एकीकृत ड्राइवर के साथ एसएमडी आरजीबी एलईडी - 3.2x2.8x1.9mm - 5V - 88mW - लाल/हरा/नीला - अंग्रेजी डेटाशीट

1. उत्पाद अवलोकन

यह दस्तावेज़ एक मिनिएचर, सरफेस-माउंट LED घटक के लिए विशिष्टताओं का विवरण देता है, जिसे स्वचालित मुद्रित सर्किट बोर्ड असेंबली के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह उपकरण एक ही पैकेज के भीतर तीन अलग-अलग LED चिप्स (लाल, हरा, नीला) के साथ-साथ एक 8-बिट ड्राइवर एकीकृत सर्किट को एकीकृत करता है। यह एकीकरण प्रत्येक रंग चैनल के सटीक, स्वतंत्र नियंत्रण को सक्षम बनाता है, जिससे यह गतिशील रंग मिश्रण और उच्च-रिज़ॉल्यूशन चमक समायोजन की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त हो जाता है। घटक को उद्योग-मानक 8mm टेप पर आपूर्ति की जाती है, जो 7-इंच रीलों पर लपेटा जाता है, जिससे बड़े पैमाने पर, स्वचालित प्लेसमेंट सुविधाजनक हो जाता है।

1.1 विशेषताएँ

• RoHS पर्यावरण निर्देशों का अनुपालन करता है।
• उच्च दक्षता वाले AlInGaP (लाल) और InGaN (हरा, नीला) अर्धचालक पदार्थों का उपयोग करता है जो श्रेष्ठ चमक प्रदान करते हैं।
• एकीकृत 8-बिट ड्राइवर IC तीन रंग चैनलों (लाल, हरा, नीला) में से प्रत्येक के लिए 256 अलग-अलग चमक स्तर प्रदान करता है।
• 800 kHz से कम नहीं की उच्च डेटा स्कैन आवृत्ति सुचारू रंग संक्रमण और रीफ्रेश दर सुनिश्चित करती है।
• मानक स्वचालित पिक-एंड-प्लेस उपकरणों के साथ संगतता के लिए 8mm कैरियर टेप पर पैकेज्ड।
• इन्फ्रारेड (IR) रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के साथ संगत, लीड-मुक्त असेंबली के लिए उपयुक्त।
• माइक्रोकंट्रोलर और डिजिटल लॉजिक सर्किट के साथ आसान इंटरफेसिंग के लिए लॉजिक-लेवल इनपुट संगत।

1.2 अनुप्रयोग

यह उपकरण इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए डिज़ाइन किया गया है जहाँ स्थान, स्वचालित असेंबली और सटीक रंग नियंत्रण महत्वपूर्ण हैं। प्राथमिक अनुप्रयोग क्षेत्रों में शामिल हैं:

• Backlighting: उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, कार्यालय स्वचालन और घरेलू उपकरणों में कीपैड, कीबोर्ड और सजावटी पैनल प्रकाश व्यवस्था।
• स्थिति संकेतक: दूरसंचार, नेटवर्किंग और औद्योगिक नियंत्रण उपकरणों में बहु-रंग स्थिति और सिग्नल संकेतक।
• Micro-Displays & Signage: सूचनात्मक डिस्प्ले, प्रतीकात्मक प्रकाश स्रोतों और सजावटी प्रकाश व्यवस्था के लिए कम रिज़ॉल्यूशन वाले पिक्सेल तत्व।

2. तकनीकी मापदंड: गहन वस्तुनिष्ठ व्याख्या

2.1 Absolute Maximum Ratings

ये मान उन तनाव सीमाओं को परिभाषित करते हैं जिनके परे डिवाइस को स्थायी क्षति हो सकती है। इन स्थितियों में संचालन की गारंटी नहीं है।

