्लेशन क्षेत्र में p-प्रकार की सामग्री से होल्स के साथ पुनर्संयोजित होते हैं। यह पुनर्संयोजन घटना ऊर्जा मुक्त करती है। मानक डायोड में, यह ऊर्जा मुख्य रूप से तापीय होती है। AlInGaP जैसी LED सामग्रियों में, अर्धचालक की बैंडगैप ऊर्जा ऐसी होती है कि मुक्त ऊर्जा फोटॉन (प्रकाश) के रूप में होती है। प्रकाश की विशिष्ट तरंगदैर्ध्य (रंग) सीधे अर्धचालक सामग्री की बैंडगैप ऊर्जा द्वारा निर्धारित होती है। AlInGaP में एक बैंडगैप होती है जो दृश्य स्पेक्ट्रम के लाल से एम्बर भाग में फोटॉन उत्पन्न करती है। सात-खंड डिस्प्ले बस ऐसे कई LED चिप्स (प्रति खंड और दशमलव बिंदु पर एक) को एक मानक व्यवस्था में पैकेज करता है, जिनके विद्युत कनेक्शन बाहरी नियंत्रण के लिए पिन तक लाए जाते हैं।
13. प्रौद्योगिकी रुझान
AlInGaP का उपयोग लाल/नारंगी रंगों के लिए पहले के LED पदार्थों पर एक प्रगति का प्रतिनिधित्व करता है। ऐसे घटकों से संबंधित डिस्प्ले प्रौद्योगिकी में वर्तमान रुझानों में शामिल हैं:
- बढ़ी हुई दक्षता: सामग्री विज्ञान में चल रहे शोध का लक्ष्य एलईडी की आंतरिक क्वांटम दक्षता (IQE) और प्रकाश निष्कर्षण दक्षता में सुधार करना है, जिससे कम धारा पर अधिक चमक प्राप्त हो सके।
- लघुरूपण: हालांकि 0.39-इंच एक मानक आकार है, स्वचालित असेंबली के लिए थ्रू-होल डीआईपी पैकेजों के बजाय सतह-माउंट डिवाइस (एसएमडी) पैकेजों का उपयोग करते हुए छोटे, उच्च-घनत्व वाले डिस्प्ले की ओर एक रुझान है।
- एकीकरण: ड्राइवर इलेक्ट्रॉनिक्स को तेजी से या तो डिस्प्ले मॉड्यूल में ही एकीकृत किया जा रहा है (इंटेलिजेंट डिस्प्ले) या अधिक परिष्कृत, मल्टी-चैनल कॉन्स्टेंट करंट ड्राइवर ICs में जो सिस्टम डिज़ाइन को सरल बनाते हैं।
- व्यापक रंग सीमा: हालांकि यह एक मोनोक्रोमैटिक डिस्प्ले है, लाल एलईडी के लिए अंतर्निहित सामग्री प्रौद्योगिकी विकास पूर्ण-रंग आरजीबी डिस्प्ले को भी लाभान्वित करता है, जिससे शुद्ध और अधिक संतृप्त रंग प्राप्त करने की दिशा में प्रयास हो रहे हैं।
- विश्वसनीयता और मानकीकरण पर ध्यान केंद्रित करें: जैसे-जैसे एलईडी अधिक मांग वाले अनुप्रयोगों में प्रवेश कर रहे हैं, मानकीकृत परीक्षण (जैसा कि विश्वसनीयता अनुभाग में देखा गया है) और अधिक विस्तृत जीवनकाल विनिर्देश (एल70, एल90 रेटिंग) आम होते जा रहे हैं।
इन रुझानों के बावजूद, एलटीएस-4801जेआर जैसे असतत सेवन-सेगमेंट डिस्प्ले उन अनुप्रयोगों के लिए अत्यधिक प्रासंगिक बने हुए हैं जिन्हें सरल, विश्वसनीय, कम लागत और अत्यधिक पठनीय संख्यात्मक आउटपुट की आवश्यकता होती है, जहां पूर्ण ग्राफिक डिस्प्ले अनावश्यक है।
LED विनिर्देशन शब्दावली
LED तकनीकी शब्दों की संपूर्ण व्याख्या
प्रकाशविद्युत प्रदर्शन
| शब्द | इकाई/प्रतिनिधित्व | सरल व्याख्या | महत्वपूर्ण क्यों |
|---|---|---|---|
| Luminous Efficacy | lm/W (लुमेन प्रति वाट) | बिजली के प्रति वाट प्रकाश उत्पादन, अधिक होने का अर्थ है अधिक ऊर्जा कुशल। | सीधे ऊर्जा दक्षता ग्रेड और बिजली लागत निर्धारित करता है। |
| Luminous Flux | lm (lumens) | स्रोत द्वारा उत्सर्जित कुल प्रकाश, जिसे आमतौर पर "चमक" कहा जाता है। | यह निर्धारित करता है कि प्रकाश पर्याप्त चमकीला है या नहीं। |
