सामग्री
1. उत्पाद अवलोकन
LTS-3403LJF एक एकल-अंकीय सेगमेंट डिस्प्ले मॉड्यूल है, जो स्पष्ट और विश्वसनीय संख्यात्मक या सीमित वर्ण संकेतन की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसका प्राथमिक कार्य माइक्रोकंट्रोलर, लॉजिक सर्किट या अन्य ड्राइविंग एकीकृत सर्किट से आने वाले डिजिटल डेटा के लिए दृश्य आउटपुट प्रदान करना है। इस उपकरण का मुख्य लाभ यह है कि इसके LED चिप में एल्यूमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड सेमीकंडक्टर तकनीक का उपयोग किया गया है, जो गैलियम आर्सेनाइड फॉस्फाइड जैसी पुरानी तकनीकों की तुलना में पीले-नारंगी स्पेक्ट्रम में उच्च दक्षता और रंग शुद्धता प्रदान करता है। यह उपकरण ग्रे पैनल और सफेद सेगमेंट मार्किंग के साथ आता है, जो चमकते सेगमेंट के लिए उत्कृष्ट कंट्रास्ट प्रदान करता है। इसे चमकदार तीव्रता के अनुसार ग्रेड किया गया है, जो विभिन्न उत्पादन बैचों के बीच चमक की स्थिरता सुनिश्चित करता है। यह डिस्प्ले एकीकरण में आसानी के लिए डिज़ाइन किया गया है और प्रिंटेड सर्किट बोर्ड पर सीधे या संगत सॉकेट में स्थापित करने के लिए उपयुक्त है, जो इसे औद्योगिक नियंत्रण पैनल, परीक्षण उपकरण, उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स और एकल-अंकीय रीडआउट की आवश्यकता वाले उपकरणों के लिए एक आदर्श विकल्प बनाता है।
1.1 मुख्य विशेषताएँ एवं लक्षित बाज़ार
LTS-3403LJF में कई प्रमुख विशेषताएं हैं जो इसके अनुप्रयोग क्षेत्र को परिभाषित करती हैं। 0.8 इंच का अक्षर आकार दृश्यता और कॉम्पैक्टनेस के बीच संतुलन बनाता है, जो सीमित स्थान वाले लेकिन पठनीयता के लिए महत्वपूर्ण पैनल-माउंटेड उपकरणों के लिए उपयुक्त है। इसके निरंतर और समान सेगमेंट सुनिश्चित करते हैं कि प्रकाशित होने पर इसकी उपस्थिति सुसंगत और पेशेवर दिखे। कम बिजली की खपत और कम शक्ति आवश्यकताएं इसे बैटरी से चलने वाले उपकरणों या ऐसी प्रणालियों के साथ संगत बनाती हैं जहां ऊर्जा दक्षता महत्वपूर्ण है। उत्कृष्ट अक्षर उपस्थिति और चौड़ा देखने का कोण AlInGaP चिप तकनीक और विसरित लेंस डिजाइन का सीधा परिणाम है, जिससे डिस्प्ले को विभिन्न कोणों से स्पष्ट रूप से पढ़ा जा सकता है। LED तकनीक में निहित ठोस-अवस्था विश्वसनीयता लंबे सेवा जीवन को सुनिश्चित करती है, बिना किसी चलने वाले भाग के घिसाव के। अंत में, एकीकृत सर्किट के साथ संगतता का अर्थ है कि इसे सीधे मानक डिजिटल लॉजिक आउटपुट द्वारा या उचित करंट-सीमित रोकनेवाला के साथ समर्पित डिस्प्ले ड्राइवर एकीकृत सर्किट के माध्यम से संचालित किया जा सकता है। लक्षित बाजार में पोर्टेबल इलेक्ट्रॉनिक्स, एम्बेडेड सिस्टम, ऑटोमोटिव डैशबोर्ड, मेडिकल उपकरण और किसी भी ऐसे इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम के डिजाइनर शामिल हैं जिन्हें टिकाऊ, कम-बिजली खपत वाले डिजिटल डिस्प्ले की आवश्यकता होती है।
2. तकनीकी मापदंडों का विस्तृत विवरण
डेटाशीट सटीक सर्किट डिजाइन और विश्वसनीय संचालन के लिए महत्वपूर्ण व्यापक विद्युत, प्रकाशिक और तापीय विनिर्देश प्रदान करती है।
2.1 प्रकाशमिति और प्रकाशीय विशेषताएँ
