विषय सूची
- 1. उत्पाद अवलोकन
- 2. तकनीकी विशिष्टताएँ और गहन उद्देश्य व्याख्या
- 2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स
- 2.2 इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल विशेषताएँ
- 3. बिनिंग सिस्टम स्पष्टीकरण
- 3.1 Luminous Intensity Binning
- 3.2 Dominant Wavelength Binning
- 3.3 अग्र वोल्टेज बिनिंग
- 4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
- 5. Mechanical and Package Information
- 5.1 पैकेज आयाम
- 5.2 ध्रुवीयता पहचान
- 6. Soldering and Assembly Guidelines
- 6.1 Current Limiting
- 6.2 Storage and Moisture Sensitivity
- 6.3 रीफ्लो सोल्डरिंग प्रोफाइल
- 6.4 हैंड सोल्डरिंग और रीवर्क
- 7. पैकेजिंग और ऑर्डर जानकारी
- 7.1 रील और टेप विनिर्देश
- 7.2 लेबल सूचना
- 8. अनुप्रयोग सुझाव
- 8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य
- 8.2 डिज़ाइन विचार
- 9. तकनीकी तुलना और विभेदन
- 10. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (तकनीकी मापदंडों के आधार पर)
- 11. व्यावहारिक अनुप्रयोग केस स्टडी
- 12. तकनीकी सिद्धांत परिचय
- 13. Industry Trends and Developments
1. उत्पाद अवलोकन
17-21 SMD LED एक सतह-माउंट डिवाइस है जो उच्च-घनत्व PCB अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह AlGaInP अर्धचालक प्रौद्योगिकी का उपयोग करके एक शानदार पीला प्रकाश उत्पादन करता है। इस घटक का प्राथमिक लाभ इसका लघु फुटप्रिंट है, जो 1.6mm x 0.8mm x 0.6mm मापता है, जो पारंपरिक लीडेड एलईडी की तुलना में सर्किट बोर्ड पर महत्वपूर्ण स्थान बचत को सक्षम बनाता है। आकार में यह कमी सीधे तौर पर छोटे अंतिम-उत्पाद डिज़ाइन, घटकों के लिए भंडारण आवश्यकताओं में कमी और PCB पर उच्च पैकिंग घनत्व में योगदान करती है। यह डिवाइस हल्का भी है, जिससे यह पोर्टेबल और लघु इलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोगों के लिए आदर्श बनता है जहाँ वजन एक महत्वपूर्ण कारक है।
LED को मोनो-कलर प्रकार के रूप में वर्गीकृत किया गया है और इसे लीड-मुक्त (Pb-free) सामग्री का उपयोग करके निर्मित किया गया है। यह प्रमुख पर्यावरणीय और सुरक्षा नियमों का अनुपालन करता है, जिसमें EU RoHS निर्देश, EU REACH नियम शामिल हैं, और इसे हैलोजन-मुक्त के रूप में वर्गीकृत किया गया है, जिसमें ब्रोमीन (Br) और क्लोरीन (Cl) सामग्री प्रत्येक 900 ppm से नीचे और उनका योग 1500 ppm से नीचे है। उत्पाद को 8mm टेप पर आपूर्ति की जाती है, जिसे 7-इंच व्यास के रील पर लपेटा जाता है, जिससे यह मानक स्वचालित पिक-एंड-प्लेस असेंबली उपकरण के साथ पूरी तरह संगत है। इसे सामान्य सोल्डरिंग प्रक्रियाओं, जिसमें इन्फ्रारेड और वेपर फेज रीफ्लो शामिल हैं, को सहन करने के लिए भी डिज़ाइन किया गया है।
2. तकनीकी विशिष्टताएँ और गहन उद्देश्य व्याख्या
2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स
पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स उन तनाव सीमाओं को परिभाषित करती हैं जिनके परे डिवाइस को स्थायी क्षति हो सकती है। ये मान सामान्य संचालन के लिए अभिप्रेत नहीं हैं।
- Reverse Voltage (VR): 5V. रिवर्स बायस में इस वोल्टेज से अधिक होने पर जंक्शन ब्रेकडाउन हो सकता है।
- Forward Current (IF): 25mA DC. यह विश्वसनीय संचालन के लिए अनुशंसित अधिकतम निरंतर धारा है।
- Peak Forward Current (IFP): 60mA. यह रेटिंग 1kHz पर 1/10 ड्यूटी साइकिल के साथ पल्स्ड स्थितियों में लागू होती है। यह उच्च चमक के संक्षिप्त समय की अनुमति देती है लेकिन निरंतर ड्राइव के लिए उपयोग नहीं की जानी चाहिए।
- Power Dissipation (Pd): 60mW. यह अधिकतम शक्ति है जिसे पैकेज 25°C के परिवेश के तापमान (Ta) पर ऊष्मा के रूप में व्यय कर सकता है। उच्च तापमान पर डीरेटिंग आवश्यक हो सकती है।
- Electrostatic Discharge (ESD): 2000V (ह्यूमन बॉडी मॉडल). यह ESD संवेदनशीलता के मध्यम स्तर को दर्शाता है। असेंबली और हैंडलिंग के दौरान उचित ESD हैंडलिंग प्रक्रियाएं आवश्यक हैं।
- ऑपरेटिंग तापमान (Topr): -40°C से +85°C. यह डिवाइस औद्योगिक तापमान सीमा अनुप्रयोगों के लिए रेटेड है।
- भंडारण तापमान (Tstg): -40°C से +90°C.
