LSHD-7801 0.3-इंच एकल अंक एलईडी डिस्प्ले डेटाशीट - अंक ऊंचाई 7.62 मिमी - हरा रंग - तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

LSHD-7801 एक एकल-अंकीय, 7-सेगमेंट अल्फ़ान्यूमेरिक एलईडी डिस्प्ले मॉड्यूल है। इसका प्राथमिक कार्य इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में स्पष्ट, दृश्यमान संख्यात्मक और सीमित अल्फ़ान्यूमेरिक वर्ण आउटपुट प्रदान करना है। इसका मुख्य अनुप्रयोग उन उपकरणों में है जिन्हें एक कॉम्पैक्ट, विश्वसनीय और ऊर्जा-कुशल संख्यात्मक रीडआउट की आवश्यकता होती है, जैसे कि इंस्ट्रुमेंटेशन पैनल, उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, औद्योगिक नियंत्रण और परीक्षण उपकरण।

डिवाइस के प्रमुख लाभ इसकी सॉलिड-स्टेट डिज़ाइन से आते हैं। यह उत्कृष्ट सेगमेंट एकरूपता प्रदान करता है, जिससे सभी जले हुए सेगमेंट्स में सुसंगत चमक सुनिश्चित होती है और एक साफ़ रूप प्राप्त होता है। यह कम बिजली आवश्यकता के साथ काम करता है, जो समग्र प्रणाली में ऊर्जा दक्षता में योगदान देता है। इसके अलावा, यह उच्च चमक और उच्च कंट्रास्ट प्रदान करता है, जिससे डिस्प्ले विभिन्न परिवेश प्रकाश स्थितियों में भी आसानी से पठनीय हो जाता है। एक विस्तृत व्यूइंग एंगल विभिन्न दृष्टिकोणों से दृश्यता सुनिश्चित करता है, जो पैनल-माउंटेड उपकरणों के लिए महत्वपूर्ण है।

2. तकनीकी विशिष्टताएं और वस्तुनिष्ठ व्याख्या

2.1 फोटोमेट्रिक और प्रकाशीय विशेषताएं

डिस्प्ले हरे रंग के एलईडी चिप्स का उपयोग करता है, विशेष रूप से GaP सब्सट्रेट पर GaP एपी और/या गैर-पारदर्शी GaAs सब्सट्रेट पर AlInGaP। यह संयोजन हरे उत्सर्जन को लक्षित करता है। प्रति सेगमेंट 10mA के फॉरवर्ड करंट (IF) पर विशिष्ट औसत चमकदार तीव्रता (Iv) 1600 ucd (माइक्रोकैंडेलस) है, जिसका न्यूनतम निर्दिष्ट मान 500 ucd है। यह पैरामीटर अनुभूत चमक को परिभाषित करता है। प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd) आमतौर पर 569 nm है, और शिखर उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य (λp) आमतौर पर 565 nm है, जो आउटपुट को दृश्य स्पेक्ट्रम के हरे क्षेत्र में स्थापित करता है। स्पेक्ट्रल लाइन आधी-चौड़ाई (Δλ) 30 nm है, जो उत्सर्जित हरे प्रकाश की स्पेक्ट्रल शुद्धता को दर्शाती है।

2.2 विद्युत पैरामीटर और रेटिंग्स

पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स परिचालन सीमाओं को परिभाषित करती हैं। प्रति डॉट (सेगमेंट या दशमलव बिंदु) औसत शक्ति अपव्यय 75 mW से अधिक नहीं होना चाहिए। प्रति सेगमेंट शिखर फॉरवर्ड करंट 60 mA है, लेकिन यह केवल पल्स्ड स्थितियों (1/10 ड्यूटी साइकिल, 0.1ms पल्स चौड़ाई) के तहत अनुमेय है। प्रति डॉट निरंतर औसत फॉरवर्ड करंट 25°C पर 25 mA से घटकर 0.28 mA/°C हो जाता है क्योंकि परिवेश का तापमान बढ़ता है। IF=20mA पर प्रति सेगमेंट विशिष्ट फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) 2.6V है, जिसका अधिकतम मान 2.6V है। रिवर्स करंट (IR) 5V के रिवर्स वोल्टेज (VR) पर अधिकतम 100 µA निर्दिष्ट है। यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि यह रिवर्स वोल्टेज स्थिति केवल परीक्षण उद्देश्यों के लिए है और डिवाइस को रिवर्स बायस के तहत लगातार संचालित नहीं किया जाना चाहिए।

