LTS-3403JR 0.8 इंच सुपर ब्राइट रेड LED डिजिटल ट्यूब स्पेसिफिकेशन शीट - कैरेक्टर हाइट 20.32 मिमी - फॉरवर्ड वोल्टेज 2.6V - पावर कंजम्पशन 70mW - हिंदी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

LTS-3403JR एक एकल-अंकीय सात-खंड वर्ण प्रदर्शन मॉड्यूल है, जिसे स्पष्ट और चमकीले डिजिटल रीडआउट की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसका प्राथमिक कार्य स्वतंत्र रूप से नियंत्रित एलईडी खंडों के माध्यम से संख्याओं (0-9) और कुछ अक्षरों को सहज रूप से प्रदर्शित करना है। इसकी मूल तकनीक एल्यूमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड अर्धचालक सामग्री पर आधारित है, जिसे अति-चमकीले लाल तरंगदैर्ध्य का उत्सर्जन करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। पुरानी तकनीकों की तुलना में, यह सामग्री चयन दक्षता और रंग शुद्धता के मामले में लाभ प्रदान करता है।

यह उपकरण एक कॉमन कैथोड डिस्प्ले डिवाइस के रूप में वर्गीकृत है, जिसका अर्थ है कि सभी एलईडी खंडों के कैथोड (नकारात्मक टर्मिनल) आंतरिक रूप से जुड़े हुए हैं और एक सामान्य पिन तक निकाले गए हैं। सिंक करंट ड्राइवर (ड्राइवर ग्राउंड से जुड़ा हुआ) का उपयोग करते समय, यह विन्यास सर्किट डिज़ाइन को सरल बनाता है। यह डिस्प्ले हल्के ग्रे पैनल और सफेद सेगमेंट कोड रंग का उपयोग करता है, जो विभिन्न प्रकाश स्थितियों में कंट्रास्ट और पठनीयता को बढ़ाता है।

2. तकनीकी विशिष्टताओं का विस्तृत विवरण

2.1 फोटोमेट्रिक एवं प्रकाशीय विशेषताएँ

प्रकाशीय प्रदर्शन को 25°C के परिवेश तापमान पर मानक परीक्षण स्थितियों में परिभाषित किया गया है। प्रमुख पैरामीटर - औसत चमकदार तीव्रता, प्रति खंड 1 मिलीएम्पियर के फॉरवर्ड करंट पर, 700 माइक्रोकैंडेला का विशिष्ट मूल्य है। निर्दिष्ट न्यूनतम मूल्य 320 माइक्रोकैंडेला है, और कोई अधिकतम मूल्य सूचीबद्ध नहीं है, जो न्यूनतम चमक सुनिश्चित करने पर ध्यान केंद्रित करने का संकेत देता है। खंड-से-खंड चमकदार तीव्रता मिलान अनुपात अधिकतम 2:1 निर्दिष्ट है, जो वर्णों की चमक में एकरूपता सुनिश्चित करता है।

रंग विशेषताओं को 639 नैनोमीटर के पीक उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य और 631 नैनोमीटर के प्रमुख तरंगदैर्ध्य द्वारा परिभाषित किया गया है, दोनों 20 मिलीएम्पियर के फॉरवर्ड करंट पर मापे गए हैं। स्पेक्ट्रल लाइन आधी चौड़ाई 20 नैनोमीटर है, जो अपेक्षाकृत संकीर्ण उत्सर्जन स्पेक्ट्रम का संकेत देती है, जो शुद्ध, संतृप्त लाल रंग प्राप्त करने में सहायता करती है। सभी प्रकाशमितीय माप CIE मानक फोटोपिक प्रतिक्रिया वक्र का अनुमान लगाने के लिए फ़िल्टर किए गए उपकरण का उपयोग करके किए जाते हैं, यह सुनिश्चित करते हुए कि डेटा मानव दृश्य धारणा से संबंधित है।

2.2 विद्युत एवं ऊष्मा संबंधी मापदंड

पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स स्थायी क्षति को रोकने के लिए पार नहीं की जा सकने वाली परिचालन सीमाओं को परिभाषित करती हैं। प्रति सेगमेंट निरंतर शक्ति अपव्यय 70 मिलीवाट है। 25°C पर, प्रति सेगमेंट अधिकतम निरंतर अग्र धारा 25 मिलीएम्पियर है, जो 25°C से अधिक तापमान पर 0.33 मिलीएम्पियर/°C की दर से रैखिक रूप से कम हो जाती है। पल्स स्थितियों (1/10 ड्यूटी साइकिल, 0.1 मिलीसेकंड पल्स चौड़ाई) के तहत, 90 मिलीएम्पियर तक की पीक अग्र धारा की अनुमति है। प्रति सेगमेंट पर लागू की जा सकने वाली अधिकतम रिवर्स वोल्टेज 5 वोल्ट है।