- सोल्डरिंग तापमान: यह उपकरण 260°C के शिखर तापमान पर 10 सेकंड तक रिफ्लो सोल्डरिंग को सहन कर सकता है। हैंड सोल्डरिंग के लिए, आयरन टिप का तापमान 350°C से अधिक नहीं होना चाहिए, और प्रति टर्मिनल संपर्क समय 3 सेकंड तक सीमित होना चाहिए।
2.2 इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल विशेषताएँ
जब तक अन्यथा निर्दिष्ट न हो, इन मापदंडों को Ta=25°C और IF=20mA की मानक परीक्षण स्थिति पर मापा जाता है। ये LED के प्रकाशीय और विद्युतीय प्रदर्शन को परिभाषित करते हैं।
- प्रकाश तीव्रता (Iv): न्यूनतम 28.50 mcd से लेकर अधिकतम 72.00 mcd तक होती है। विशिष्ट मान इसी सीमा के भीतर आता है। प्रकाश तीव्रता पर ±11% की सहनशीलता लागू होती है।
- दृश्य कोण (2θ1/2): आमतौर पर 140 डिग्री। यह व्यापक देखने का कोण एलईडी को उन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाता है जिनमें व्यापक प्रकाश व्यवस्था या कई कोणों से दृश्यता की आवश्यकता होती है।
- पीक वेवलेंथ (λp): आमतौर पर 591 एनएम। यह वह तरंगदैर्ध्य है जिस पर स्पेक्ट्रल पावर डिस्ट्रीब्यूशन अधिकतम होता है।
- डॉमिनेंट वेवलेंथ (λd): यह 585.50 nm से 591.50 nm तक की सीमा में होता है। यह वह एकल तरंगदैर्ध्य है जिसे मानव आंख द्वारा देखा जाता है और जो LED प्रकाश के रंग से मेल खाता है। ±1nm का एक सख्त सहनशीलता मान निर्दिष्ट किया गया है।
- स्पेक्ट्रल बैंडविड्थ (Δλ): आम तौर पर 15 nm। यह अधिकतम तीव्रता (FWHM) के आधे पर उत्सर्जित स्पेक्ट्रम की चौड़ाई को परिभाषित करता है।
- फॉरवर्ड वोल्टेज (VF): IF=20mA पर 1.75V से 2.35V तक की सीमा में होता है। ±0.1V के सहनशीलता का उल्लेख किया गया है। यह पैरामीटर करंट-लिमिटिंग सर्किट के डिजाइन के लिए महत्वपूर्ण है।
- रिवर्स करंट (IR): VR=5V पर अधिकतम 10 μA। डेटाशीट स्पष्ट रूप से बताती है कि डिवाइस रिवर्स ऑपरेशन के लिए डिज़ाइन नहीं किया गया है; यह परीक्षण केवल विशेषता निर्धारण के लिए है।
3. बिनिंग सिस्टम स्पष्टीकरण
उत्पादन में एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए, एलईडी को प्रमुख मापदंडों के आधार पर बिन में वर्गीकृत किया जाता है। इससे डिज़ाइनर अपने अनुप्रयोग के लिए विशिष्ट प्रदर्शन मानदंडों को पूरा करने वाले भागों का चयन कर सकते हैं।
3.1 Luminous Intensity Binning
LEDs are categorized into four bins (N1, N2, P1, P2) based on their measured luminous intensity at 20mA.
- N1: 28.50 - 36.00 mcd
- N2: 36.00 - 45.00 mcd
- P1: 45.00 - 57.00 mcd
- P2: 57.00 - 72.00 mcd
3.2 Dominant Wavelength Binning
रंग (वर्ण) को प्रमुख तरंगदैर्ध्य को दो समूहों में बिनिंग करके नियंत्रित किया जाता है।
- D3: 585.50 - 588.50 nm
- D4: 588.50 - 591.50 nm
3.3 अग्र वोल्टेज बिनिंग
Forward voltage is binned to aid in power supply design and to group LEDs with similar electrical characteristics.
- Bin 0: 1.75 - 1.95 V
- Bin 1: 1.95 - 2.15 V
- Bin 2: 2.15 - 2.35 V
The combination of these bin codes (e.g., CAT for intensity, HUE for wavelength, REF for voltage) is typically indicated on the product packaging label, allowing for precise component selection.
