SMD RGB LED 12-23C स्पेसिफिकेशन शीट - 8mm टेप एंड रील - 5V पावर सप्लाई - 256 ग्रेडेशन PWM कंट्रोल - हिंदी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

12-23C एक कॉम्पैक्ट सरफेस माउंट डिवाइस (SMD) है जो तीन स्वतंत्र एलईडी चिप्स (लाल, हरा, नीला) और एक समर्पित 3-चैनल कॉन्स्टेंट करंट ड्राइव IC को एकीकृत करता है। यह एकीकृत डिज़ाइन एकल माइक्रो पैकेज में पूर्ण रंग कार्यक्षमता प्राप्त करने और सटीक डिजिटल नियंत्रण का समर्थन करने में सक्षम बनाता है। इसका मुख्य लाभ यह है कि यह उन अनुप्रयोगों के लिए उच्च घनत्व वाली PCB डिज़ाइन को सक्षम बनाता है जिन्हें ज्वलंत, गतिशील रूप से नियंत्रित रंगीन प्रकाश व्यवस्था की आवश्यकता होती है और जो जटिल बाहरी ड्राइव सर्किट का उपयोग नहीं करना चाहते हैं।

इसकी मुख्य कार्यक्षमता एक एकीकृत सर्किट द्वारा संचालित होती है जो सीरियल डिजिटल डेटा सिग्नल प्राप्त करता है। यह सिग्नल 24-बिट डेटा (प्रत्येक रंग चैनल के लिए 8 बिट) शामिल करता है, जो प्रत्येक रंग के लिए 256 अलग-अलग ग्रे स्केल स्तरों को सक्षम बनाता है, जिससे 16 मिलियन से अधिक संभावित रंग संयोजन उत्पन्न होते हैं। यह डिवाइस 8mm टेप और रील पैकेजिंग में आता है और 7 इंच व्यास के रील पर लपेटा जाता है, जो उच्च गति स्वचालित पिक-एंड-प्लेस असेंबली उपकरणों के साथ पूरी तरह संगत है।

2. तकनीकी विनिर्देश विवरण

2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग

ये रेटिंग उन सीमाओं को परिभाषित करती हैं जिनसे उपकरण को स्थायी क्षति हो सकती है। संचालन हमेशा निम्नलिखित सीमाओं के भीतर रहना चाहिए।

• पावर सप्लाई वोल्टेज (VDD):+3.8V से +5.5V। यह आंतरिक ड्राइवर IC लॉजिक और कंट्रोल सर्किट के संचालन वोल्टेज की सीमा है।
• आउटपुट वोल्टेज (VOUT):अधिकतम 17V. यह रेटिंग LED एनोड से जुड़े आंतरिक ड्राइवर आउटपुट ट्रांजिस्टर की वोल्टेज सहनशीलता से संबंधित है।
• इनपुट वोल्टेज (VIN):-0.5V से VDD+0.5V. यह डिजिटल इनपुट पिन (DIN) के लिए लागू होता है। इस सीमा से अधिक होने पर इनपुट सुरक्षा संरचना क्षतिग्रस्त हो सकती है।
• इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD):2000V (ह्यूमन बॉडी मॉडल)। यह मध्यम स्तर के ESD संरक्षण को दर्शाता है; सही हैंडलिंग प्रक्रियाओं का पालन करने की अभी भी सिफारिश की जाती है।
• ऑपरेटिंग तापमान (Topr):-20°C से +70°C। विश्वसनीय संचालन सुनिश्चित करने के लिए परिवेश तापमान सीमा।
• भंडारण तापमान (Tstg):-40°C से +90°C।
• सोल्डरिंग तापमान:यह उपकरण 260°C के शिखर तापमान पर 10 सेकंड के लिए रिफ्लो वेल्डिंग, या 350°C पर 3 सेकंड के लिए हैंड वेल्डिंग के लिए उपयुक्त है।