मानक परिचालन स्थितियों में, प्रति सेगमेंट अग्र वोल्टेज का विशिष्ट मान 2.6 वोल्ट, अधिकतम 2.6 वोल्ट और न्यूनतम 2.0 वोल्ट है। 5 वोल्ट रिवर्स वोल्टेज लागू होने पर, अधिकतम रिवर्स धारा 100 माइक्रोएम्पियर है। डिवाइस का परिचालन और भंडारण तापमान सीमा -35°C से +85°C तक है।

3. ग्रेडिंग एवं वर्गीकरण प्रणाली

डेटाशीट स्पष्ट रूप से बताती है कि डिवाइस को "ल्यूमिनस तीव्रता के अनुसार वर्गीकृत" किया गया है। इसका अर्थ है कि डिवाइस का मानक परीक्षण धारा पर इसके मापे गए प्रकाश उत्पादन के आधार पर परीक्षण और वर्गीकरण किया जाता है। यह डिजाइनरों को एक समान चमक वाला डिस्प्ले चुनने की अनुमति देता है, जो बहु-अंकीय डिस्प्ले के लिए महत्वपूर्ण है जहां चमक में भिन्नता ध्यान देने योग्य होगी। हालांकि इस दस्तावेज़ में विस्तार से वर्णन नहीं किया गया है, इस प्रकार के एलईडी के लिए विशिष्ट बिनिंग में समानांतर ड्राइव परिदृश्यों में विद्युत अनुकूलता सुनिश्चित करने के लिए अग्र वोल्टेज सीमा भी शामिल हो सकती है।

4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

यद्यपि प्रदान किए गए पाठ में विशिष्ट चार्ट का विस्तृत विवरण नहीं दिया गया है, लेकिन इस प्रकार के उपकरणों के विशिष्ट विशेषता वक्रों में डिजाइन इंजीनियरों के लिए महत्वपूर्ण कई प्रमुख ग्राफ शामिल होंगे। फॉरवर्ड करंट बनाम फॉरवर्ड वोल्टेज वक्र आवश्यक ड्राइव वोल्टेज निर्धारित करने और करंट-लिमिटिंग सर्किट डिजाइन करने का आधार है। रिलेटिव ल्यूमिनस इंटेंसिटी बनाम फॉरवर्ड करंट वक्र दर्शाता है कि ड्राइव करंट के साथ प्रकाश उत्पादन कैसे बदलता है, रैखिक संचालन क्षेत्र और संभावित संतृप्ति क्षेत्र को उजागर करता है।

परिवेशी तापमान के विरुद्ध ल्यूमिनस इंटेंसिटी वक्र थर्मल डिरेटिंग को समझने के लिए महत्वपूर्ण है; जंक्शन तापमान बढ़ने के साथ प्रकाश उत्पादन आमतौर पर कम हो जाता है। अंत में, स्पेक्ट्रम वितरण ग्राफ 639 नैनोमीटर चोटी के चारों ओर 20 नैनोमीटर की संकीर्ण बैंडविड्थ को दृश्यमान करेगा, रंग शुद्धता की पुष्टि करेगा। डिजाइनर चमक, दक्षता और जीवनकाल के बीच संतुलन बनाने के लिए ड्राइविंग स्थितियों को अनुकूलित करने के लिए इन वक्रों का उपयोग करते हैं।

5. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी

इस डिस्प्ले का कैरेक्टर हाइट 0.8 इंच है। पैकेज आयाम विस्तृत ड्राइंग में प्रदान किए गए हैं, सभी आयाम मिलीमीटर में हैं। जब तक अन्यथा निर्दिष्ट न हो, अधिकांश आयामों के लिए सहनशीलता ±0.25 मिमी है। भौतिक संरचना में एल्यूमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड LED चिप को मोल्डेड प्लास्टिक पैकेज के भीतर एक अपारदर्शी गैलियम आर्सेनाइड सब्सट्रेट पर रखा गया है। पिन कॉन्फ़िगरेशन को मानक डुअल इन-लाइन सॉकेट या सीधे PCB माउंटिंग के साथ संगतता के लिए डिज़ाइन किया गया है।