4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
डेटाशीट विशिष्ट विद्युत-प्रकाशीय विशेषता वक्रों का संदर्भ देती है। हालांकि पाठ में विशिष्ट ग्राफ़ प्रदान नहीं किए गए हैं, ऐसे एलईडी के लिए मानक वक्रों में आमतौर पर शामिल होंगे:
- सापेक्ष प्रकाशीय तीव्रता बनाम अग्र धारा: यह वक्र दर्शाता है कि कैसे प्रकाश उत्पादन धारा के साथ बढ़ता है, आमतौर पर उच्च धाराओं पर तापन प्रभावों के कारण उप-रैखिक तरीके से।
- अग्र वोल्टेज बनाम अग्र धारा: यह डायोड की I-V विशेषता है, जो घातीय संबंध दर्शाती है।
- सापेक्ष दीप्त तीव्रता बनाम परिवेश तापमान: यह वक्र थर्मल क्वेंचिंग प्रभाव को प्रदर्शित करता है, जहां जंक्शन तापमान बढ़ने पर प्रकाश उत्पादन कम हो जाता है।
- Spectral Power Distribution: एक प्लॉट जो तरंगदैर्ध्यों पर उत्सर्जित प्रकाश की तीव्रता दर्शाता है, जो 591 nm की शिखर तरंगदैर्ध्य के आसपास केंद्रित है और जिसकी सामान्य बैंडविड्थ 15 nm है।
ये वक्र गैर-मानक स्थितियों (विभिन्न धाराओं या तापमानों) के तहत डिवाइस के व्यवहार को समझने और दक्षता एवं दीर्घायु के लिए ड्राइव सर्किटरी को अनुकूलित करने के लिए आवश्यक हैं।
5. Mechanical and Package Information
5.1 पैकेज आयाम
17-21 SMD LED का एक कॉम्पैक्ट आयताकार पैकेज है। मुख्य आयाम (मिमी में) शामिल हैं: बॉडी लंबाई 1.6, चौड़ाई 0.8, और ऊंचाई 0.6। टर्मिनल पैड विश्वसनीय सोल्डरिंग के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। पैकेज पर एक कैथोड पहचान चिह्न मौजूद है, जो असेंबली के दौरान सही ओरिएंटेशन के लिए महत्वपूर्ण है। सभी अनिर्दिष्ट सहनशीलताएं ±0.1mm हैं।
5.2 ध्रुवीयता पहचान
एलईडी के सही संचालन के लिए सही ध्रुवता महत्वपूर्ण है। कैथोड (-) टर्मिनल की पहचान के लिए पैकेज में एक स्पष्ट चिह्न होता है। डिजाइनरों को यह सुनिश्चित करना चाहिए कि पीसीबी फुटप्रिंट में एक संगत मार्कर शामिल हो और असेंबली प्रक्रियाएं घटक को सही ढंग से संरेखित करें।
6. Soldering and Assembly Guidelines
उपकरण की विश्वसनीयता और प्रदर्शन बनाए रखने के लिए उचित हैंडलिंग महत्वपूर्ण है।
6.1 Current Limiting
एक बाहरी करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर अनिवार्य है। LED की एक्सपोनेंशियल I-V विशेषता का मतलब है कि वोल्टेज में थोड़ी सी वृद्धि करंट में बड़ी, संभावित रूप से विनाशकारी, वृद्धि का कारण बन सकती है। रेसिस्टर का मान सप्लाई वोल्टेज, LED का फॉरवर्ड वोल्टेज (सुरक्षा के लिए बिन या डेटाशीट से अधिकतम मान का उपयोग करके), और वांछित फॉरवर्ड करंट (25mA निरंतर से अधिक नहीं) के आधार पर गणना की जानी चाहिए।
6.2 Storage and Moisture Sensitivity
उत्पाद को डिसिकेंट के साथ एक नमी-प्रतिरोधी बैग में पैक किया गया है। रीफ्लो ("पॉपकॉर्निंग") के दौरान नमी से प्रेरित क्षति को रोकने के लिए, निम्नलिखित सावधानियां बरतनी चाहिए:
- उपयोग के लिए तैयार होने तक नमी-रोधी बैग न खोलें।
- खोलने के बाद, यदि ≤30°C और ≤60% RH की स्थितियों में संग्रहीत किया जाता है, तो घटकों को 168 घंटे (7 दिन) के भीतर उपयोग करें।
- यदि एक्सपोजर समय सीमा से अधिक हो जाता है या डेसिकेंट संतृप्ति दर्शाता है, तो रीफ्लो से पहले 60±5°C पर 24 घंटे के लिए बेक-आउट आवश्यक है।
6.3 रीफ्लो सोल्डरिंग प्रोफाइल
एक लीड-फ्री (Pb-free) रीफ्लो प्रोफाइल निर्दिष्ट है:
- प्री-हीटिंग: 150-200°C for 60-120 seconds.
- Time Above Liquidus (217°C): 60-150 seconds.
- Peak Temperature: Maximum 260°C, held for a maximum of 10 seconds.