2.2 अनुशंसित कार्य स्थितियाँ

ये वे कार्य स्थितियाँ हैं जो इष्टतम प्रदर्शन सुनिश्चित करती हैं।

• पावर सप्लाई वोल्टेज (VDD):5.0V (विशिष्ट मान)। यह उपकरण 5V लॉजिक पावर सप्लाई के लिए डिज़ाइन किया गया है।
• इनपुट लॉजिक स्तर:
  • उच्च-स्तरीय इनपुट वोल्टेज (VIH): न्यूनतम 0.7*VDD। सिग्नल को लॉजिक "1" के रूप में पहचाने जाने के लिए इस स्तर से ऊपर होना चाहिए।
  • निम्न स्तर इनपुट वोल्टेज (VIL): अधिकतम 0.3*VDD। सिग्नल को तर्क "0" के रूप में पहचाने जाने के लिए इस स्तर से नीचे होना चाहिए।
• प्रसार विलंब (TPLZ):अधिकतम 300 ns। यह डेटा सिग्नल के DIN पिन से DOUT पिन तक प्रसारित होने में लगने वाला समय विलंब है, जो डेज़ी चेन कॉन्फ़िगरेशन में अधिकतम डेटा ट्रांसफर गति निर्धारित करने के लिए महत्वपूर्ण है।
• आउटपुट फॉल टाइम (TTHZ):R/G/B आउटपुट चैनल अधिकतम 20 µs। यह PWM स्विचिंग विशेषताओं को प्रभावित करता है।
• इनपुट कैपेसिटेंस (CI):अधिकतम 15 pF। DIN पिन द्वारा प्रस्तुत कैपेसिटिव लोड।

2.3 ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक विशेषताएँ

माप की शर्तें: प्रत्येक रंग चिप के लिए फॉरवर्ड करंट (IF) 5mA, परिवेश का तापमान (Ta) 25°C।

• ल्यूमिनस इंटेंसिटी (Iv):
  • लाल (RS): विशिष्ट बिनिंग के आधार पर, टाइपिकल मान 22.5 mcd से 72.0 mcd तक होता है।
  • हरा (GH): विशिष्ट मान 45.0 mcd से 140.0 mcd तक होता है।
  • नीला (BH): विशिष्ट मान 18.0 mcd से 57.0 mcd तक होता है।
• दृश्य कोण (2θ1/2):130 डिग्री (विशिष्ट मान)। यह विस्तृत दृष्टिकोण सफेद विसरित राल लेंस की एक विशेषता है।
• शिखर तरंगदैर्ध्य (λp):
  • लाल: 632 nm
  • हरा: 518 nm
  • नीला: 468 nm
• प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd):मानव आँख द्वारा अनुभव किया गया रंग का तरंगदैर्ध्य।
  • लाल: 617.5 nm से 629.5 nm
  • हरा: 525.0 nm से 540.0 nm
  • नीला: 464.5 nm से 476.5 nm
• स्पेक्ट्रल बैंडविड्थ (Δλ):
  • Red: 20 nm
  • Green: 35 nm
  • नीला: 25 nm

3. ग्रेडिंग सिस्टम विवरण

यह उपकरण महत्वपूर्ण प्रकाशिक मापदंडों के आधार पर ग्रेड किया जाता है ताकि एक ही उत्पादन बैच के भीतर रंग और चमक की एकरूपता सुनिश्चित की जा सके।

3.1 ल्यूमिनस इंटेंसिटी ग्रेडिंग

प्रत्येक रंग चिप को अलग से ग्रेड किया जाता है। ग्रेडिंग कोड (जैसे M2, N1, P2) IF=5mA पर न्यूनतम और अधिकतम ल्यूमिनस इंटेंसिटी रेंज को परिभाषित करते हैं। उदाहरण के लिए, P1 ग्रेड की लाल चिप की तीव्रता 45.0 से 57.0 mcd के बीच होती है। डेटाशीट लाल (RS), हरा (GH) और नीला (BH) के लिए विस्तृत ग्रेडिंग तालिका प्रदान करती है। ल्यूमिनस इंटेंसिटी की सहनशीलता ±11% है।