• Power Dissipation (P_D): 88 mW. यह पैकेज द्वारा ऊष्मा के रूप में व्यय की जा सकने वाली अधिकतम कुल शक्ति है। इस सीमा से अधिक होने पर आंतरिक IC और LED डाइस के अत्यधिक गर्म होने का जोखिम है।
• IC Supply Voltage (V_DD): +4.2V से +5.5V. एकीकृत ड्राइवर सर्किट को विश्वसनीय संचालन के लिए इस सीमा के भीतर एक विनियमित आपूर्ति की आवश्यकता होती है। इस सीमा से बाहर के वोल्टेज खराबी या क्षति का कारण बन सकते हैं।
• कुल अग्र धारा (I_F): 16 mA DC. यह अधिकतम धाराओं का योग है जो तीनों LED चैनलों को एक साथ आपूर्ति की जा सकती है।
• संचालन तापमान (T_op): -20°C से +85°C. यह डिवाइस इस परिवेश तापमान सीमा के भीतर कार्य करने की गारंटी है।
• Storage Temperature (T_stg): -30°C से +85°C.
• सोल्डरिंग तापमान: 260°C पर 10 सेकंड तक सहनशील, जो सामान्य लीड-मुक्त रीफ्लो प्रोफाइल के अनुरूप है।

महत्वपूर्ण डिज़ाइन नोट: एम्बेडेड IC संचालन के दौरान ऊष्मा उत्पन्न करता है। दीर्घकालिक विश्वसनीयता के लिए LED के सोल्डर पैड का तापमान 85°C से नीचे बनाए रखने के लिए एक सुव्यवस्थित PCB तापीय प्रबंधन प्रणाली (जैसे पर्याप्त कॉपर पॉर्स, तापीय वाया) आवश्यक है।

2.2 इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल विशेषताएँ

Measured at an ambient temperature (T_a) 25°C पर V के साथ_DD=5V और सभी रंग चैनल अधिकतम चमक पर सेट (डेटा = 8'b11111111).

• दीप्त तीव्रता (I_V):
  • लाल (AlInGaP): 71.0 - 180.0 mcd (मिलिकैंडेला)
  • Green (InGaN): 180.0 - 355.0 mcd
  • Blue (InGaN): 35.5 - 71.0 mcd
  किसी दिए गए यूनिट की विशिष्ट तीव्रता उसके बिन कोड द्वारा निर्धारित की जाती है (धारा 4 देखें)।
• देखने का कोण (2θ_1/2): 120 डिग्री। यह वह पूर्ण कोण है जिस पर दीप्त तीव्रता अपने शीर्ष अक्षीय मान के आधे तक गिर जाती है, जो एक विस्तृत, विसरित उत्सर्जन पैटर्न को इंगित करता है जो क्षेत्र प्रकाश व्यवस्था के लिए उपयुक्त है।
• प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λ_d):
  • लाल: 620.0 - 628.0 nm
  • हरा: 522.0 - 530.0 nm
  • Blue: 464.0 - 472.0 nm
  यह पैरामीटर प्रकाश के अनुभव किए गए रंग को परिभाषित करता है और यह बिनिंग के अधीन भी होता है।
• IC Output Current (I_F per channel): आमतौर पर V पर चलाए जाने पर प्रति रंग चैनल 5 mA_DD=5V. यह प्रत्येक एलईडी के लिए आंतरिक ड्राइवर द्वारा निर्धारित स्थिर धारा है।
• IC शांत धारा (I_DD): आमतौर पर 0.8 mA जब सभी एलईडी डेटा '0' (बंद अवस्था) पर सेट हो। यह सक्रिय रूप से एलईडी को प्रकाशित न करते समय ड्राइवर IC द्वारा स्वयं खपत की गई शक्ति है।

2.3 Digital Interface & Timing

डिवाइस 24-बिट डेटा (प्रत्येक लाल, हरा और नीला चैनल के लिए 8 बिट) प्राप्त करने के लिए एक सिंगल-वायर, सीरियल डेटा प्रोटोकॉल का उपयोग करता है।

• लॉजिक स्तर:
  • High-level input voltage (V_IH): ≥ 3.0V
  • Low-level input voltage (V_IL): ≤ 0.3 * V_DD
• Data Timing (T_H + T_L = 1.2 µs ± 300ns):
  • Bit '0': High time (T_0H) = 300ns ±150ns, Low time (T_0L) = 900ns ±150ns.
  • Bit '1': High time (T_1H) = 900ns ±150ns, Low time (T_1L) = 300ns ±150ns.
• Latch Time (LAT): डेटा लाइन पर 250 µs से अधिक समय तक रहने वाला एक लो पल्स डेटा फ्रेम के अंत का संकेत देता है। IC प्राप्त 24-बिट डेटा को लैच (स्टोर) करता है और तदनुसार LED आउटपुट अपडेट करता है। इस लैच अवधि के दौरान कोई डेटा ट्रांसमिशन नहीं होना चाहिए।