- तापन दर: अधिकतम 6°C/सेकंड 255°C तक।
- शीतलन दर: अधिकतम 3°C/सेकंड।
रीफ्लो दो बार से अधिक नहीं किया जाना चाहिए। गर्म करने के दौरान पैकेज पर यांत्रिक तनाव से बचें और सोल्डरिंग के बाद पीसीबी को वार्प न करें।
6.4 हैंड सोल्डरिंग और रीवर्क
यदि हाथ से सोल्डरिंग आवश्यक है, तो टिप तापमान ≤350°C और पावर ≤25W वाले सोल्डरिंग आयरन का उपयोग करें। प्रति टर्मिनल संपर्क समय ≤3 सेकंड होना चाहिए। प्रत्येक टर्मिनल को सोल्डर करने के बीच कम से कम 2 सेकंड का शीतलन अंतराल दें। रीवर्क की दृढ़ता से हतोत्साहित किया जाता है। यदि अपरिहार्य है, तो सिलिकॉन डाई पर थर्मल स्ट्रेस को रोकने के लिए दोनों टर्मिनलों को एक साथ गर्म करने के लिए एक विशेष डबल-हेड सोल्डरिंग आयरन का उपयोग किया जाना चाहिए। LED विशेषताओं पर रीवर्क के प्रभाव को पहले से सत्यापित किया जाना चाहिए।
7. पैकेजिंग और ऑर्डर जानकारी
7.1 रील और टेप विनिर्देश
एलईडी को उभरी हुई वाहक टेप में आपूर्ति की जाती है जिसमें 17-21 पैकेज के लिए उपयुक्त पॉकेट होते हैं। टेप की चौड़ाई 8 मिमी है, जो एक मानक 7-इंच (178 मिमी) व्यास की रील पर लपेटी गई है। प्रत्येक रील में 3000 टुकड़े होते हैं। स्वचालित फीडर के साथ संगतता के लिए डेटाशीट में विस्तृत रील और वाहक टेप के आयाम प्रदान किए गए हैं।
7.2 लेबल सूचना
पैकेजिंग लेबल में कई महत्वपूर्ण कोड शामिल हैं:
- P/N: Product Number (e.g., 17-21/Y2C-CN1P2B/3T).
- मात्रा: पैकिंग मात्रा (3000 pcs/reel).
- CAT: Luminous Intensity Rank (e.g., N1, P2).
- HUE: Chromaticity/Dominant Wavelength Rank (e.g., D3, D4).
- REF: फॉरवर्ड वोल्टेज रैंक (उदाहरण: 0, 1, 2).
- LOT No: ट्रेसबिलिटी लॉट नंबर.
8. अनुप्रयोग सुझाव
8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य
- बैकलाइटिंग: ऑटोमोटिव डैशबोर्ड, उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स और औद्योगिक नियंत्रण पैनलों में संकेतकों, प्रतीकों और स्विचों के लिए बैकलाइटिंग के लिए आदर्श।
- स्थिति संकेतक: दूरसंचार उपकरणों (फोन, फैक्स), नेटवर्किंग हार्डवेयर और घरेलू उपकरणों में शक्ति, कनेक्टिविटी और स्थिति संकेतकों के लिए एकदम सही।
- LCD फ्लैट बैकलाइटिंग: छोटे मोनोक्रोम या सेगमेंटेड LCD डिस्प्ले के लिए समान बैकलाइटिंग प्रदान करने हेतु एरे में उपयोग किया जा सकता है।
- सामान्य उद्देश्य संकेतन: किसी भी ऐसे अनुप्रयोग के लिए उपयुक्त जिसमें चमकदार, विश्वसनीय और कॉम्पैक्ट दृश्य संकेतक की आवश्यकता हो।
8.2 डिज़ाइन विचार
- ड्राइव सर्किट: हमेशा एक स्थिर-धारा ड्राइवर या श्रृंखला प्रतिरोधक के साथ वोल्टेज स्रोत का उपयोग करें। प्रतिरोधक मानों की गणना करते समय फॉरवर्ड वोल्टेज बिनिंग पर विचार करें ताकि विभिन्न उत्पादन बैचों में समान चमक सुनिश्चित हो सके।
- थर्मल प्रबंधन: जबकि शक्ति कम है, उच्च परिवेशी तापमान पर या अधिकतम धारा के निकट संचालन करते समय जंक्शन तापमान प्रबंधित करने और प्रकाश उत्पादन व जीवनकाल बनाए रखने के लिए पर्याप्त PCB तांबा क्षेत्र या थर्मल वाया सुनिश्चित करें।