प्रदर्शक के कार्य में ऑप्टिकल प्रदर्शन केंद्रीय है। औसत चमकदार तीव्रता 1 mA के फॉरवर्ड करंट पर मापी जाती है, जिसका न्यूनतम मान 320 µcd और विशिष्ट मान 900 µcd है, अधिकतम मान निर्दिष्ट नहीं है। यह पैरामीटर एकल सेगमेंट की अनुभूत चमक को दर्शाता है। कम परीक्षण धारा डिवाइस की दक्षता को उजागर करती है। रंग विशेषताओं को तीन तरंगदैर्ध्य पैरामीटर द्वारा परिभाषित किया गया है। शिखर उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य If=20mA पर मापा जाता है, जिसका विशिष्ट मान 611 nm है। स्पेक्ट्रल लाइन हाफ-विड्थ का विशिष्ट मान 17 nm है, जो स्पेक्ट्रल शुद्धता या शिखर के आसपास उत्सर्जित प्रकाश की एकाग्रता को दर्शाता है; छोटा मान रंग को मोनोक्रोमैटिक के अधिक निकट दर्शाता है। प्रमुख तरंगदैर्ध्य का विशिष्ट मान 605 nm है। ध्यान दें कि चमकदार तीव्रता को CIE फोटोपिक रिस्पॉन्स कर्व का अनुकरण करने वाले सेंसर और फिल्टर संयोजन का उपयोग करके मापा जाता है, यह सुनिश्चित करते हुए कि माप मानवीय दृश्य धारणा से संबंधित है। चमकदार तीव्रता मिलान अनुपात अधिकतम 2:1 है, जिसका अर्थ है कि एकल यूनिट में सबसे चमकीले और सबसे मंद सेगमेंट के बीच चमक का अंतर दोगुने से अधिक नहीं होगा, जिससे एक समान उपस्थिति सुनिश्चित होती है।
2.2 Electrical Parameters
विद्युत विनिर्देश एलईडी सेगमेंट के संचालन की सीमाएं और शर्तें परिभाषित करते हैं। पूर्ण अधिकतम रेटिंग सुरक्षित संचालन सीमा निर्धारित करती है। प्रति सेगमेंट शक्ति अपव्यय 70 mW है। प्रति सेगमेंट पीक फॉरवर्ड करंट 60 mA है, लेकिन यह केवल पल्स स्थितियों में ताप प्रबंधन के लिए अनुमत है। 25°C पर, प्रति सेगमेंट निरंतर फॉरवर्ड करंट 25 mA है, जिसका डेरेटिंग फैक्टर 0.33 mA/°C है। इसका अर्थ है कि जब परिवेश का तापमान 25°C से अधिक हो जाता है, तो अधिकतम अनुमत निरंतर करंट ओवरहीटिंग को रोकने के लिए कम हो जाता है। प्रति सेगमेंट रिवर्स वोल्टेज 5 V है; इससे अधिक मान एलईडी जंक्शन को क्षतिग्रस्त कर सकते हैं। मानक संचालन स्थितियों में, टेस्ट करंट 10 mA पर प्रति सेगमेंट फॉरवर्ड वोल्टेज का विशिष्ट मान 2.6 V और अधिकतम मान 2.6 V है। न्यूनतम मान 2.05 V है। जब 5 V रिवर्स वोल्टेज लगाया जाता है, तो प्रति सेगमेंट रिवर्स करंट अधिकतम 100 µA होता है, जो बंद अवस्था में लीकेज करंट को दर्शाता है।
2.3 थर्मल और पर्यावरणीय विशिष्टताएँ
विभिन्न पर्यावरणीय परिस्थितियों में विश्वसनीयता महत्वपूर्ण है। कार्यशील तापमान सीमा -35°C से +85°C तक निर्धारित है। यह व्यापक सीमा डिस्प्ले को कठोर वातावरण में काम करने की अनुमति देती है, औद्योगिक फ्रीजर से लेकर उच्च तापमान वाले इंजन डिब्बों तक। भंडारण तापमान सीमा समान है, जो डिवाइस के बिना शक्ति प्राप्त किए सुरक्षित स्थितियों को परिभाषित करती है। असेंबली का एक महत्वपूर्ण पैरामीटर सोल्डरिंग तापमान है। विशिष्टता बताती है कि डिवाइस माउंटिंग सतह से 1/16 इंच नीचे 260°C तापमान को 3 सेकंड तक सहन कर सकता है। यह वेव सोल्डरिंग या रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के लिए एक मानक संदर्भ है, डिजाइनरों को यह सुनिश्चित करना चाहिए कि उनका PCB असेंबली प्रोफाइल इन सीमाओं से अधिक न हो, ताकि आंतरिक वायर बॉन्डिंग या LED चिप को ही नुकसान से बचाया जा सके।
3. ग्रेडिंग सिस्टम विवरण