2.3 तापीय विशेषताएं

डिवाइस -35°C से +105°C के ऑपरेटिंग तापमान रेंज और -35°C से +105°C के भंडारण तापमान रेंज के लिए रेटेड है। फॉरवर्ड करंट डीरेटिंग कर्व (25°C से 0.28 mA/°C) एक प्रमुख तापीय प्रबंधन पैरामीटर है। जैसे-जैसे परिवेश का तापमान बढ़ता है, अधिकतम अनुमेय निरंतर करंट को ओवरहीटिंग और समय से पहले विफलता को रोकने के लिए कम किया जाना चाहिए। इसके लिए अनुप्रयोग में, विशेष रूप से बंद स्थानों या उच्च तापमान वाले वातावरण में, सावधानीपूर्वक तापीय डिज़ाइन आवश्यक है।

3. बिनिंग सिस्टम स्पष्टीकरण

डेटाशीट स्पष्ट रूप से बताती है कि उत्पाद "चमकदार तीव्रता के लिए बिन किया गया है।" इसका मतलब है कि इकाइयों को एक मानक परीक्षण करंट पर उनके मापे गए चमकदार आउटपुट के आधार पर छांटा और समूहीकृत (बिन) किया जाता है। यह प्रक्रिया किसी अनुप्रयोग में कई डिस्प्ले को साथ-साथ उपयोग करने पर चमक में स्थिरता सुनिश्चित करती है, जिससे अंकों के बीच तीव्रता में ध्यान देने योग्य भिन्नताएं रोकी जाती हैं। समान जले हुए क्षेत्रों के लिए चमकदार तीव्रता मिलान अनुपात अधिकतम 2:1 निर्दिष्ट है, जिसका अर्थ है कि स्वीकार्य बिन के भीतर सबसे चमकीला सेगमेंट सबसे मंद सेगमेंट से दोगुने से अधिक चमकीला नहीं होना चाहिए।

4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

हालांकि प्रदान की गई सामग्री अंश "विशिष्ट विद्युत/प्रकाशीय विशेषता वक्रों" का संदर्भ देता है, लेकिन विशिष्ट ग्राफ़ पाठ में विस्तृत नहीं हैं। आम तौर पर, एक एलईडी डिस्प्ले के लिए ऐसे वक्र शामिल होंगे:

• फॉरवर्ड करंट (IF) बनाम फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) वक्र:गैर-रैखिक संबंध दिखाता है, जो स्थिर-धारा ड्राइवरों को डिजाइन करने के लिए महत्वपूर्ण है।
• चमकदार तीव्रता (Iv) बनाम फॉरवर्ड करंट (IF) वक्र:दर्शाता है कि कैसे प्रकाश आउटपुट करंट के साथ बढ़ता है, अधिकतम रेटिंग्स तक।
• चमकदार तीव्रता (Iv) बनाम परिवेश तापमान (Ta) वक्र:तापमान बढ़ने के साथ प्रकाश आउटपुट में कमी को दर्शाता है, जो तापीय डिजाइन को सूचित करता है।
• स्पेक्ट्रल वितरण वक्र:सापेक्ष तीव्रता बनाम तरंगदैर्ध्य का एक प्लॉट, जो शिखर और प्रमुख तरंगदैर्ध्य और स्पेक्ट्रल चौड़ाई दिखाता है।

डिज़ाइनरों को इन वक्रों का परामर्श लेना चाहिए ताकि वांछित चमक के लिए ड्राइव करंट को अनुकूलित किया जा सके, साथ ही ऑपरेटिंग तापमान रेंज में विश्वसनीयता बनाए रखी जा सके।