- ESD सुरक्षा: यदि LED एक खुले स्थान पर है (जैसे, पैनल संकेतक), तो संवेदनशील लाइनों पर ESD सुरक्षा डायोड शामिल करें।
- ऑप्टिकल डिज़ाइन: 140-डिग्री के चौड़े दृश्य कोण के लिए, यदि अधिक केंद्रित बीम की आवश्यकता है, तो लाइट गाइड या डिफ्यूज़र की आवश्यकता हो सकती है। इष्टतम दृश्यता के लिए, पृष्ठभूमि के विरुद्ध कंट्रास्ट अनुपात पर विचार करें।
9. तकनीकी तुलना और विभेदन
17-21 LED अपनी श्रेणी में विशिष्ट लाभ प्रदान करता है:
- vs. बड़े SMD LEDs (e.g., 3528, 5050): 17-21 काफी छोटा फुटप्रिंट प्रदान करता है, जिससे अति-लघुकृत डिज़ाइन संभव होते हैं। इसकी कीमत आमतौर पर अधिकतम प्रकाश उत्पादन और पावर हैंडलिंग में कमी के रूप में चुकानी पड़ती है।
- बनाम लीडेड एलईडी: यह थ्रू-होल माउंटिंग की आवश्यकता को समाप्त कर देता है, जिससे पूर्ण स्वचालित असेंबली संभव होती है, बोर्ड का आकार कम होता है और मुड़ी हुई लीड्स को हटाकर यांत्रिक मजबूती में सुधार होता है।
- अन्य पीले एलईडी की तुलना में: GaP पर GaAsP जैसी पुरानी तकनीकों की तुलना में, AlGaInP तकनीक का उपयोग आमतौर पर पीले और एम्बर रंगों के लिए उच्च चमकदार दक्षता और बेहतर रंग संतृप्ति प्रदान करता है।
- प्रमुख अंतर: इसका संयोजन एक बहुत छोटे 1.6x0.8mm फुटप्रिंट, एक विस्तृत 140-डिग्री व्यूइंग एंगल, हैलोजन-मुक्त और अन्य पर्यावरणीय मानकों के अनुपालन, और रंग तथा तीव्रता स्थिरता के लिए विस्तृत बिनिंग का है।
10. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (तकनीकी मापदंडों के आधार पर)
Q1: 5V आपूर्ति के साथ मुझे किस प्रतिरोधक मूल्य का उपयोग करना चाहिए?
A: सुरक्षा के लिए अधिकतम VF 2.35V (Bin 2 से) और लक्ष्य IF 20mA का उपयोग करते हुए: R = (Vsupply - VF) / IF = (5V - 2.35V) / 0.020A = 132.5 Ohms। निकटतम मानक मान (जैसे, 130 या 150 Ohms) का उपयोग करें। सर्किट में वास्तविक करंट की हमेशा पुष्टि करें।
Q2: क्या मैं उच्च चमक के लिए इस LED को 30mA पर चला सकता हूँ?
A: नहीं। निरंतर फॉरवर्ड करंट (IF) के लिए पूर्ण अधिकतम रेटिंग 25mA है। 30mA पर संचालन इस रेटिंग से अधिक है, जो विश्वसनीयता और आयु को कम करेगा, और ओवरहीटिंग के कारण तत्काल विफलता का कारण बन सकता है।
Q3: दृश्य कोण 140 डिग्री है। मैं अधिक केंद्रित बीम कैसे प्राप्त कर सकता हूँ?
A: आपको एक बाहरी ऑप्टिकल घटक का उपयोग करने की आवश्यकता होगी, जैसे कि LED के ऊपर लगा हुआ लेंस। मूल पैकेज एक चौड़ा, लैम्बर्टियन पैटर्न उत्सर्जित करता है।
Q4: मेरी स्वचालित ऑप्टिकल निरीक्षण (AOI) प्रणाली को कैथोड मार्क के साथ समस्या हो रही है। क्या PCB पर ध्रुवता की पहचान करने का कोई अनुशंसित तरीका है?
A: हाँ। PCB फुटप्रिंट में एक सिल्कस्क्रीन या कॉपर फीचर शामिल होना चाहिए जो पैकेज के कैथोड मार्क से मेल खाता हो। सुनिश्चित करें कि पिक-एंड-प्लेस मशीन की विजन प्रणाली को इस असममितता को पहचानने के लिए प्रोग्राम किया गया है। मार्क के सटीक स्थान के लिए पैकेज डायमेंशन ड्राइंग देखें।
Q5: क्या मुझे घटकों को बेक करने की आवश्यकता है यदि बैग 10 दिनों से खुला हुआ है?