5.1 पिन कनेक्शन और आंतरिक सर्किट

यह उपकरण एक डुअल-रो 18-पिन कॉन्फ़िगरेशन का उपयोग करता है। पिन परिभाषाएं इस प्रकार हैं: पिन 4, 6, और 17 कॉमन कैथोड हैं। पिन 2, 3, 5, 7, 10, और 11 विशिष्ट सेगमेंट और दशमलव बिंदु के लिए एनोड हैं। पिन 13, 14, और 15 उनके संबंधित सेगमेंट के कैथोड हैं। पिन 12 को कॉमन एनोड के रूप में लेबल किया गया है, जो एक त्रुटि प्रतीत होती है या इस कॉमन-कैथोड संस्करण में उपयोग नहीं की जाने वाली वैकल्पिक आंतरिक कॉन्फ़िगरेशन के लिए विशिष्ट है; सर्किट आरेख में सत्यापित किया जाना चाहिए। पिन 1, 8, 9, 16, और 18 को "नो कनेक्शन" के रूप में सूचीबद्ध किया गया है। आंतरिक सर्किट आरेख सात मुख्य सेगमेंट और दो दशमलव बिंदुओं के लिए एक कॉमन-कैथोड कनेक्शन योजना दिखाता है।

6. सोल्डरिंग और असेंबली गाइड

डेटाशीट एक महत्वपूर्ण सोल्डरिंग विनिर्देश प्रदान करती है: अधिकतम अनुमेय सोल्डरिंग तापमान 260°C है, और यह तापमान अधिकतम 3 सेकंड तक ही बनाए रखा जा सकता है। यह माप पैकेज माउंटिंग प्लेन से 1.6 मिमी नीचे किया जाता है। यह गाइड वेव सोल्डरिंग या रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के लिए महत्वपूर्ण है, ताकि एलईडी चिप, बॉन्डिंग वायर या प्लास्टिक पैकेज को थर्मल क्षति से बचाया जा सके, जिससे चमक में कमी, रंग विस्थापन या विनाशकारी विफलता हो सकती है।

संचालन और असेंबली के दौरान मानक इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) सावधानियों का पालन किया जाना चाहिए, क्योंकि एलईडी चिप्स स्थैतिक बिजली के प्रति संवेदनशील होते हैं। भंडारण की स्थिति ऑपरेटिंग तापमान सीमा के अनुरूप होनी चाहिए और नमी अवशोषण को रोकने के लिए कम आर्द्रता वाले वातावरण में होनी चाहिए।

7. अनुप्रयोग सुझाव

7.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य

यह डिस्प्ले किसी भी एम्बेडेड सिस्टम के लिए आदर्श है जिसे स्पष्ट, कम बिजली खपत वाले डिजिटल संकेतक की आवश्यकता होती है। सामान्य अनुप्रयोगों में इंस्ट्रूमेंटेशन पैनल, औद्योगिक नियंत्रण उपकरण, उपभोक्ता उपकरण, चिकित्सा उपकरण और प्वाइंट-ऑफ-सेल टर्मिनल शामिल हैं। इसकी कम धारा संचालन विशेषता इसे बैटरी से चलने वाले पोर्टेबल उपकरणों के लिए उपयुक्त बनाती है जहां ऊर्जा संरक्षण महत्वपूर्ण है।

7.2 डिजाइन विचार और ड्राइविंग विधियाँ

इस कॉमन कैथोड डिस्प्ले को ड्राइव करने के लिए, आमतौर पर करंट सिंक ड्राइवर IC का उपयोग किया जाता है। कॉमन कैथोड पिन ड्राइवर के ग्राउंड स्विच से जुड़ा होता है, जबकि सेगमेंट एनोड पिन एक सीमित वोल्टेज स्रोत से श्रृंखला प्रतिरोधक के माध्यम से जुड़े होते हैं। करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर का मान सूत्र का उपयोग करके गणना की जाती है: R = (Vcc - Vf) / If, जहां Vcc पावर सप्लाई वोल्टेज है, Vf सेगमेंट का फॉरवर्ड वोल्टेज है, और If आवश्यक फॉरवर्ड करंट है।

मल्टी-डिजिट डिस्प्ले मल्टीप्लेक्सिंग के लिए, प्रत्येक अंक के कैथोड को उच्च आवृत्ति पर क्रमिक रूप से स्विच किया जाता है, जबकि संबंधित सेगमेंट डेटा कॉमन एनोड लाइनों पर प्रस्तुत किया जाता है। AlInGaP तकनीक का कम फॉरवर्ड वोल्टेज और उच्च दक्षता यहां लाभकारी है, क्योंकि यह मल्टीप्लेक्सिंग के दौरान ड्राइवर की बिजली खपत को कम करता है।