विशिष्टता बताती है कि डिवाइस "ल्यूमिनस इंटेंसिटी के अनुसार ग्रेडेड" है। यह निर्माण प्रक्रिया के दौरान किए गए ग्रेडिंग या सॉर्टिंग प्रक्रिया को संदर्भित करता है। सेमीकंडक्टर एपिटैक्सियल ग्रोथ और चिप निर्माण प्रक्रियाओं में प्राकृतिक भिन्नताओं के कारण, उत्पादन के एक ही बैच के LED की ल्यूमिनस इंटेंसिटी और फॉरवर्ड वोल्टेज जैसे महत्वपूर्ण पैरामीटर में मामूली भिन्नताएं हो सकती हैं। अंतिम उपयोगकर्ता के लिए स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए, निर्माता प्रत्येक यूनिट का परीक्षण करते हैं और मापित प्रदर्शन के आधार पर उन्हें विभिन्न "ग्रेड" में वर्गीकृत करते हैं। LTS-3403LJF विशेष रूप से ल्यूमिनस इंटेंसिटी के लिए ग्रेडेड है। इसका मतलब है कि जब एक डिजाइनर इन डिस्प्ले की एक निश्चित मात्रा ऑर्डर करता है, तो विभिन्न यूनिटों के बीच चमक में भिन्नता पूर्वनिर्धारित सीमा के भीतर नियंत्रित की जाएगी। यह उन अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है जहां कई अंकों को साथ-साथ उपयोग किया जाता है, क्योंकि यह डिस्प्ले के बीच ध्यान देने योग्य चमक अंतर को रोकता है। विशिष्टता तरंग दैर्ध्य या फॉरवर्ड वोल्टेज के लिए अलग से ग्रेडिंग निर्दिष्ट नहीं करती है, यह इंगित करता है कि इन पैरामीटर के लिए प्रक्रिया नियंत्रण कड़ा है, या इस उत्पाद की ग्रेडिंग मुख्य रूप से तीव्रता पर केंद्रित है।
4. Performance Curve Analysis
हालांकि स्पेसिफिकेशन शीट में "टाइपिकल इलेक्ट्रिकल/ऑप्टिकल कैरेक्टरिस्टिक कर्व्स" पेज सूचीबद्ध है, लेकिन प्रदान की गई सामग्री में वास्तविक चार्ट शामिल नहीं हैं। आम तौर पर, इस तरह के कर्व डिजाइन के लिए बहुमूल्य होते हैं। एक फॉरवर्ड करंट बनाम फॉरवर्ड वोल्टेज कर्व की अपेक्षा की जाती है, जो एलईडी जंक्शन पर करंट और वोल्टेज के बीच गैर-रैखिक संबंध दिखाता है। यह कर्व डिजाइनर को दिए गए पावर सप्लाई वोल्टेज के लिए उपयुक्त करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर मान चुनने में मदद करता है। रिलेटिव ल्यूमिनस इंटेंसिटी बनाम फॉरवर्ड करंट कर्व दिखाएगा कि चमक करंट बढ़ने के साथ कैसे बढ़ती है, आमतौर पर एक सब-लीनियर संबंध में, जो चमक और पावर खपत/दक्षता के बीच इष्टतम व्यापार करने में मदद करता है। रिलेटिव ल्यूमिनस इंटेंसिटी बनाम एम्बिएंट टेम्परेचर कर्व यह समझने के लिए महत्वपूर्ण है कि ऑपरेटिंग तापमान बढ़ने पर चमक कैसे कम हो जाती है, जो पूरे तापमान रेंज में संचालित होने वाले सिस्टम को डिजाइन करने के लिए महत्वपूर्ण है। अंत में, स्पेक्ट्रल डिस्ट्रीब्यूशन डायग्राम विभिन्न तरंग दैर्ध्य पर 611 nm पीक के आसपास उत्सर्जित प्रकाश की तीव्रता को दृश्य रूप से चित्रित करेगा, उत्सर्जन स्पेक्ट्रम के आकार और चौड़ाई को दिखाएगा। डिजाइनरों को ड्राइव करंट और थर्मल मैनेजमेंट के बारे में सूचित निर्णय लेने के लिए इन ग्राफिकल प्रस्तुतियों के लिए निर्माता की पूर्ण स्पेसिफिकेशन शीट से परामर्श करना चाहिए।
5. Mechanical and Package Information