A: हाँ। विशिष्टता में नमी अवरोधक बैग खोलने के बाद 168 घंटे (7 दिन) की "फ्लोर लाइफ" बताई गई है। चूंकि 10 दिन (240 घंटे) इससे अधिक है, इसलिए नमी से संबंधित क्षति को रोकने के लिए एलईडी को रीफ्लो सोल्डरिंग के अधीन करने से पहले आपको बेकिंग उपचार (60±5°C पर 24 घंटे) करना होगा।
11. व्यावहारिक अनुप्रयोग केस स्टडी
परिदृश्य: एक पोर्टेबल मेडिकल डिवाइस के लिए एक कॉम्पैक्ट मल्टी-स्टेटस इंडिकेटर पैनल डिजाइन करना।
आवश्यकताएँ: डिवाइस को फ्रंट पैनल के बहुत सीमित स्थान पर 6 स्वतंत्र स्थिति संकेतकों (पावर, बैटरी लो, ब्लूटूथ, एरर, मोड ए, मोड बी) की आवश्यकता है। संकेतक विभिन्न प्रकाश स्थितियों में स्पष्ट रूप से दिखाई देने चाहिए, न्यूनतम बिजली की खपत करनी चाहिए और कीटाणुनाशकों से सफाई को सहन करने में सक्षम होने चाहिए।
डिज़ाइन कार्यान्वयन:
- घटक चयन: सभी संकेतकों के लिए 17-21 ब्रिलिएंट येलो एलईडी चुनी गई है क्योंकि इसका आकार छोटा है (जिससे 6 एलईडी एक पंक्ति में अंतराल के साथ फिट हो सकती हैं), इसकी चमक अच्छी है और इसका व्यूइंग एंगल चौड़ा है जो विभिन्न कोणों से दृश्यता सुनिश्चित करता है।
- सर्किट डिजाइन: एक सामान्य 3.3V रेल का उपयोग किया गया है। 2.0V के टिपिकल VF और IF=15mA (चमक और बिजली बचत के संतुलन के लिए) का उपयोग करते हुए, करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर की गणना की गई: R = (3.3V - 2.0V) / 0.015A ≈ 87 ओम। प्रत्येक एलईडी के लिए समान चमक सुनिश्चित करने हेतु 91 ओम, 1% टॉलरेंस वाला एक रेसिस्टर चुना गया है।
- PCB लेआउट: एलईडी 3mm केंद्रों पर रखे गए हैं। पीसीबी फुटप्रिंट डेटाशीट द्वारा अनुशंसित पैड लेआउट के अनुसार डिज़ाइन किया गया है, जिसमें कैथोड पैड के बगल में एक स्पष्ट सिल्कस्क्रीन डॉट है। सोल्डरिंग और सफाई को सरल बनाने के लिए एलईडी के आसपास एक छोटा ग्राउंड पोर छोड़ दिया गया है।
- पैनल डिज़ाइन: फ्रंट पैनल में प्रत्येक एलईडी के साथ संरेखित 1.2 मिमी व्यास के छिद्र हैं। एलईडी के हॉटस्पॉट को नरम करने और एक समान प्रकाशित बिंदु बनाने के लिए पैनल के पीछे एक पतली, दूधिया-सफ़ेद डिफ्यूज़र फिल्म लगाई गई है।
- सॉफ़्टवेयर नियंत्रण: माइक्रोकंट्रोलर प्रत्येक एलईडी को एक जीपीआईओ पिन के माध्यम से संचालित करता है, जिसे आंतरिक पुल-अप अक्षम के साथ ओपन-ड्रेन आउटपुट के रूप में कॉन्फ़िगर किया गया है, जो एलईडी/रोकनेवाला जोड़ी के माध्यम से करंट को ग्राउंड में सिंक करता है।
- परिणाम: एक स्वच्छ, पेशेवर दिखने वाला संकेतक पैनल जो सभी आकार, दृश्यता और विश्वसनीयता आवश्यकताओं को पूरा करता है। सामग्री सूची में सुसंगत बिनिंग (CAT=P1 या उच्चतर, HUE=D4 निर्दिष्ट करना) यह सुनिश्चित करती है कि सभी इकाइयों का रंग और चमक एकसमान हो।
12. तकनीकी सिद्धांत परिचय
17-21 LED, एक सब्सट्रेट पर उगाए गए अल्युमीनियम गैलियम इंडियम फॉस्फाइड (AlGaInP) अर्धचालक पदार्थ पर आधारित है। जब डायोड के चालू वोल्टेज (लगभग 1.8V) से अधिक का एक फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन और होल क्रमशः n-प्रकार और p-प्रकार की परतों से सक्रिय क्षेत्र में इंजेक्ट होते हैं। ये आवेश वाहक विकिरणीय पुनर्संयोजन करते हैं, जिससे फोटॉन के रूप में ऊर्जा मुक्त होती है। AlGaInP मिश्र धातु की विशिष्ट संरचना बैंडगैप ऊर्जा निर्धारित करती है, जो सीधे उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य (रंग) को परिभाषित करती है। शानदार पीले रंग के लिए, शिखर तरंगदैर्ध्य को लगभग 591 nm के आसपास इंजीनियर किया गया है। वाटर-क्लियर एपॉक्सी रेजिन एनकैप्सुलेंट अर्धचालक चिप की सुरक्षा करता है, प्रकाश उत्पादन को आकार देने के लिए एक लेंस के रूप में कार्य करता है (140-डिग्री व्यूइंग एंगल में योगदान देता है), और इसमें फॉस्फर या डाई हो सकते हैं, हालांकि इस मोनो-कलर प्रकार के लिए, रंग की शुद्धता बनाए रखने के लिए यह संभवतः असंशोधित है।