डेटा प्रवाह: डेटा को DIN पिन के माध्यम से सीरियल रूप से शिफ्ट इन किया जाता है। 24 बिट प्राप्त करने के बाद, एक लैच कमांड आंतरिक रजिस्टरों को अपडेट करता है। फिर डेटा DOUT पिन के माध्यम से पास आउट किया जाता है, जिससे एक ही माइक्रोकंट्रोलर पिन से कई डिवाइसों को डेज़ी-चेन किया जा सकता है।

3. बिनिंग सिस्टम स्पष्टीकरण

उत्पादन में रंग और चमक की एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए, उपकरणों को प्रदर्शन बिन में वर्गीकृत किया जाता है। दो प्रमुख पैरामीटर बिन किए जाते हैं: ल्यूमिनस इंटेंसिटी और डॉमिनेंट वेवलेंथ।

3.1 ल्यूमिनस इंटेंसिटी बिनिंग

प्रत्येक रंग चैनल को प्रत्येक बिन के भीतर ±15% की सहनशीलता के साथ अलग से बिन किया जाता है।

• Red: Bins Q1 (71.0-90.0 mcd), Q2 (90.0-112.0 mcd), R1 (112.0-140.0 mcd), R2 (140.0-180.0 mcd).
• हरा: Bins S1 (180.0-224.0 mcd), S2 (224.0-280.0 mcd), T1 (280.0-355.0 mcd).
• नीला: Bins N2 (35.5-45.0 mcd), P1 (45.0-56.0 mcd), P2 (56.0-71.0 mcd).

3.2 Dominant Wavelength (Hue) Binning

यह बिनिंग सटीक रंग बिंदु सुनिश्चित करती है। प्रत्येक बिन के भीतर सहनशीलता ±1 nm है।

• Red: Bin U (620.0-624.0 nm), Bin V (624.0-628.0 nm)।
• हरा: Bin P (522.0-526.0 nm), Bin Q (526.0-530.0 nm)।
• नीला: Bin C (464.0-468.0 nm), Bin D (468.0-472.0 nm)।

डिज़ाइन निहितार्थ: एकाधिक इकाइयों में समान रंग की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए, सख्त बिन कोड निर्दिष्ट करने या एक ही उत्पादन लॉट से खरीदने की सिफारिश की जाती है।

4. Mechanical & Package Information

4.1 Device Dimensions and Pinout

घटक का फुटप्रिंट कॉम्पैक्ट है। मुख्य आयामों में लगभग 3.2mm x 2.8mm का बॉडी आकार और 1.9mm की ऊंचाई शामिल है। अन्यथा निर्दिष्ट न होने पर सहनशीलता आमतौर पर ±0.15mm होती है।

पिन कॉन्फ़िगरेशन:

1. V_DD: एकीकृत ड्राइवर IC के लिए बिजली आपूर्ति इनपुट (+4.2V से +5.5V).
2. DIN: सीरियल डेटा इनपुट. RGB चैनलों के लिए नियंत्रण डेटा इस पिन के माध्यम से शिफ्ट किया जाता है.
3. V_SS: ग्राउंड कनेक्शन।
4. DOUT: सीरियल डेटा आउटपुट। एकाधिक उपकरणों को डेज़ी-चेन करने के लिए उपयोग किया जाता है; आंतरिक विलंब के बाद DIN से प्राप्त डेटा को आउटपुट करता है।

4.2 अनुशंसित PCB लैंड पैटर्न

विश्वसनीय सोल्डरिंग और यांत्रिक स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए एक सुझाया गया सोल्डर पैड लेआउट प्रदान किया गया है। डिज़ाइन में आमतौर पर थर्मल रिलीफ कनेक्शन और पर्याप्त पैड आकार शामिल होता है ताकि रीफ्लो के दौरान अच्छे सोल्डर जोड़ के निर्माण में सहायता मिल सके।

5. Assembly & Handling Guidelines

5.1 Soldering Process

यह डिवाइस लीड-मुक्त (Pb-free) सोल्डर का उपयोग करने वाली इन्फ्रारेड (IR) रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के साथ संगत है। अनुशंसित अधिकतम पीक बॉडी तापमान 260°C है, जिसे 10 सेकंड से अधिक समय तक नहीं पार किया जाना चाहिए। नमी-संवेदनशील घटकों (MSL) के लिए मानक रीफ्लो प्रोफाइल का पालन किया जाना चाहिए।