यांत्रिक डिज़ाइन विश्वसनीय भौतिक एकीकरण सुनिश्चित करता है। पैकेज आयाम चित्र PCB पैड डिज़ाइन के लिए आवश्यक सभी महत्वपूर्ण आयाम प्रदान करता है, जिसमें कुल लंबाई, चौड़ाई, ऊंचाई, पिन पिच, माउंटिंग छिद्रों का व्यास और स्थान, और पैकेज के तल से माउंटिंग तल तक की दूरी शामिल है। पिन कनेक्शन तालिका 17-पिन पैकेज का कार्यात्मक मानचित्र है। यह दर्शाता है कि यह एक कॉमन कैथोड विन्यास है, जहां सभी LED सेगमेंट के कैथोड आंतरिक रूप से एक साथ जुड़े हुए हैं। प्रत्येक सेगमेंट के एनोड तथा बाएं और दाएं दशमलव बिंदु अलग-अलग पिनों से निकाले गए हैं। कई पिनों को "नो कनेक्ट" के रूप में सूचीबद्ध किया गया है, जिसका अर्थ है कि वे भौतिक रूप से मौजूद हैं लेकिन विद्युत रूप से जुड़े नहीं हैं। ध्रुवता कॉमन कैथोड निर्दिष्ट करके स्पष्ट रूप से इंगित की गई है। ग्रे पैनल और सफेद सेगमेंट एक दृश्य इंटरफ़ेस प्रदान करते हैं।
6. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश
दीर्घकालिक विश्वसनीयता के लिए असेंबली प्रक्रिया के दौरान उचित हैंडलिंग महत्वपूर्ण है। प्रदान किया गया मुख्य दिशानिर्देश सोल्डरिंग तापमान विनिर्देश है: माउंटिंग तल से 1/16 इंच नीचे, 260°C पर 3 सेकंड के लिए। यह वेव सोल्डरिंग के लिए मार्गदर्शन है। रीफ्लो सोल्डरिंग के लिए, 260°C पीक तापमान वाला मानक लीड-फ्री प्रोफाइल लागू होता है, लेकिन थर्मल स्ट्रेस को कम करने के लिए लिक्विडस तापमान से ऊपर के समय को नियंत्रित किया जाना चाहिए। डिजाइनरों को यह सुनिश्चित करना चाहिए कि PCB पैड लेआउट आयाम चित्र में अनुशंसित पैड पैटर्न से मेल खाता हो, ताकि टॉम्बस्टोनिंग या मिसअलाइनमेंट को रोका जा सके। उपकरण को उपयोग से पहले उसके मूल नमी-सुरक्षात्मक बैग में संग्रहीत किया जाना चाहिए, विशेष रूप से यदि तत्काल असेंबली की योजना नहीं है, तो नमी अवशोषण के कारण रीफ्लो के दौरान "पॉपकॉर्न" प्रभाव को रोकने के लिए। पूरी आपूर्ति श्रृंखला और उत्पाद जीवनचक्र में, ऑपरेटिंग और भंडारण तापमान सीमा का पालन किया जाना चाहिए। हैंडलिंग के दौरान लेंस या पिन पर यांत्रिक तनाव से बचें।
7. अनुप्रयोग सुझाव7.1 टाइपिकल एप्लीकेशन सर्किट
LTS-3403LJF एक कॉमन कैथोड डिस्प्ले के रूप में, आमतौर पर "सिंक करंट" ड्राइवर द्वारा संचालित होता है। इसका मतलब है कि माइक्रोकंट्रोलर या ड्राइवर IC पिन सेगमेंट एनोड से जुड़ा होता है और इसे चमकाने के लिए करंट प्रदान करता है, जबकि कॉमन कैथोड पिन आमतौर पर एक ट्रांजिस्टर के माध्यम से ग्राउंड से जुड़ा होता है जो सभी सेगमेंट के कुल करंट को संभाल सकता है। एक बुनियादी सर्किट में प्रत्येक एनोड पिन को करंट-सीमित रेसिस्टर के माध्यम से माइक्रोकंट्रोलर के GPIO पिन से जोड़ना शामिल है। इस रेसिस्टर का मान ओम के नियम का उपयोग करके गणना की जाती है: R = (Vcc - Vf) / If। कॉमन कैथोड पिन NPN ट्रांजिस्टर के कलेक्टर से जुड़ा होगा, एमिटर ग्राउंडेड। माइक्रोकंट्रोलर डिस्प्ले को सक्रिय करने के लिए ट्रांजिस्टर को चालू करेगा। मल्टी-डिजिट डिस्प्ले के डायनामिक स्कैनिंग के लिए, संबंधित सेगमेंट के एनोड्स को डिजिट्स में एक साथ जोड़ा जाता है, प्रत्येक डिजिट का कॉमन कैथोड अलग से नियंत्रित होता है, जिससे प्रत्येक डिजिट को तेजी से बारी-बारी से चमकाया जाता है।
7.2 डिज़ाइन विचार एवं सावधानियाँ