3.2 प्रमुख तरंगदैर्ध्य ग्रेडिंग

तीव्रता के समान, रंग बिंदु को नियंत्रित करने के लिए प्रमुख तरंगदैर्ध्य का भी ग्रेडिंग किया जाता है। उदाहरण के लिए, "Y" ग्रेड वाले हरे चिप का प्रमुख तरंगदैर्ध्य 525.0 nm से 530.0 nm के बीच होता है। स्पेसिफिकेशन शीट तीनों रंगों के लिए ग्रेडिंग तालिका प्रदान करती है। प्रमुख तरंगदैर्ध्य की सहनशीलता ±1nm निर्धारित की गई है।

4. प्रदर्शन और टाइमिंग विश्लेषण

4.1 Timing Waveforms and Communication Protocol

यह डिवाइस एक सिंगल-वायर सीरियल कम्युनिकेशन प्रोटोकॉल का उपयोग करता है। डेटा सिग्नल के राइजिंग एज पर लैच किया जाता है। प्रोटोकॉल दो लॉजिकल लेवल को परिभाषित करता है: "0" कोड और "1" कोड, प्रत्येक की विशिष्ट हाई-लेवल अवधि (T1H, T0H) और लो-लेवल अवधि (T1L, T0L) आवश्यकताएँ होती हैं।

• T0H:300 ns ±80 ns (0 कोड, उच्च स्तर का समय)।
• T0L:900 ns ±80 ns (0 कोड, निम्न स्तर का समय)।
• T1H:900 ns ±80 ns (1 कोड, उच्च स्तर का समय)।
• T1L:300 ns ±80 ns (1 बिट, लो-लेवल समय)।
• RES (रीसेट समय):>50 µs。DIN引脚上的低电平信号持续时间超过此值，将复位内部移位寄存器并将数据锁存到输出。

24-बिट डेटा क्रमिक रूप से प्रसारित होता है: आमतौर पर 8-बिट हरा, 8-बिट लाल, 8-बिट नीला (GRB क्रम)। एकाधिक उपकरणों का डेटा एक उपकरण के DOUT से अगले उपकरण के DIN तक डेज़ी-चेन किया जा सकता है।

4.2 अनुप्रयोग सर्किट

5V सिस्टम के लिए, डेटाशीट AVDD (पावर) और GND पिन के बीच एक 0.1 µF डिकपलिंग कैपेसिटर रखने की सलाह देती है, और इसे यथासंभव उपकरण के करीब रखा जाना चाहिए ताकि शोर को कम किया जा सके और स्थिर संचालन सुनिश्चित हो सके। आंतरिक ड्राइवर स्थिर-धारा प्रकार का है; हालाँकि, पूर्ण अधिकतम रेटिंग इंगित करती है कि ओवरकरेंट स्थितियों को रोकने के लिए, लागू ड्रेन वोल्टेज (LED एनोड वोल्टेज, VDD से ऊपर) के आधार पर बाहरी करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर की आवश्यकता हो सकती है। विशिष्ट रेसिस्टर मान लक्ष्य LED धारा और उस धारा पर LED चिप के फॉरवर्ड वोल्टेज द्वारा निर्धारित होता है।

5. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी

5.1 Package Dimensions

यह डिवाइस कॉम्पैक्ट SMD पैकेज आकार में उपलब्ध है। आयाम चित्र बॉडी आयाम और पिन कॉन्फ़िगरेशन दर्शाता है। सभी अनिर्दिष्ट सहनशीलताएं ±0.1mm हैं। पिन परिभाषा निम्नानुसार है:

1. DIN:सीरियल कंट्रोल सिग्नल के लिए डेटा इनपुट।
2. GND:डेटा और पावर की सामान्य ग्राउंड।
3. DOUT:डेटा आउटपुट, अगले डिवाइस से डेज़ी-चेन कनेक्शन के लिए।
4. AVDD:पावर इनपुट, +5V से कनेक्ट करें।

5.2 Packaging Specifications

यह डिवाइस नमी-सुरक्षात्मक पैकेजिंग में आपूर्ति की जाती है।

• कैरियर टेप:8mm चौड़ी कैरियर टेप, 7 इंच व्यास के रील पर लपेटी गई। प्रत्येक रील में 2000 टुकड़े होते हैं।
• नमी संवेदनशीलता:यह घटक नमी के प्रति संवेदनशील है (संभवतः MSL 3 या समान स्तर)। सावधानियों में शामिल हैं:
  • बैग खोलने से पहले भंडारण: ≤30°C / ≤90% RH।
  • बैग खोलने के बाद कार्यशाला जीवन: ≤30°C / ≤60% RH स्थितियों में 24 घंटे।
  • यदि कार्यशाला जीवन से अधिक हो जाता है, तो अप्रयुक्त घटकों को ड्रायर के साथ फिर से सील पैक किया जाना चाहिए।
  • यदि डिसिकेंट इंडिकेटर संतृप्ति या भंडारण समय से अधिक दिखाता है, तो बेकिंग की आवश्यकता है।
• रील और कैरियर टेप आयाम:रील, कैरियर टेप पॉकेट और कवर टेप के विस्तृत चित्र प्रदान किए गए हैं।
• लेबल जानकारी:रील लेबल में ग्राहक पार्ट नंबर (CPN), उत्पाद संख्या (P/N), मात्रा (QTY) और चमकदार तीव्रता (CAT), तरंगदैर्ध्य (HUE) और फॉरवर्ड वोल्टेज (REF) के विशिष्ट बिनिंग कोड फ़ील्ड शामिल हैं।

6. वेल्डिंग, असेंबली और उपयोग मार्गदर्शिका

6.1 वेल्डिंग प्रक्रिया संगतता

12-23C兼容红外和汽相回流焊接工艺，遵循峰值温度为260°C、最长10秒的焊接曲线。它也适用于350°C、3秒的手工焊接。产品为无铅设计，符合RoHS、欧盟REACH和无卤标准（Br <900ppm, Cl <900ppm, Br+Cl <1500ppm）。

6.2 प्रमुख उपयोग संबंधी सावधानियाँ

• ओवरकरंट सुरक्षा:प्रत्येक LED रंग चैनल के साथ श्रृंखला में एक बाह्य करंट-सीमित रोकनेवाला का उपयोग अनिवार्य है। LED फॉरवर्ड वोल्टेज में नकारात्मक तापमान गुणांक होता है, जिसका अर्थ है कि तापमान बढ़ने पर करंट बढ़ जाता है। रोकनेवाला के बिना, बिजली आपूर्ति वोल्टेज या जंक्शन तापमान में मामूली वृद्धि भी थर्मल रनवे और डिवाइस विफलता का कारण बन सकती है।
• ESD सावधानियाँ:हालांकि रेटिंग 2000V HBM है, असेंबली और संचालन प्रक्रियाओं के दौरान मानक ESD हैंडलिंग प्रक्रियाओं का पालन किया जाना चाहिए।
• थर्मल प्रबंधन:अधिकतम कार्य जंक्शन तापमान ड्राइवर IC और LED चिप द्वारा सीमित है। गर्मी को दूर करने के लिए, विशेष रूप से उच्च धारा पर LED चलाते समय, GND पैड के लिए पर्याप्त PCB कॉपर क्षेत्र (थर्मल पैड) का उपयोग किया जाना चाहिए।