5. यांत्रिक और पैकेज जानकारी

LSHD-7801 एक थ्रू-होल पैकेज है जिसकी अंक ऊंचाई 0.3 इंच (7.62 मिमी) है। पैकेज का चेहरा ग्रे और सेगमेंट हरे रंग के हैं। आयामीय चित्र (पाठ में पूरी तरह से विस्तृत नहीं) पीसीबी फुटप्रिंट डिजाइन के लिए महत्वपूर्ण माप प्रदान करेगा, जिसमें समग्र आयाम, पिन स्पेसिंग और सीटिंग प्लेन ऊंचाई शामिल हैं। सहनशीलता आमतौर पर ±0.25 मिमी है। पिन कनेक्शन 10-पिन कॉन्फ़िगरेशन के लिए परिभाषित है। यह एक कॉमन एनोड प्रकार का डिस्प्ले है। पिनआउट है: 1 और 6 (कॉमन एनोड), 2 (कैथोड F), 3 (कैथोड G), 4 (कैथोड E), 5 (कैथोड D), 7 (कैथोड DP - दशमलव बिंदु), 8 (कैथोड C), 9 (कैथोड B), 10 (कैथोड A)। आंतरिक सर्किट आरेख सभी सेगमेंट एलईडी के लिए कॉमन एनोड कनेक्शन दिखाता है।

6. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश

डेटाशीट सोल्डरिंग स्थितियों को निर्दिष्ट करती है: सीटिंग प्लेन से 1/16 इंच (लगभग 1.6 मिमी) नीचे, 260°C पर 3 सेकंड के लिए। यह वेव सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के लिए एलईडी चिप्स या प्लास्टिक पैकेज को तापीय क्षति से बचाने के लिए एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है। भंडारण के लिए, मानक स्थितियों की सिफारिश की जाती है: तापमान 5°C और 30°C के बीच, आर्द्रता 60% RH से कम। एसएमडी वेरिएंट (सावधानियों में नोट किया गया) के लिए, यदि फैक्ट्री-सील्ड बैग खोला जाता है, तो डिवाइस को 168 घंटे (एमएसएल लेवल 3) के भीतर समान तापमान/आर्द्रता स्थितियों में उपयोग किया जाना चाहिए ताकि पिन ऑक्सीकरण को रोका जा सके। यदि 168 घंटे से अधिक समय तक अनपैक रखा जाता है, तो सोल्डरिंग से पहले 60°C पर 24 घंटे तक बेकिंग की सिफारिश की जाती है। सामान्य सिफारिश है कि शिपिंग तिथि से 12 महीने के भीतर डिस्प्ले का उपयोग कर लिया जाए।

7. पैकेजिंग और ऑर्डरिंग जानकारी

पार्ट नंबर LSHD-7801 है। विवरण दाहिने हाथ के दशमलव बिंदु के साथ एक हरा, कॉमन एनोड डिस्प्ले निर्दिष्ट करता है। डेटाशीट को Spec No. DS30-2002-152, Revision A, effective 01/13/2023 द्वारा पहचाना जाता है। विशिष्ट पैकेजिंग मात्राएं (जैसे, टेप और रील, ट्यूब) प्रदान किए गए अंश में विस्तृत नहीं हैं लेकिन पूर्ण खरीद विशिष्टता का हिस्सा होंगी।

8. अनुप्रयोग सिफारिशें

8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य

यह डिस्प्ले सामान्य इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए है जिसमें कार्यालय उपकरण, संचार उपकरण और घरेलू अनुप्रयोग शामिल हैं। उदाहरणों में डिजिटल मल्टीमीटर, क्लॉक रेडियो, उपकरण टाइमर, औद्योगिक सेंसर रीडआउट और पैनल मीटर शामिल हैं।

8.2 डिजाइन विचार और सावधानियां

ड्राइवर सर्किट डिजाइन:स्थिर चमकदार तीव्रता और दीर्घायु सुनिश्चित करने के लिए स्थिर वोल्टेज की तुलना में स्थिर धारा ड्राइविंग की दृढ़ता से सिफारिश की जाती है, क्योंकि एलईडी फॉरवर्ड वोल्टेज में सहनशीलता होती है और तापमान के साथ बदलता है। सर्किट को पूर्ण VF रेंज (2.1V से 2.6V विशिष्ट) को समायोजित करने के लिए डिज़ाइन किया जाना चाहिए। धातु प्रवासन और बढ़ी हुई लीकेज करंट से होने वाले नुकसान को रोकने के लिए रिवर्स वोल्टेज और पावर साइक्लिंग के दौरान ट्रांजिएंट स्पाइक्स के खिलाफ सुरक्षा आवश्यक है।

करंट चयन:ऑपरेटिंग करंट को अधिकतम परिवेश तापमान पर विचार करते हुए, करंट डीरेटिंग विशिष्टता का उपयोग करके चुना जाना चाहिए। रेटिंग्स से अधिक होने पर गंभीर प्रकाश क्षरण या विफलता होती है।