कई महत्वपूर्ण विचारों को संबोधित किया जाना चाहिए।रेट लिमिटिंग:कृपया बिना करंट लिमिटिंग रेसिस्टर या कॉन्स्टेंट करंट ड्राइवर के एलईडी को सीधे वोल्टेज स्रोत से न जोड़ें, अन्यथा एलईडी अत्यधिक करंट खींचकर क्षतिग्रस्त हो जाएगी।हीट डिसिपेशन:हालांकि एलईडी दक्षता अधिक होती है, लेकिन प्रति सेगमेंट डिसिपेट की जाने वाली पावर 65 mW तक हो सकती है। कई सेगमेंट्स के लगातार चालू रहने वाले एप्लिकेशन्स में, यदि अधिकतम तापमान के करीब काम किया जा रहा है, तो पर्याप्त वेंटिलेशन या हीट डिसिपेशन सुनिश्चित करें।व्यूइंग एंगल:व्यापक देखने का कोण लाभदायक है, लेकिन इष्टतम पठनीयता के लिए, चेसिस के अंदर डिस्प्ले को स्थित करते समय प्राथमिक उपयोगकर्ता की दृष्टि रेखा पर विचार करना आवश्यक है।ESD सुरक्षा:AlInGaP LED स्थैतिक बिजली निर्वहन के प्रति संवेदनशील हो सकते हैं। असेंबली प्रक्रिया के दौरान मानक ESD हैंडलिंग सावधानियों को लागू करें।डिकपलिंग और शोर:विद्युत शोर वाले वातावरण में, डिस्प्ले की बिजली आपूर्ति कनेक्शन के पास एक छोटा डिकपलिंग कैपेसिटर जोड़कर बिजली आपूर्ति को स्थिर करने पर विचार करें।
8. तकनीकी तुलना और विभेदीकरण
LTS-3403LJF मुख्य रूप से अपने अर्धचालक सामग्री AlInGaP के माध्यम से विभेदित होता है। GaAsP-आधारित पुराने लाल एलईडी की तुलना में, AlInGaP काफी अधिक दीप्तिमान दक्षता, बेहतर रंग और चमक तापमान स्थिरता, और एम्बर/पीले-नारंगी/लाल स्पेक्ट्रम भाग में अधिक संतृप्त, शुद्ध रंग प्रदान करता है। सफेद एलईडी की तुलना में, यह एकल, संकीर्ण बैंड उत्सर्जन प्रदान करता है, जो उन अनुप्रयोगों में लाभप्रद है जहां विशिष्ट तरंगदैर्ध्य फ़िल्टरिंग की आवश्यकता होती है या सफेद प्रकाश के व्यापक स्पेक्ट्रम के बिना रंग शुद्धता की आवश्यकता होती है। इसका 0.8 इंच आकार छोटे संकेतक लैंप और बड़े, उच्च-शक्ति डिस्प्ले के बीच के अंतर को भरता है। कॉमन कैथोड विन्यास मानक है और कॉमन कैथोड डायनामिक स्कैनिंग के लिए डिज़ाइन किए गए ड्राइवर आईसी और माइक्रोकंट्रोलर पोर्ट विन्यास की एक विस्तृत श्रृंखला के साथ संगत है।
9. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
प्रश्न: पीक वेवलेंथ और डोमिनेंट वेवलेंथ में क्या अंतर है?
उत्तर: पीक वेवलेंथ वह एकल तरंगदैर्ध्य है जिस पर उत्सर्जन स्पेक्ट्रम की तीव्रता अपने अधिकतम मान तक पहुँचती है। डोमिनेंट वेवलेंथ एकवर्णी प्रकाश की तरंगदैर्ध्य है जो मानव आँख को एलईडी के आउटपुट रंग के समान प्रतीत होती है। वे आमतौर पर थोड़े भिन्न होते हैं। रंग विनिर्देश के लिए डोमिनेंट वेवलेंथ अधिक प्रासंगिक होती है।
प्रश्न: क्या मैं इस डिस्प्ले को 3.3V माइक्रोकंट्रोलर से चला सकता हूँ?
उत्तर: हाँ, लेकिन फॉरवर्ड वोल्टेज (Vf) जाँचना आवश्यक है। टाइपिकल Vf 2.6V है। 3.3V पावर सप्लाई के साथ, करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर पर वोल्टेज ड्रॉप केवल 0.7V होगा। 15mA करंट प्राप्त करने के लिए, लगभग 46.7 ओम का रेसिस्टर चाहिए। यह संभव है, लेकिन करंट Vf में बदलाव के प्रति अधिक संवेदनशील होगा। आमतौर पर स्वीकार्य है, लेकिन चमक आवश्यकताओं को पूरा करती है या नहीं, इसकी पुष्टि करनी चाहिए।
प्रश्न: चार कॉमन कैथोड पिन क्यों हैं?
उत्तर: एकाधिक कैथोड पिन सभी सेगमेंट जलाने पर कुल धारा को विभाजित करने में सहायता करते हैं। सात सेगमेंट और दशमलव बिंदु की कुल धारा 200 mA से अधिक हो सकती है। धारा को कई पिन और PCB ट्रेस पर वितरित करने से धारा घनत्व कम होता है, वोल्टेज ड्रॉप न्यूनतम होता है, और विश्वसनीयता बढ़ती है।
प्रश्न: "IC-संगत" का क्या अर्थ है?