5.2 सफाई

यदि असेंबली के बाद सफाई आवश्यक है, तो असेंबल बोर्ड को कमरे के तापमान पर एथिल अल्कोहल या आइसोप्रोपाइल अल्कोहल में एक मिनट से अधिक समय तक न डुबोएं। अनिर्दिष्ट या आक्रामक रासायनिक क्लीनर के उपयोग से LED पैकेज सामग्री को नुकसान पहुंच सकता है।

5.3 इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) सावधानियाँ

इंटीग्रेटेड सर्किट और LED चिप्स इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज के प्रति संवेदनशील होते हैं। हैंडलिंग और असेंबली के दौरान उचित ESD नियंत्रण उपाय लागू होने चाहिए:

• कर्मियों को ग्राउंडेड कलाई पट्टियाँ या एंटी-स्टैटिक दस्ताने पहनने चाहिए।
• सभी कार्यस्थलों, उपकरणों और उपकरणों को ठीक से ग्राउंडेड किया जाना चाहिए।
• घटकों को ESD-सुरक्षात्मक पैकेजिंग में संग्रहीत और परिवहन करें।

5.4 भंडारण की स्थितियाँ

• सीलबंद नमी रोधी बैग (MBB): ≤30°C और ≤90% सापेक्ष आर्द्रता (RH) पर भंडारित करें। बैग सील करने की तारीख से, जब अंदर सिलिका जेल रखकर भंडारित किया जाए, तो शेल्फ लाइफ एक वर्ष है।
• After Bag Opening: यदि तुरंत उपयोग नहीं किया जाता है, तो घटकों को 30°C और 60% RH से अधिक नहीं वाले वातावरण में संग्रहित किया जाना चाहिए। खोलने के बाद दीर्घकालिक भंडारण के लिए, रीफ्लो से पहले मानक IPC/JEDEC नमी संवेदनशीलता स्तर प्रक्रियाओं के अनुसार बेकिंग की आवश्यकता हो सकती है।

6. पैकेजिंग और ऑर्डरिंग

6.1 टेप और रील विनिर्देश

यह डिवाइस स्वचालित असेंबली के लिए आपूर्ति किया जाता है:

• टेप की चौड़ाई: 8 मिमी.
• रील व्यास: 7 इंच (178 मिमी).
• Quantity per Reel: 4000 pieces.
• Minimum Order Quantity (MOQ): शेष मात्रा के लिए 500 टुकड़े।
• पॉकेट सीलिंग: घटक पॉकेट्स को एक टॉप कवर टेप से सील किया जाता है।
• लापता घटक: विशिष्टता के अनुसार अधिकतम दो लगातार खाली पॉकेट की अनुमति है।
• मानक: पैकेजिंग ANSI/EIA-481 विशिष्टताओं के अनुरूप है।

7. Application Notes & डिज़ाइन विचार

7.1 Typical Application Circuit

एक विशिष्ट कार्यान्वयन में एक माइक्रोकंट्रोलर के सामान्य-उद्देश्य I/O (GPIO) पिन को एक श्रृंखला में पहले LED के DIN से जोड़ना शामिल है। पहले LED का DOUT अगले LED के DIN से जुड़ता है, और इसी तरह आगे। इस प्रकार एक एकल GPIO लंबी LED स्ट्रिंग को नियंत्रित कर सकता है। V को एक स्थिर, डिकपल्ड 5V बिजली आपूर्ति प्रदान की जानी चाहिए।_DD पिन्स, प्रत्येक डिवाइस या डिवाइसों के छोटे समूह के पास एक स्थानीय बाईपास कैपेसिटर (जैसे, 100nF) लगा हो।

7.2 Thermal Management

रेटिंग्स में उजागर किए गए अनुसार, थर्मल डिज़ाइन महत्वपूर्ण है। पीसीबी को ग्राउंड (V) से जुड़े कॉपर प्लेन का उपयोग करना चाहिए।_SS) पैड्स को हीट सिंक के रूप में कार्य करने के लिए। डिवाइस के नीचे थर्मल वायस आंतरिक या निचली परतों में गर्मी स्थानांतरित करने में मदद कर सकते हैं। उच्च-चमक या उच्च-ड्यूटी-साइकल संचालन के लिए, पैड तापमान की निगरानी करें ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि यह 85°C से नीचे रहे।