8. तकनीकी तुलना और लाभ

LTS-3403JR के कई महत्वपूर्ण लाभ हैं। पुरानी GaAsP लाल LED की तुलना में, AlInGaP तकनीक का उपयोग उच्च ल्यूमिनस दक्षता और बेहतर तापमान स्थिरता प्रदान करता है। यह इसके दावे किए गए "उच्च चमक और उच्च कंट्रास्ट" तथा "सॉलिड-स्टेट विश्वसनीयता" को साकार करता है। "सतत समान खंड" विशेषता इंगित करती है कि पैकेजिंग डिज़ाइन उत्कृष्ट है, जिसमें खंड तत्वों के बीच न्यूनतम अंतर है, जो एक अधिक सुसंगत वर्ण उपस्थिति बनाता है।

"कम बिजली की आवश्यकता" और 1 mA/सेगमेंट पर प्रभावी ढंग से काम करने की क्षमता, ऊर्जा-संवेदनशील डिज़ाइनों के लिए एक महत्वपूर्ण लाभ है। "वाइड व्यूइंग एंगल" LED चिप तकनीक और पैकेजिंग लेंस डिज़ाइन का परिणाम है, जो डिस्प्ले को ऑफ-एक्सिस स्थितियों में भी स्पष्ट रूप से पठनीय बनाता है। वैक्यूम फ्लोरोसेंट या लिक्विड क्रिस्टल डिस्प्ले की तुलना में, यह LED मॉड्यूल उच्च चमक, तेज प्रतिक्रिया समय और व्यापक ऑपरेटिंग तापमान रेंज प्रदान करता है, हालांकि यदि उच्च करंट पर ड्राइव किया जाता है तो प्रति सेगमेंट बिजली की खपत अधिक हो सकती है।

9. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

प्रश्न: क्या मैं इस डिस्प्ले को सीधे 3.3 वोल्ट माइक्रोकंट्रोलर पिन से चला सकता हूं?
उत्तर: संभव है, लेकिन सावधानी बरतनी चाहिए। विशिष्ट फॉरवर्ड वोल्टेज 2.6 वोल्ट है। 3.3 वोल्ट सप्लाई में करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर और ड्राइविंग ट्रांजिस्टर संतृप्ति के लिए केवल 0.7 वोल्ट शेष बचता है। 1 मिलीएम्पियर पर, आवश्यक प्रतिरोध V/I = 0.7V / 0.001A = 70 ओम होगा। यह संभव है, लेकिन चमक निम्न स्तर पर होगी। 20 मिलीएम्पियर ड्राइव के लिए, वोल्टेज मार्जिन विश्वसनीय संचालन के लिए बहुत कम है; उच्च सप्लाई वोल्टेज या बाहरी सप्लाई वाले समर्पित ड्राइवर के उपयोग की सलाह दी जाती है।

प्रश्न: पीक वेवलेंथ और डोमिनेंट वेवलेंथ में क्या अंतर है?
उत्तर: पीक वेवलेंथ वह तरंगदैर्ध्य है जिस पर उत्सर्जन स्पेक्ट्रम की तीव्रता अधिकतम होती है। डोमिनेंट वेवलेंथ एकवर्णी प्रकाश की वह तरंगदैर्ध्य है जो, निर्दिष्ट श्वेत संदर्भ प्रकाश के साथ मिलाने पर, एलईडी के अनुभूत रंग से मेल खाती है। इस तरह के संकीर्ण स्पेक्ट्रम एलईडी के लिए, दोनों आमतौर पर करीब होते हैं, लेकिन डोमिनेंट वेवलेंथ रंग की धारणा से अधिक प्रासंगिक होती है।

प्रश्न: तीन कॉमन कैथोड पिन क्यों हैं?
उत्तर: एकाधिक कॉमन कैथोड पिन होने से कुल कैथोड करंट को कई पिनों और आंतरिक बॉन्डिंग तारों में विभाजित करने में मदद मिलती है। यह किसी भी एकल कनेक्शन पर करंट घनत्व को कम करता है, विश्वसनीयता बढ़ाता है, और उच्च मल्टीप्लेक्सिंग करंट की अनुमति देता है।

10. डिज़ाइन और उपयोग केस स्टडी

एक साधारण 4-डिजिट वोल्टमीटर डिज़ाइन करने के लिए माइक्रोकंट्रोलर के उपयोग पर विचार करें। LTS-3403JR डिस्प्ले एक आदर्श विकल्प होगा। डिज़ाइन में चार डिस्प्ले यूनिट शामिल होंगी। सभी चार डिजिट्स के सेगमेंट एनोड समानांतर में जुड़े होंगे, जो करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर्स के माध्यम से माइक्रोकंट्रोलर के 8 आउटपुट पिन से जुड़े होंगे। प्रत्येक डिजिट का कॉमन कैथोड पिन एक NPN ट्रांजिस्टर से जुड़ा होगा, जिसका बेस अलग-अलग माइक्रोकंट्रोलर पिन द्वारा नियंत्रित किया जाएगा।