उत्तर: इसका अर्थ है कि LED की विद्युत विशेषताएं मानक डिजिटल एकीकृत सर्किट आउटपुट पिन द्वारा सीधे संचालित होने की सीमा में हैं, बशर्ते उचित करंट-सीमित रोकनेवाला का उपयोग किया जाए। इसका अर्थ यह नहीं है कि बिना रोकनेवाले के सीधे जोड़ा जा सकता है।
10. डिजाइन एवं उपयोग केस स्टडी
एक साधारण डिजिटल थर्मोस्टेट नियंत्रक के डिजाइन पर विचार करें। सिस्टम तापमान सेंसर को पढ़ने और एकल सात-खंड डिस्प्ले पर सेटपॉइंट या वर्तमान तापमान प्रदर्शित करने के लिए एक माइक्रोकंट्रोलर का उपयोग करता है। LTS-3403LJF को इसकी स्पष्टता, कम बिजली की खपत और चौड़े देखने के कोण के कारण चुना गया है। माइक्रोकंट्रोलर 5V पर चलता है। डिजाइनर ने चमक और बिजली की खपत को संतुलित करने के लिए 12 mA के खंड करंट के लिए प्रतिरोध मूल्य की गणना की। प्रत्येक खंड एनोड के लिए सात 200 ओम प्रतिरोधकों का उपयोग किया जाता है। सामान्य कैथोड पिन एक साथ जुड़े हुए हैं और एक NPN ट्रांजिस्टर के कलेक्टर से जुड़े हुए हैं। ट्रांजिस्टर का एमिटर ग्राउंडेड है, और बेस को 10k प्रतिरोधक के माध्यम से माइक्रोकंट्रोलर GPIO पिन द्वारा संचालित किया जाता है। एक अंक प्रदर्शित करने के लिए, माइक्रोकंट्रोलर खंड एनोड पिन के पैटर्न को हाई सेट करता है और ग्राउंड के लिए सर्किट को पूरा करने के लिए ट्रांजिस्टर को चालू करता है। पीला-नारंगी रंग विशिष्ट इनडोर प्रकाश स्थितियों में स्पष्ट रूप से दिखाई देता है। मजबूत तापमान रेटिंग सुनिश्चित करती है कि डिस्प्ले विश्वसनीय रूप से काम करता है, भले ही थर्मोस्टेट गर्म अटारी या ठंडे गैरेज में रखा गया हो।
11. कार्य सिद्धांत परिचय
LTS-3403LJF सेमीकंडक्टर p-n जंक्शन में इलेक्ट्रोल्यूमिनेसेंस के मूलभूत सिद्धांत पर काम करता है। यह उपकरण सक्रिय सेमीकंडक्टर सामग्री के रूप में एल्यूमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड (AlInGaP) का उपयोग करता है। यह यौगिक अपारदर्शी गैलियम आर्सेनाइड (GaAs) सब्सट्रेट पर एपिटैक्सियल रूप से विकसित किया गया है। जब सामग्री के बैंडगैप वोल्टेज से अधिक का फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो n-प्रकार क्षेत्र से इलेक्ट्रॉन और p-प्रकार क्षेत्र से होल सक्रिय क्षेत्र में इंजेक्ट किए जाते हैं। जब ये वाहक पुनर्संयोजन करते हैं, तो वे ऊर्जा मुक्त करते हैं। AlInGaP जैसे प्रत्यक्ष बैंडगैप सेमीकंडक्टर में, यह ऊर्जा मुख्य रूप से फोटॉन के रूप में मुक्त होती है। उत्सर्जित प्रकाश की विशिष्ट तरंगदैर्ध्य AlInGaP मिश्रधातु संरचना के बैंडगैप ऊर्जा द्वारा निर्धारित की जाती है, जिसे निर्माण प्रक्रिया के दौरान सख्ती से नियंत्रित किया जाता है। ग्रे पैनल और सफेद खंड क्रमशः एक विसारक और कंट्रास्ट फिल्टर के रूप में कार्य करते हैं, प्रकाश उत्पादन को पहचानने योग्य डिजिटल खंडों में आकार देते हैं।
12. तकनीकी रुझान और पृष्ठभूमि
LTS-3403LJF एक परिपक्व और अनुकूलित तकनीक का प्रतिनिधित्व करता है। AlInGaP LED का विकास 1990 के दशक में हुआ था, जिसने कुशल लाल, नारंगी और पीले संकेतक लैंप और डिस्प्ले के लिए GaAsP को काफी हद तक प्रतिस्थापित कर दिया। तब से, जटिल ग्राफिक्स के लिए डॉट-मैट्रिक्स OLED, माइक्रो-LED और LCD जैसे उच्च घनत्व वाले समाधानों की ओर डिस्प्ले प्रौद्योगिकी का रुझान स्थानांतरित हो गया है। हालांकि, सरल, मजबूत, कम लागत और अत्यधिक विश्वसनीय एकल या बहु-अंकीय संख्या प्रदर्शन की आवश्यकताओं के लिए, सेवन-सेगमेंट LED डिस्प्ले अभी भी अत्यधिक प्रासंगिक हैं। उनके लाभों में अत्यंत सरल नियंत्रण, बहुत उच्च चमक और कंट्रास्ट, कार्य तापमान की विस्तृत श्रृंखला, तत्काल स्टार्ट-अप क्षमता और दसियों हज़ार घंटों तक का जीवनकाल शामिल है। इस क्षेत्र में वर्तमान विकास उच्च दक्षता, कम ड्राइव करंट और ड्राइवर सर्किट को सीधे डिस्प्ले पैकेज में एकीकृत करने पर केंद्रित है। LTS-3403LJF द्वारा प्रदर्शित डिजिटल संकेतन के लिए विश्वसनीय ठोस-राज्य प्रकाश स्रोत का मूल सिद्धांत, अभी भी अनगिनत उद्योगों में इलेक्ट्रॉनिक डिजाइन का एक मौलिक निर्माण खंड बना हुआ है।