13. Industry Trends and Developments
17-21 जैसे मिनिएचर एसएमडी एलईडी के लिए बाजार निरंतर विकसित हो रहा है। इस उत्पाद खंड को प्रभावित करने वाले प्रमुख रुझानों में शामिल हैं:
- बढ़ी हुई दक्षता: चल रहे सामग्री विज्ञान और चिप डिजाइन सुधारों का लक्ष्य समान या छोटे पैकेज आकारों से उच्च दीप्त प्रभावकारिता (प्रति इकाई विद्युत शक्ति अधिक प्रकाश उत्पादन) प्रदान करना है।
- बढ़ी हुई विश्वसनीयता: ऑटोमोटिव और औद्योगिक अनुप्रयोगों की मांगें उच्च-तापमान प्रदर्शन, नमी प्रतिरोध और दीर्घायु में सुधार को प्रेरित कर रही हैं।
- सख्त रंग बिनिंग: सटीक रंग मिलान की आवश्यकता वाले अनुप्रयोग, जैसे मल्टी-एलईडी संकेतक या बैकलाइटिंग सरणियाँ, निर्माताओं को प्रमुख तरंगदैर्ध्य और दीप्त तीव्रता के लिए संकीर्ण बिनिंग सहनशीलता की ओर धकेल रहे हैं।
- एकीकरण: एकल पैकेज मॉड्यूल में कई एलईडी चिप्स, करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर्स, या यहां तक कि कंट्रोल आईसी को एकीकृत करने की प्रवृत्ति, ताकि अंतिम उपयोगकर्ता सर्किट डिज़ाइन को सरल बनाया जा सके और बोर्ड स्पेस बचाया जा सके।
- पर्यावरण अनुपालन: RoHS और REACH जैसे नियम अधिक सख्त और वैश्विक होते जा रहे हैं, जिससे पूर्ण सामग्री घोषणा और हैलोजन-मुक्त अनुपालन अब अंतर नहीं, बल्कि मानक अपेक्षाएं बन गए हैं।
17-21 जैसे उपकरण बुनियादी संकेत आवश्यकताओं के लिए एक परिपक्व और अनुकूलित समाधान का प्रतिनिधित्व करते हैं, जहां भविष्य के संस्करण संभवतः इस अति-लघु वर्ग के फॉर्म फैक्टर में आमूलचूल परिवर्तन के बजाय उपरोक्त रुझानों पर केंद्रित होंगे।
LED Specification Terminology
LED तकनीकी शब्दों की पूर्ण व्याख्या
प्रकाशविद्युत प्रदर्शन
| शब्द | इकाई/प्रतिनिधित्व | सरल व्याख्या | महत्वपूर्ण क्यों |
|---|---|---|---|
| दीप्त प्रभावकारिता | lm/W (लुमेन प्रति वाट) | प्रति वाट बिजली से प्रकाश उत्पादन, उच्च का अर्थ है अधिक ऊर्जा कुशल। | सीधे ऊर्जा दक्षता ग्रेड और बिजली लागत निर्धारित करता है। |
| Luminous Flux | lm (लुमेन) | स्रोत द्वारा उत्सर्जित कुल प्रकाश, जिसे आमतौर पर "चमक" कहा जाता है। | प्रकाश पर्याप्त चमकीला है या नहीं, यह निर्धारित करता है। |
| Viewing Angle | ° (degrees), e.g., 120° | वह कोण जहाँ प्रकाश की तीव्रता आधी रह जाती है, यह बीम की चौड़ाई निर्धारित करता है। | प्रकाशन सीमा और एकरूपता को प्रभावित करता है। |
| CCT (रंग तापमान) | K (केल्विन), उदाहरणार्थ, 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 सटीकता से प्रस्तुत करने की क्षमता, Ra≥80 अच्छा माना जाता है। | रंग की प्रामाणिकता को प्रभावित करता है, उच्च मांग वाले स्थानों जैसे शॉपिंग मॉल, संग्रहालयों में प्रयोग किया जाता है। |
| SDCM | मैकएडम दीर्घवृत्त चरण, उदाहरण के लिए, "5-चरण" | रंग स्थिरता मापदंड, छोटे चरण अधिक सुसंगत रंग का संकेत देते हैं। | एक ही बैच के एलईडी में समान रंग सुनिश्चित करता है। |
| Dominant Wavelength | nm (नैनोमीटर), उदाहरणार्थ, 620nm (लाल) | रंगीन एलईडी के रंग के अनुरूप तरंगदैर्ध्य। | लाल, पीले, हरे मोनोक्रोम LED के रंग का स्वर निर्धारित करता है। |
| Spectral Distribution | Wavelength vs intensity curve | Shows intensity distribution across wavelengths. | Affects color rendering and quality. |
विद्युत मापदंड
| शब्द | प्रतीक | सरल व्याख्या | डिज़ाइन संबंधी विचार |
|---|---|---|---|
| फॉरवर्ड वोल्टेज | Vf | एलईडी चालू करने के लिए न्यूनतम वोल्टेज, जैसे "प्रारंभिक सीमा"। | ड्राइवर वोल्टेज ≥Vf होना चाहिए, श्रृंखला एलईडी के लिए वोल्टेज जुड़ते हैं। |
| Forward Current | If | सामान्य LED संचालन के लिए करंट मान। | Usually constant current drive, current determines brightness & lifespan. |