प्रकाशीय असेंबली:यदि फ्रंट पैनल या कवर का उपयोग किया जाता है, तो उसे सीधे डिस्प्ले के पैटर्न फिल्म के खिलाफ दबाना नहीं चाहिए, क्योंकि इससे वह खिसक सकता है। बहु-अंकीय असेंबली के लिए, असमान चमक (रंग असमानता) से बचने के लिए एक ही चमकदार तीव्रता बिन से डिस्प्ले का उपयोग करने की सिफारिश की जाती है।

पर्यावरणीय:संक्षेपण को रोकने के लिए डिस्प्ले को आर्द्र वातावरण में तेजी से तापमान परिवर्तन के संपर्क में आने से बचाएं।

9. तकनीकी तुलना और विभेदन

हालांकि अन्य मॉडलों के साथ सीधी तुलना प्रदान नहीं की गई है, LSHD-7801 के प्रमुख विभेदक इसकी श्रेणी (0.3-इंच एकल-अंकीय) के भीतर इसके रंग के लिए विशिष्ट हरे एलईडी चिप प्रौद्योगिकियों (GaP और AlInGaP) का उपयोग, चमकदार तीव्रता एकरूपता के लिए इसका स्पष्ट बिनिंग, इसका विस्तृत ऑपरेटिंग तापमान रेंज (-35°C से +105°C), और लीड-फ्री/आरओएचएस आवश्यकताओं के साथ इसकी अनुपालन शामिल हैं। उच्च विशिष्ट चमक (10mA पर 1600 ucd) और कम बिजली आवश्यकता भी प्रतिस्पर्धात्मक लाभ हैं।

10. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (तकनीकी पैरामीटर के आधार पर)

प्रश्न: शिखर तरंगदैर्ध्य (λp) और प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd) के बीच क्या अंतर है?

उत्तर: शिखर तरंगदैर्ध्य वह तरंगदैर्ध्य है जिस पर उत्सर्जन स्पेक्ट्रम की अधिकतम तीव्रता होती है। प्रमुख तरंगदैर्ध्य एकवर्णी प्रकाश की वह एकल तरंगदैर्ध्य है जो एलईडी के आउटपुट की अनुभूत रंग से मेल खाती है। हरे एलईडी के लिए, वे अक्सर करीब होते हैं, जैसा कि यहां देखा गया है (565 nm बनाम 569 nm)।

प्रश्न: स्थिर धारा ड्राइव की सिफारिश क्यों की जाती है?

उत्तर: एलईडी चमक मुख्य रूप से करंट का कार्य है, वोल्टेज का नहीं। फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) इकाई से इकाई में भिन्न होता है और तापमान बढ़ने के साथ घटता है। एक स्थिर धारा स्रोत यह सुनिश्चित करता है कि इन VF भिन्नताओं की परवाह किए बिना वांछित प्रकाश आउटपुट बना रहे, स्थिर प्रदर्शन प्रदान करे और VF गिरने पर एलईडी को ओवरकरंट से बचाए।

प्रश्न: क्या मैं इसे 5V आपूर्ति और एक रोकनेवाला के साथ चला सकता हूं?

उत्तर: हां, यह एक सामान्य विधि है। श्रृंखला रोकनेवाला मान R की गणना R = (Vsupply - VF) / IF के रूप में की जाती है। 5V आपूर्ति के साथ विशिष्ट VF=2.6V और IF=10mA का उपयोग करते हुए: R = (5 - 2.6) / 0.01 = 240 ओम। आपको यह सुनिश्चित करना चाहिए कि रोकनेवाला की शक्ति रेटिंग पर्याप्त है (P = IF^2 * R)। यह विधि अनुमानित स्थिर धारा प्रदान करती है यदि Vsupply स्थिर है और VF की भिन्नता से बहुत बड़ा है।

प्रश्न: "कॉमन एनोड" का क्या अर्थ है?