7. अनुप्रयोग सुझाव एवं डिज़ाइन विचार

7.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य

• इंडोर/आउटडोर LED वीडियो डिस्प्ले:छोटे आकार, एकीकृत ड्राइवर और डेज़ी-चेन क्षमता के कारण, यह छोटे पिच डिस्प्ले के लिए आदर्श है।
• फुल-कलर एलईडी लाइट स्ट्रिप:एड्रेसेबल, प्रोग्रामेबल आरजीबी प्रकाश स्ट्रिप प्राप्त की जा सकती है।
• LED सजावटी प्रकाश व्यवस्था:वास्तुकला प्रकाश व्यवस्था, साइनेज और परिवेश प्रकाश व्यवस्था।
• बैकलाइट:डायनामिक रंगों की आवश्यकता वाले डैशबोर्ड, स्विच, एलसीडी और प्रतीकों के लिए उपयुक्त।
• संचार उपकरण:स्थिति संकेतक और कीबोर्ड बैकलाइट।

7.2 डिज़ाइन विचार

• बिजली की आपूर्ति:स्वच्छ, विनियमित 5V बिजली की आपूर्ति का उपयोग करें। शोर प्रतिरोध के लिए 0.1µF डिकपलिंग कैपेसिटर महत्वपूर्ण है।
• डेटा लाइन अखंडता:लंबी डेज़ी-चेन या उच्च-गति डेटा ट्रांसफर के लिए, ट्रेस प्रतिबाधा पर विचार करने की आवश्यकता होती है, और रिंगिंग को कम करने के लिए ड्राइवर आउटपुट के पास एक श्रृंखला अवरोधक जोड़ने की आवश्यकता हो सकती है।
• करंट सेटिंग:使用以下公式计算外部电阻值（Rext）：Rext = (Vdrain - Vf_led - Vds_sat) / Iled_target。其中，Vdrain是阳极电源电压（<17V），Vf_led是目标电流下LED的正向电压，Vds_sat是驱动输出晶体管饱和电压（如果可用，来自驱动IC规格书），Iled_target是所需的LED电流（例如，规格测量时的5mA）。
• रंग एकरूपता:रंग समरूपता की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए, आपूर्तिकर्ता को सख्त बिनिंग कोड (CAT और HUE) निर्दिष्ट करना चाहिए।

8. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण

12-23C की मुख्य विशिष्टता LED चिप और ड्राइवर IC के एकीकरण में निहित है। अलग-अलग LED और स्वतंत्र ड्राइवर IC के उपयोग वाले समाधान की तुलना में, यह समाधान प्रदान करता है:

• घटकों की संख्या में कमी:कम घटकों को रखने और सोल्डर करने की आवश्यकता होती है।
• छोटा पैकेज आकार:उच्च घनत्व वाली डिज़ाइन प्राप्त की जा सकती है।
• PCB लेआउट सरलीकरण:केंद्रीय IC से दूरस्थ LED तक उच्च धारा ड्राइविंग ट्रेस बिछाने की आवश्यकता नहीं है।
• डिजिटल नियंत्रण सरल है:एकल डेटा लाइन से रंग और चमक को नियंत्रित किया जा सकता है, जो अलग-अलग चैनलों के एनालॉग PWM नियंत्रण की तुलना में माइक्रोकंट्रोलर पिनों की संख्या और सॉफ्टवेयर जटिलता को कम करता है।
• डेज़ी-चेन कनेक्शन:लाइट स्ट्रिप्स जैसे रैखिक सरणियों की वायरिंग को सरल बनाता है।

9. सामान्य प्रश्नोत्तर (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)

प्रश्न: मैं अधिकतम कितनी डेटा दर का उपयोग कर सकता हूँ?
उत्तर: सीमित करने वाले कारक प्रसार विलंब (अधिकतम 300ns) और T0H/T1H की समयबद्धता आवश्यकताएँ हैं। डेटा चक्र के लिए एक रूढ़िवादी अनुमान लगभग 1.2µs ("0" बिट के लिए T0H+T0L) है, जो लगभग 833 kHz की डेटा दर के बराबर है। हालाँकि, फ्रेमों के बीच रीसेट समय (50µs) प्रभावी रीफ्रेश दर को कम कर देता है।