LED विनिर्देश शब्दावली का विस्तृत विवरण
LED प्रौद्योगिकी शब्दावली की पूर्ण व्याख्या
1. प्रकाशविद्युत प्रदर्शन के मुख्य मापदंड
| 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। |
| प्रकाश प्रवाह (Luminous Flux) | lm (लुमेन) | प्रकाश स्रोत द्वारा उत्सर्जित प्रकाश की कुल मात्रा, जिसे आमतौर पर "चमक" कहा जाता है। | यह निर्धारित करता है कि प्रकाश जुड़नार पर्याप्त रूप से चमकीला है या नहीं। |
| प्रकाश उत्सर्जन कोण (Viewing Angle) | ° (डिग्री), जैसे 120° | वह कोण जिस पर प्रकाश की तीव्रता आधी हो जाती है, जो बीम की चौड़ाई निर्धारित करता है। | प्रकाश के कवरेज क्षेत्र और एकरूपता को प्रभावित करता है। |
| रंग तापमान (CCT) | K (केल्विन), जैसे 2700K/6500K | प्रकाश का रंग गर्म या ठंडा होता है, कम मान पीला/गर्म, उच्च मान सफेद/ठंडा होता है। | प्रकाश व्यवस्था का वातावरण और उपयुक्त परिदृश्य 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। | रंगों की प्रामाणिकता को प्रभावित करता है, मॉल, कला दीर्घाओं जैसे उच्च आवश्यकता वाले स्थानों के लिए उपयुक्त। |
| Color Tolerance (SDCM) | MacAdam Ellipse steps, जैसे "5-step" | A quantitative indicator of color consistency; the smaller the step number, the more consistent the color. | Ensure no color difference among luminaires from the same batch. |
| प्रमुख तरंगदैर्ध्य (Dominant Wavelength) | nm (नैनोमीटर), उदाहरणार्थ 620nm (लाल) | रंगीन एलईडी के रंगों के संगत तरंगदैर्ध्य मान। | लाल, पीले, हरे आदि एकवर्णी एलईडी के रंग-संवेदी स्वरूप (ह्यू) को निर्धारित करता है। |
| Spectral Distribution | तरंगदैर्ध्य बनाम तीव्रता वक्र | LED द्वारा उत्सर्जित प्रकाश की विभिन्न तरंगदैर्ध्य पर तीव्रता वितरण प्रदर्शित करता है। | रंग प्रतिपादन एवं रंग गुणवत्ता को प्रभावित करता है। |
दो, विद्युत मापदंड
| शब्दावली | प्रतीक | सामान्य व्याख्या | डिज़ाइन संबंधी विचार |
|---|---|---|---|
| फॉरवर्ड वोल्टेज (Forward Voltage) | Vf | LED को प्रकाशित करने के लिए आवश्यक न्यूनतम वोल्टेज, जैसे "स्टार्ट-अप थ्रेशोल्ड"। | ड्राइविंग पावर सप्लाई वोल्टेज ≥Vf होना चाहिए, कई LED को श्रृंखला में जोड़ने पर वोल्टेज जुड़ जाता है। |
| फॉरवर्ड करंट (Forward Current) | If | एलईडी को सामान्य रूप से चमकाने वाला करंट मान। | स्थिर धारा ड्राइव का उपयोग आमतौर पर किया जाता है, धारा चमक और आयु निर्धारित करती है। |
| अधिकतम पल्स करंट (Pulse Current) | Ifp | अल्प समय में सहन करने योग्य चरम धारा, डिमिंग या फ्लैश के लिए उपयोग की जाती है। | पल्स चौड़ाई और ड्यूटी साइकिल को सख्ती से नियंत्रित किया जाना चाहिए, अन्यथा अत्यधिक गर्मी से क्षति हो सकती है। |
| Reverse Voltage | Vr | LED सहन कर सकने वाला अधिकतम रिवर्स वोल्टेज, जिससे अधिक होने पर ब्रेकडाउन हो सकता है। | सर्किट में रिवर्स कनेक्शन या वोल्टेज स्पाइक से बचाव आवश्यक है। |
| Thermal Resistance | Rth (°C/W) | चिप से सोल्डर पॉइंट तक गर्मी के प्रवाह का प्रतिरोध, कम मान बेहतर हीट डिसिपेशन दर्शाता है। | उच्च थर्मल प्रतिरोध के लिए अधिक मजबूत हीट सिंक डिज़ाइन की आवश्यकता होती है, अन्यथा जंक्शन तापमान बढ़ जाएगा। |
| इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज इम्युनिटी (ESD Immunity) | V (HBM), जैसे 1000V | इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) प्रतिरोध, उच्च मान का अर्थ है इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षति के प्रति कम संवेदनशीलता। | उत्पादन में इलेक्ट्रोस्टैटिक सुरक्षा उपाय आवश्यक हैं, विशेष रूप से उच्च संवेदनशीलता वाले LED के लिए। |
तीन, थर्मल 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। |
| Lumen Depreciation | L70 / L80 (घंटे) | चमक प्रारंभिक मान के 70% या 80% तक गिरने में लगने वाला समय। | एलईडी की "सेवा जीवन" को सीधे परिभाषित करें। |
| 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। |
| कलर शिफ्ट (Color Shift) | Δu′v′ या मैकएडम एलिप्स | उपयोग के दौरान रंग में परिवर्तन की मात्रा। | प्रकाश व्यवस्था के दृश्य में रंग स्थिरता 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, एनकैप्सुलेशन और सामग्री
| शब्दावली | सामान्य प्रकार | सामान्य व्याख्या | विशेषताएँ और अनुप्रयोग |
|---|---|---|---|
| पैकेजिंग प्रकार | EMC, PPA, Ceramic | एक आवरण सामग्री जो चिप की सुरक्षा करती है और प्रकाशिक एवं तापीय इंटरफेस प्रदान करती है। | EMC उच्च ताप सहनशीलता और कम लागत प्रदान करता है; सिरेमिक बेहतर ताप अपव्यय और लंबी आयु प्रदान करता है। |
| चिप संरचना | फॉरवर्ड माउंटेड, फ्लिप चिप (Flip Chip) | चिप इलेक्ट्रोड व्यवस्था का तरीका। | फ़्लिप-चिप बेहतर ताप अपव्यय और उच्च प्रकाश दक्षता प्रदान करता है, जो उच्च शक्ति अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है। |
| फॉस्फर कोटिंग | YAG, सिलिकेट, नाइट्राइड | नीले प्रकाश चिप पर लगाया जाता है, जिसका कुछ भाग पीले/लाल प्रकाश में परिवर्तित होकर सफेद प्रकाश बनाता है। | विभिन्न फॉस्फर प्रकाश दक्षता, रंग तापमान और रंग प्रतिपादन को प्रभावित करते हैं। |
| लेंस/ऑप्टिकल डिज़ाइन | समतल, माइक्रोलेंस, कुल आंतरिक परावर्तन | पैकेजिंग सतह की प्रकाशीय संरचना, प्रकाश वितरण को नियंत्रित करती है। | उत्सर्जन कोण और प्रकाश वितरण वक्र निर्धारित करता है। |
पांच, गुणवत्ता नियंत्रण और ग्रेडिंग
| शब्दावली | श्रेणीकरण सामग्री | सामान्य व्याख्या | उद्देश्य |
|---|---|---|---|
| ल्यूमिनस फ्लक्स ग्रेडिंग | कोड जैसे 2G, 2H | चमक के स्तर के अनुसार समूहीकरण, प्रत्येक समूह का 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 समूहीकृत करें। | ड्राइविंग पावर स्रोत के मिलान और सिस्टम दक्षता में सुधार की सुविधा के लिए। |
| रंग क्षेत्र वर्गीकरण | 5-step MacAdam ellipse | रंग निर्देशांक के अनुसार समूहीकृत करें, यह सुनिश्चित करते हुए कि रंग बहुत छोटी सीमा के भीतर आते हैं। | रंग एकरूपता सुनिश्चित करें, एक ही प्रकाश साधन के भीतर रंग में असमानता से बचें। |
| Color temperature binning | 2700K, 3000K, आदि | रंग तापमान के अनुसार समूहीकृत, प्रत्येक समूह का एक संबंधित निर्देशांक सीमा होती है। | विभिन्न परिदृश्यों की रंग तापमान आवश्यकताओं को पूरा करता है। |
छह, परीक्षण और प्रमाणन
| शब्दावली | Standard/Test | सामान्य व्याख्या | Significance |
|---|---|---|---|
| LM-80 | Lumen Maintenance Test | Long-term operation under constant temperature conditions, recording brightness attenuation data. | Used to estimate LED lifetime (combined with TM-21). |
| TM-21 | जीवनकाल प्रक्षेपण मानक | LM-80 डेटा के आधार पर वास्तविक उपयोग की स्थितियों में जीवनकाल का अनुमान लगाना। | वैज्ञानिक जीवनकाल पूर्वानुमान प्रदान करना। |
| IESNA standard | Illuminating Engineering Society Standard | Optical, electrical, and thermal test methods are covered. | 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 परियोजनाओं में उपयोग किया जाता है, बाजार प्रतिस्पर्धा बढ़ाने के लिए। |