| अधिकतम पल्स धारा | Ifp | अल्प अवधि के लिए सहनीय शिखर धारा, जो मंदन या चमक के लिए प्रयुक्त होती 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. | सर्किट को रिवर्स कनेक्शन या वोल्टेज स्पाइक्स को रोकना चाहिए। |
| Thermal Resistance | Rth (°C/W) | चिप से सोल्डर तक ऊष्मा स्थानांतरण के लिए प्रतिरोध, कम होना बेहतर है। | उच्च तापीय प्रतिरोध के लिए मजबूत ऊष्मा अपव्यय की आवश्यकता होती है। |
| ESD Immunity | V (HBM), e.g., 1000V | इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज को सहन करने की क्षमता, उच्च मान का अर्थ है कम संवेदनशीलता। | उत्पादन में एंटी-स्टैटिक उपायों की आवश्यकता, विशेष रूप से संवेदनशील एलईडी के लिए। |
Thermal Management & Reliability
| शब्द | प्रमुख मापदंड | सरल व्याख्या | प्रभाव |
|---|---|---|---|
| जंक्शन तापमान | Tj (°C) | एलईडी चिप के अंदर का वास्तविक कार्यशील तापमान। | हर 10°C कमी जीवनकाल को दोगुना कर सकती है; बहुत अधिक तापमान प्रकाश क्षय और रंग परिवर्तन का कारण बनता है। |
| Lumen Depreciation | L70 / L80 (घंटे) | चमक के प्रारंभिक स्तर के 70% या 80% तक गिरने में लगा समय। | सीधे तौर पर LED की "सेवा जीवन" को परिभाषित करता है। |
| लुमेन रखरखाव | % (उदाहरण के लिए, 70%) | समय के बाद बची हुई चमक का प्रतिशत। | दीर्घकालिक उपयोग में चमक की स्थिरता को दर्शाता है। |
| Color Shift | Δu′v′ या मैकएडम दीर्घवृत्त | उपयोग के दौरान रंग परिवर्तन की डिग्री। | प्रकाश व्यवस्था के दृश्यों में रंग स्थिरता को प्रभावित करता है। |
| Thermal Aging | सामग्री का क्षरण | दीर्घकालिक उच्च तापमान के कारण ह्रास। | इससे चमक में कमी, रंग परिवर्तन, या ओपन-सर्किट विफलता हो सकती है। |
Packaging & Materials
| शब्द | सामान्य प्रकार | सरल व्याख्या | Features & Applications |
|---|---|---|---|
| पैकेज प्रकार | EMC, PPA, Ceramic | हाउसिंग सामग्री चिप की सुरक्षा करती है, ऑप्टिकल/थर्मल इंटरफेस प्रदान करती है। | EMC: अच्छी हीट रेजिस्टेंस, कम लागत; Ceramic: बेहतर हीट डिसिपेशन, लंबी लाइफ। |
| Chip Structure | फ्रंट, फ्लिप चिप | चिप इलेक्ट्रोड व्यवस्था। | फ्लिप चिप: बेहतर ताप अपव्यय, उच्च प्रभावकारिता, उच्च-शक्ति के लिए। |
| फॉस्फर कोटिंग | YAG, Silicate, Nitride | नीले चिप को कवर करता है, कुछ को पीले/लाल रंग में परिवर्तित करता है, सफेद रंग में मिश्रित करता 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 कंटेंट | सरल व्याख्या | उद्देश्य |
|---|---|---|---|
| Luminous Flux Bin | कोड उदाहरण के लिए, 2G, 2H | चमक के आधार पर समूहीकृत, प्रत्येक समूह के न्यूनतम/अधिकतम लुमेन मान होते हैं। | एक ही बैच में समान चमक सुनिश्चित करता है। |
| Voltage Bin | Code e.g., 6W, 6X | Grouped by forward voltage range. | Facilitates driver matching, improves system efficiency. |
| Color Bin | 5-step MacAdam ellipse | रंग निर्देशांक के आधार पर 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 इत्यादि। | CCT के आधार पर समूहीकृत, प्रत्येक की अपनी संबंधित निर्देशांक सीमा है। | विभिन्न दृश्य CCT आवश्यकताओं को पूरा करता है। |
Testing & Certification
| शब्द | Standard/Test | सरल व्याख्या | महत्त्व |
|---|---|---|---|
| LM-80 | ल्यूमेन रखरखाव परीक्षण | निरंतर तापमान पर दीर्घकालिक प्रकाश व्यवस्था, चमक क्षय रिकॉर्ड करना। | 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 प्रमाणीकरण | हानिकारक पदार्थों (सीसा, पारा) की अनुपस्थिति सुनिश्चित करता है। | अंतरराष्ट्रीय स्तर पर बाजार पहुंच की आवश्यकता। |
| ENERGY STAR / DLC | ऊर्जा दक्षता प्रमाणन | प्रकाश व्यवस्था के लिए ऊर्जा दक्षता और प्रदर्शन प्रमाणन। | सरकारी खरीद, सब्सिडी कार्यक्रमों में उपयोग, प्रतिस्पर्धात्मकता बढ़ाता है। |