| देखने का कोण | ° (डिग्री), उदाहरण के लिए, 120° | वह कोण जहां प्रकाश की तीव्रता आधी रह जाती है, बीम की चौड़ाई निर्धारित करता है। | प्रकाशन सीमा और एकरूपता को प्रभावित करता है। |
| CCT (Color Temperature) | K (Kelvin), जैसे, 2700K/6500K | प्रकाश की गर्माहट/ठंडक, कम मान पीलेपन/गर्माहट लिए, अधिक मान सफेदी/ठंडक लिए। | प्रकाश व्यवस्था का वातावरण और उपयुक्त परिदृश्य निर्धारित करता है। |
| CRI / Ra | इकाईहीन, 0–100 | वस्तुओं के रंगों को सटीक रूप से प्रस्तुत करने की क्षमता, Ra≥80 अच्छा माना जाता है। | रंग की प्रामाणिकता को प्रभावित करता है, मॉल, संग्रहालय जैसे उच्च मांग वाले स्थानों में उपयोग किया जाता है। |
| SDCM | MacAdam ellipse steps, उदाहरण के लिए, "5-step" | Color consistency metric, छोटे steps का मतलब है अधिक सुसंगत रंग। | एक ही बैच के एलईडी में समान रंग सुनिश्चित करता है। |
| Dominant Wavelength | nm (nanometers), e.g., 620nm (red) | रंगीन एलईडी के रंग के अनुरूप तरंगदैर्ध्य। | लाल, पीले, हरे मोनोक्रोम एलईडी के रंग का स्वर निर्धारित करता है। |
| स्पेक्ट्रम वितरण | तरंगदैर्ध्य बनाम तीव्रता वक्र | तरंगदैर्ध्यों में तीव्रता वितरण दर्शाता है। | रंग प्रतिपादन और गुणवत्ता को प्रभावित करता है। |
Electrical Parameters
| शब्द | प्रतीक | सरल व्याख्या | डिज़ाइन संबंधी विचार |
|---|---|---|---|
| Forward Voltage | Vf | Minimum voltage to turn on LED, like "starting threshold". | ड्राइवर वोल्टेज Vf से अधिक या बराबर होना चाहिए, श्रृंखला में जुड़े एलईडी के लिए वोल्टेज जुड़ते हैं। |
| Forward Current | If | सामान्य एलईडी संचालन के लिए वर्तमान मूल्य। | Usually constant current drive, current determines brightness & lifespan. |
| अधिकतम पल्स धारा | Ifp | छोटी अवधि के लिए सहनीय शिखर धारा, जिसका उपयोग डिमिंग या फ्लैशिंग के लिए किया जाता है। | Pulse width & duty cycle must be strictly controlled to avoid damage. |
| Reverse Voltage | Vr | Max reverse voltage LED can withstand, beyond may cause breakdown. | Circuit must prevent reverse connection or voltage spikes. |
| थर्मल रेजिस्टेंस | Rth (°C/W) | चिप से सोल्डर तक ऊष्मा स्थानांतरण के प्रतिरोध, कम होना बेहतर है। | उच्च तापीय प्रतिरोध के लिए अधिक मजबूत ऊष्मा अपव्यय की आवश्यकता होती है। |
| ESD Immunity | V (HBM), e.g., 1000V | Ability to withstand electrostatic discharge, higher means less vulnerable. | उत्पादन में एंटी-स्टैटिक उपायों की आवश्यकता है, विशेष रूप से संवेदनशील एलईडी के लिए। |
Thermal Management & Reliability
| शब्द | मुख्य मीट्रिक | सरल व्याख्या | Impact |
|---|---|---|---|
| Junction Temperature | Tj (°C) | LED चिप के अंदर का वास्तविक संचालन तापमान। | हर 10°C कमी जीवनकाल को दोगुना कर सकती है; बहुत अधिक तापमान प्रकाश क्षय और रंग परिवर्तन का कारण बनता है। |
| लुमेन मूल्यह्रास | L70 / L80 (घंटे) | प्रारंभिक चमक के 70% या 80% तक गिरने में लगने वाला समय। | सीधे तौर पर LED की "सेवा जीवन" को परिभाषित करता है। |
| Lumen Maintenance | % (उदाहरण के लिए, 70%) | समय के बाद बची हुई चमक का प्रतिशत। | दीर्घकालिक उपयोग के दौरान चमक बनाए रखने को दर्शाता है। |