7.3 Data Signal Integrity

लंबी डेज़ी चेन या विद्युत रूप से शोर वाले वातावरण के लिए, निम्नलिखित पर विचार करें:

• डेटा लाइनों को यथासंभव छोटा रखें।
• डेटा लाइनों को उच्च-धारा या स्विचिंग ट्रेस के समानांतर चलाने से बचें।
• माइक्रोकंट्रोलर के आउटपुट पिन के निकट लगाया गया एक छोटा श्रृंखला रोकनेवाला (जैसे, 33-100 Ω) डेटा लाइन पर रिंगिंग को कम करने में मदद कर सकता है।
• सुनिश्चित करें कि माइक्रोकंट्रोलर प्रोटोकॉल द्वारा आवश्यक सटीक 1.2µs बिट टाइमिंग उत्पन्न कर सकता है।

7.4 पावर सप्लाई सीक्वेंसिंग और इनरश करंट

जब एलईडी की एक लंबी श्रृंखला को पावर दी जाती है, तो आंतरिक ड्राइवर आईसी के एक साथ चालू होने से वी लाइन पर एक क्षणिक इनरश करंट स्पाइक हो सकता है।_DD बिजली की आपूर्ति और पीसीबी ट्रेस को इसका सामना करने के लिए पर्याप्त आकार का होना चाहिए ताकि वोल्टेज में महत्वपूर्ण गिरावट न हो। बड़े ऐरे में धीमी शुरुआत वाला सर्किट या अलग-अलग श्रृंखलाओं को चरणबद्ध तरीके से सक्षम करना आवश्यक हो सकता है।

8. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (तकनीकी मापदंडों के आधार पर)

8.1 क्या मैं इस LED को 3.3V microcontroller से चला सकता हूँ?

हाँ, लेकिन सावधानी के साथ। उच्च-स्तरीय इनपुट वोल्टेज (V_IH) की न्यूनतम आवश्यकता 3.0V है। 3.3V का लॉजिक हाई इस स्पेसिफिकेशन को पूरा करता है। हालाँकि, आपको यह सुनिश्चित करना होगा कि बिजली आपूर्ति (V_DD) अभी भी इसके निर्दिष्ट रेंज 4.2V से 5.5V के भीतर है। LED ड्राइवर IC को स्वयं 5V की आवश्यकता होती है, इसलिए आप इसे 3.3V से पावर नहीं दे सकते।

8.2 DOUT पिन का उद्देश्य क्या है?

DOUT पिन डेज़ी-चेनिंग की अनुमति देता है। IC आंतरिक रूप से आने वाले सीरियल डेटा को बफर करता है और एक निश्चित विलंब के बाद इसे आउटपुट करता है। यह एक माइक्रोकंट्रोलर से एक ही डेटा लाइन को श्रृंखला में असीमित संख्या में LEDs को डेटा प्रदान करने की अनुमति देता है, क्योंकि प्रत्येक डिवाइस डेटा स्ट्रीम को अगले डिवाइस तक पहुंचाता है।

8.3 कुल बिजली खपत की गणना कैसे करूँ?

कुल बिजली, एलईडी बिजली और आईसी निष्क्रिय बिजली का योग है।
एलईडी बिजली (अधिकतम): (V_DD * मैं_{F_Red}) + (V_DD * मैं_{F_Green}) + (V_DD * मैं_{F_Blue}) ≈ 5V * (5mA+5mA+5mA) = 75mW.
IC Quiescent Power: V_DD * मैं_DD ≈ 5V * 0.8mA = 4mW.
अनुमानित कुल (सभी चालू): 79mW, जो 88mW की अधिकतम क्षय सीमा से कम है। याद रखें, यह पूर्ण चमक पर है। कम चमक सेटिंग्स कम शक्ति की खपत करेंगी।

8.4 250µs की न्यूनतम लैच समय क्यों है?

लैच समय (LAT) एक रीसेट अवधि है। 250µs से अधिक समय तक रहने वाला लो सिग्नल IC को बताता है कि वर्तमान 24-बिट डेटा फ्रेम पूरा हो गया है और उसे अपने आउटपुट रजिस्टर्स को अपडेट करना चाहिए। यह तंत्र नियंत्रक और LED श्रृंखला के बीच विश्वसनीय सिंक्रनाइज़ेशन सुनिश्चित करता है, जिससे खराब डेटा प्रदर्शित होने से रोका जाता है।