माइक्रोकंट्रोलर सॉफ्टवेयर टाइम-डिवीजन मल्टीप्लेक्सिंग को लागू करेगा। यह प्रदर्शित किए जाने वाले अंकों की गणना करेगा, एनोड लाइनों पर संबंधित सेगमेंट कोड पैटर्न सेट करेगा, उस विशिष्ट डिजिट के ट्रांजिस्टर को चालू करेगा, थोड़े समय के प्रदर्शन अवधि की प्रतीक्षा करेगा, फिर उस डिजिट को बंद करके अगले डिजिट पर आगे बढ़ेगा। यह चक्र तेजी से दोहराया जाता है, जिससे सभी डिजिट लगातार जलते हुए प्रतीत होते हैं। कम करंट ऑपरेशन छोटे, कम लागत वाले ट्रांजिस्टर के उपयोग की अनुमति देता है और बिजली की खपत को नियंत्रण में रखता है।

11. कार्य सिद्धांत

यह उपकरण सेमीकंडक्टर p-n जंक्शन के इलेक्ट्रोल्यूमिनेसेंस सिद्धांत पर कार्य करता है। AlInGaP क्रिस्टल संरचना को विशिष्ट बैंडगैप ऊर्जा के साथ डिज़ाइन किया गया है। जब जंक्शन थ्रेशोल्ड से अधिक फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो n-टाइप क्षेत्र से इलेक्ट्रॉन और p-टाइप क्षेत्र से होल सक्रिय क्षेत्र में इंजेक्ट होते हैं। जब ये वाहक पुनर्संयोजित होते हैं, तो वे फोटॉन के रूप में ऊर्जा मुक्त करते हैं। इस प्रकाश की तरंगदैर्ध्य सीधे AlInGaP सामग्री की बैंडगैप ऊर्जा द्वारा निर्धारित होती है। अपारदर्शी GaAs सब्सट्रेट प्रकाश को ऊपर की ओर परावर्तित करने में सहायता करता है, जिससे बाहरी दक्षता बढ़ती है। डिस्प्ले के प्रत्येक सेगमेंट में एक या अधिक ऐसे माइक्रो LED चिप होते हैं, जो बॉन्डिंग वायर के माध्यम से पैकेज लीड से जुड़े होते हैं और प्रकाश आउटपुट को आकार देने के लिए प्लास्टिक एनकैप्सुलेशन लेंस में सील किए जाते हैं।

12. तकनीकी रुझान

हालांकि अलग-अलग सात-खंड LED डिस्प्ले अभी भी विशिष्ट अनुप्रयोगों में प्रासंगिक हैं, प्रदर्शन प्रौद्योगिकी का व्यापक रुझान एकीकरण और लघुकरण की ओर है। सतह माउंट डिवाइस LED पैकेजिंग ने अपने छोटे फुटप्रिंट और स्वचालित असेंबली के लिए उपयुक्तता के कारण, बड़े पैमाने पर उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स में इस प्रकार के थ्रू-होल प्रकारों को काफी हद तक प्रतिस्थापित कर दिया है। इसके अलावा, बहु-अंकीय डिस्प्ले की कार्यक्षमता को तेजी से बड़े, अधिक बहुमुखी डॉट मैट्रिक्स OLED या LCD ग्राफिक्स मॉड्यूल द्वारा अवशोषित किया जा रहा है, जो संख्याओं, पाठ और ग्राफिक्स को प्रदर्शित कर सकते हैं।

हालांकि, उन अनुप्रयोगों के लिए जिन्हें अत्यधिक उच्च चमक, विस्तृत तापमान सीमा, लंबी आयु और सरलता की आवश्यकता होती है, LTS-3403JR जैसे अलग-अलग LED सेगमेंट डिस्प्ले का एक मजबूत मूल्य प्रस्ताव बना हुआ है। सामग्री में प्रगति, जैसे कि इस दस्तावेज़ में दर्ज गैलियम आर्सेनाइड फॉस्फाइड से एल्यूमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड में परिवर्तन, लगातार इसकी दक्षता और विश्वसनीयता में सुधार कर रही है। करंट-संचालित, ठोस-राज्य प्रकाश स्रोत का मूल सिद्धांत अभी भी अलग-अलग डिस्प्ले और आधुनिक उच्च-रिज़ॉल्यूशन LED वीडियो दीवारों का केंद्र बना हुआ है।