| Color Shift | Δu′v′ or MacAdam ellipse | उपयोग के दौरान रंग परिवर्तन की डिग्री। | प्रकाश व्यवस्था दृश्यों में रंग स्थिरता को प्रभावित करता है। |
| थर्मल एजिंग | सामग्री क्षरण | दीर्घकालिक उच्च तापमान के कारण ह्रास। | चमक में कमी, रंग परिवर्तन, या ओपन-सर्किट विफलता का कारण बन सकता है। |
Packaging & Materials
| शब्द | सामान्य प्रकार | सरल व्याख्या | Features & Applications |
|---|---|---|---|
| पैकेज प्रकार | EMC, PPA, Ceramic | हाउसिंग सामग्री चिप की सुरक्षा करती है, प्रकाशीय/तापीय इंटरफेस प्रदान करती है। | EMC: अच्छी ताप प्रतिरोधकता, कम लागत; सिरेमिक: बेहतर ताप अपव्यय, लंबी आयु। |
| चिप संरचना | फ्रंट, फ्लिप चिप | Chip electrode arrangement. | Flip chip: better heat dissipation, higher efficacy, for high-power. |
| फॉस्फर कोटिंग | YAG, Silicate, Nitride | नीले चिप को ढकता है, कुछ को पीले/लाल रंग में परिवर्तित करता है, सफेद रंग बनाने के लिए मिलाता है। | विभिन्न फॉस्फर प्रभावकारिता, CCT, और CRI को प्रभावित करते हैं। |
| लेंस/ऑप्टिक्स | फ्लैट, माइक्रोलेंस, TIR | सतह पर प्रकाश वितरण को नियंत्रित करने वाली प्रकाशीय संरचना। | दृश्य कोण और प्रकाश वितरण वक्र निर्धारित करता है। |
Quality Control & Binning
| शब्द | बिनिंग सामग्री | सरल व्याख्या | उद्देश्य |
|---|---|---|---|
| ल्यूमिनस फ्लक्स बिन | कोड उदाहरणार्थ, 2G, 2H | चमक के आधार पर समूहीकृत, प्रत्येक समूह में न्यूनतम/अधिकतम ल्यूमेन मान होते हैं। | एक ही बैच में समान चमक सुनिश्चित करता है। |
| Voltage Bin | Code e.g., 6W, 6X | Grouped by forward voltage range. | ड्राइवर मिलान सुविधाजनक बनाता है, सिस्टम दक्षता में सुधार करता है। |
| Color Bin | 5-step MacAdam ellipse | रंग निर्देशांकों के अनुसार समूहीकृत, सुनिश्चित करता है कि सीमा सघन हो। | रंग स्थिरता की गारंटी देता है, फिक्स्चर के भीतर असमान रंग से बचाता है। |
| CCT Bin | 2700K, 3000K आदि। | CCT के अनुसार समूहीकृत, प्रत्येक की संबंधित निर्देशांक सीमा होती है। | विभिन्न दृश्य CCT आवश्यकताओं को पूरा करता है। |
Testing & Certification
| शब्द | मानक/परीक्षण | सरल व्याख्या | महत्व |
|---|---|---|---|
| LM-80 | ल्यूमेन रखरखाव परीक्षण | निरंतर तापमान पर दीर्घकालिक प्रकाश व्यवस्था, चमक क्षय का रिकॉर्डिंग। | LED जीवन का अनुमान लगाने के लिए उपयोग किया जाता है (TM-21 के साथ)। |
| TM-21 | जीवन अनुमान मानक | LM-80 डेटा के आधार पर वास्तविक परिस्थितियों में जीवन का अनुमान लगाता है। | वैज्ञानिक जीवन पूर्वानुमान प्रदान करता है। |
| IESNA | Illuminating Engineering Society | प्रकाशिक, विद्युत, तापीय परीक्षण विधियों को शामिल करता है। | उद्योग-मान्यता प्राप्त परीक्षण आधार। |
| RoHS / REACH | पर्यावरण प्रमाणन | हानिकारक पदार्थों (सीसा, पारा) की अनुपस्थिति सुनिश्चित करता है। | अंतरराष्ट्रीय स्तर पर बाजार पहुंच आवश्यकता। |
| ENERGY STAR / DLC | ऊर्जा दक्षता प्रमाणन | Energy efficiency and performance certification for lighting. | Used in government procurement, subsidy programs, enhances competitiveness. |