उत्तर: इसका मतलब है कि सभी व्यक्तिगत सेगमेंट एलईडी के एनोड (सकारात्मक पक्ष) आंतरिक रूप से एक या अधिक पिन (इस मामले में पिन 1 और 6) से जुड़े हुए हैं। एक सेगमेंट को जलाने के लिए, उसके संबंधित कैथोड पिन को एक निचले वोल्टेज (ग्राउंड) से जोड़ा जाना चाहिए जबकि कॉमन एनोड पिन को एक सकारात्मक वोल्टेज पर रखा जाता है।

11. व्यावहारिक डिजाइन और उपयोग केस

केस: एक सरल 3-अंकीय वोल्टमीटर रीडआउट डिजाइन करना।

तीन LSHD-7801 डिस्प्ले का उपयोग किया जाएगा। पर्याप्त I/O पिन वाला एक माइक्रोकंट्रोलर सेगमेंट को नियंत्रित करेगा। पिन काउंट को कम करने के लिए आम तौर पर एक मल्टीप्लेक्सिंग तकनीक का उपयोग किया जाता है: प्रत्येक अंक के कॉमन एनोड को माइक्रोकंट्रोलर द्वारा क्रमिक रूप से चलाया जाता है, जबकि सभी सेगमेंट के लिए कैथोड लाइनें साझा की जाती हैं। यह सभी अंकों को एक साथ चालू होने का भ्रम पैदा करता है यदि स्विचिंग काफी तेज है। डिजाइन में प्रत्येक कैथोड लाइन पर करंट-लिमिटिंग रोकनेवाला शामिल होना चाहिए (या एक स्थिर धारा ड्राइवर IC का उपयोग करें)। सॉफ्टवेयर को 0-9 के लिए सही सेगमेंट पैटर्न की गणना करनी चाहिए और मल्टीप्लेक्सिंग टाइमिंग का प्रबंधन करना चाहिए। तापीय विचारों में यह सुनिश्चित करना शामिल है कि पीसीबी लेआउट कुछ गर्मी अपव्यय की अनुमति देता है, विशेष रूप से यदि एक गर्म आवरण में उच्च धाराओं पर चलाया जाता है।

12. सिद्धांत परिचय

संचालन सिद्धांत अर्धचालक सामग्रियों में इलेक्ट्रोलुमिनेसेंस पर आधारित है। जब एलईडी चिप (GaP या AlInGaP) के पार एक फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है जो डायोड के टर्न-ऑन थ्रेशोल्ड से अधिक होता है, तो सक्रिय क्षेत्र में इलेक्ट्रॉन और होल पुनर्संयोजित होते हैं, जिससे फोटॉन (प्रकाश) के रूप में ऊर्जा मुक्त होती है। विशिष्ट अर्धचालक सामग्री की बैंडगैप ऊर्जा उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य (रंग) निर्धारित करती है। एक 7-सेगमेंट डिस्प्ले में, कई व्यक्तिगत एलईडी चिप्स को एक पैटर्न में व्यवस्थित किया जाता है और सेगमेंट आकार वाले मास्क के पीछे पैक किया जाता है। इन चिप्स के विभिन्न संयोजनों को चुनिंदा रूप से करंट लगाकर, अंक और कुछ अक्षर बनाए जा सकते हैं।

13. विकास प्रवृत्तियां

LSHD-7801 जैसे एकल-अंकीय एलईडी डिस्प्ले में प्रवृत्तियां कई क्षेत्रों पर केंद्रित हैं:बढ़ी हुई दक्षता:ऐसी चिप सामग्री और संरचनाओं का विकास करना जो कम ड्राइव करंट पर उच्च चमकदार तीव्रता (चमक) प्रदान करें, जिससे बिजली की खपत और गर्मी उत्पादन कम हो।लघुकरण:हालांकि 0.3-इंच एक मानक आकार है, और भी छोटे फॉर्म फैक्टर में पठनीयता बनाए रखने या सुधारने के लिए निरंतर कार्य चल रहा है।बढ़ी हुई विश्वसनीयता और जीवनकाल:उच्च ऑपरेटिंग तापमान और कठोर पर्यावरणीय परिस्थितियों को सहन करने के लिए पैकेज सामग्री और चिप डिजाइन में सुधार करना, परिचालन जीवनकाल बढ़ाना।एकीकरण:एंड-यूजर्स के लिए सिस्टम डिजाइन को सरल बनाने के लिए एकीकृत ड्राइवर सर्किट्री या स्मार्ट कार्यक्षमताओं वाले डिस्प्ले की ओर बढ़ना।रंग विकल्प और प्रदर्शन:नए फॉस्फर-परिवर्तित या प्रत्यक्ष-उत्सर्जन प्रौद्योगिकियों जैसी उन्नत अर्धचालक सामग्रियों के माध्यम से उपलब्ध रंगों की रेंज का विस्तार करना और रंग स्थिरता और संतृप्ति में सुधार करना।