प्रश्न: क्या मैं LED को 5mA से अधिक धारा से चला सकता हूँ?
उत्तर: डेटाशीट केवल 5mA पर विशेषताओं को निर्दिष्ट करती है। उच्च धारा पर चलाने से प्रकाश उत्पादन बढ़ेगा, लेकिन बिजली की खपत, जंक्शन तापमान भी बढ़ेगा और जीवनकाल कम हो सकता है। अधिकतम धारा ड्राइवर IC की क्षमता और LED की स्वयं की रेटिंग द्वारा सीमित है, जिसका यहाँ पूरी तरह से विवरण नहीं दिया गया है। डीरेटिंग और थर्मल विश्लेषण महत्वपूर्ण हैं।

प्रश्न: बाहरी प्रतिरोध मान की गणना कैसे करें?
उत्तर: जैसा कि खंड 7.2 में वर्णित है। आपको LED की Vf वक्र (आमतौर पर डेटाशीट में विशिष्ट मान से अनुमानित) और एनोड पावर वोल्टेज (Vdrain) की आवश्यकता होती है। एक सामान्य Vdrain 12V है। 5mA पर लाल LED के उदाहरण के रूप में: यदि Vf_red ≈ 2.0V, Vds_sat ≈ 0.6V, तो R = (12V - 2.0V - 0.6V) / 0.005A = 1880 Ω। निकटतम मानक मान का उपयोग करें।

प्रश्न: पीक वेवलेंथ और डोमिनेंट वेवलेंथ में क्या अंतर है?
उत्तर: चरम तरंगदैर्ध्य (λp) LED के वर्णक्रमीय शक्ति वितरण वक्र के उच्चतम बिंदु पर तरंगदैर्ध्य है। प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd) शुद्ध एकवर्णी प्रकाश की तरंगदैर्ध्य है जो LED के अनुभव किए गए रंग से मेल खाती है। λd रंग मिश्रण और प्रदर्शन अनुप्रयोगों के लिए अधिक प्रासंगिक है।

10. कार्य सिद्धांत

यह उपकरण एक सरल सिद्धांत पर कार्य करता है। आंतरिक शिफ्ट रजिस्टर DIN पिन पर सीरियल डेटा प्राप्त करता है। यह डेटा इनपुट सिग्नल के टाइमिंग के अनुसार बिट दर बिट लैच किया जाता है। 24 बिट डेटा प्राप्त होने के बाद, DIN पिन पर RES समय (50µs) से अधिक अवधि का एक लो-लेवल सिग्नल इस डेटा को होल्डिंग रजिस्टर में लैच कर देता है। होल्डिंग रजिस्टर का मान तीन स्वतंत्र पल्स-विड्थ मॉड्यूलेशन (PWM) जनरेटरों को नियंत्रित करता है, प्रत्येक रंग चैनल (लाल, हरा, नीला) के लिए एक। प्रत्येक 8-बिट मान (0-255) अपने संबंधित PWM जनरेटर का ड्यूटी साइकिल सेट करता है, जिससे प्रत्येक LED चिप का समय के साथ औसत करंट और इस प्रकार इसकी चमक नियंत्रित होती है। मानव आंख इस तेजी से झिलमिलाहट को एकीकृत करके इसे समायोज्य तीव्रता वाले स्थिर रंग के रूप में अनुभव करता है। DOUT पिन इनपुट डेटा स्ट्रीम की बफर्ड कॉपी प्रदान करता है, जो बाद के असीमित संख्या में उपकरणों से निर्बाध डेज़ी-चेन कनेक्शन की अनुमति देता है।