Ciri LED RGB

Lampu latar yang menukar warnanya kelihatan hebat. Ia digunakan untuk objek pengiklanan, pencahayaan hiasan objek seni bina, semasa pelbagai pertunjukan dan acara awam. Satu cara untuk melaksanakan lampu latar sedemikian ialah menggunakan LED tiga warna.

Apakah LED RGB

Peranti semikonduktor pemancar cahaya biasa mempunyai satu simpang p-n dalam satu pakej, atau ia adalah matriks beberapa simpang yang serupa (teknologi COB). Ini membolehkan anda mendapatkan satu warna cahaya pada setiap saat - secara langsung dari penggabungan semula pembawa utama atau dari cahaya sekunder fosfor. Teknologi kedua memberi pembangun peluang yang luas dalam memilih warna cahaya, tetapi peranti tidak boleh menukar warna sinaran semasa operasi.

LED RGB mengandungi tiga persimpangan p-n dengan warna cahaya yang berbeza dalam satu pakej:

• merah (Merah);
• hijau (Hijau);
• biru.

Singkatan nama Inggeris bagi setiap warna memberi nama kepada jenis LED ini.

Jenis diod RGB

LED tiga warna dibahagikan kepada tiga jenis mengikut kaedah menyambungkan kristal di dalam kes:

• dengan anod biasa (mempunyai 4 output);
• dengan katod biasa (mempunyai 4 keluaran);
• dengan elemen berasingan (mempunyai 6 kesimpulan).

Jenis pelaksanaan LED tiga warna.

Cara peranti dikawal bergantung pada versi LED.

Mengikut jenis kanta, LED adalah:

• dengan kanta telus;
• dengan kanta beku.

Unsur RGB kanta jelas mungkin memerlukan penyebar cahaya tambahan untuk mencapai warna bercampur. Jika tidak, komponen warna individu mungkin kelihatan.

Baca juga

Penerangan terperinci tentang ciri dan jenis LED

 

Prinsip operasi

Prinsip operasi LED RGB adalah berdasarkan pencampuran warna. Pencucuhan terkawal satu, dua atau tiga elemen membolehkan anda mendapat cahaya yang berbeza.

Palet pencampuran warna diskret.

Menghidupkan kristal secara individu memberikan tiga warna yang sepadan. Kemasukan berpasangan membolehkan anda mencapai cahaya:

• simpang p-n merah + hijau akhirnya akan memberikan kuning;
• biru + hijau apabila dicampur memberikan pirus;
• merah + biru jadikan ungu.

Kemasukan ketiga-tiga elemen membolehkan anda mendapat warna putih.

Lebih banyak kemungkinan diberikan dengan mencampurkan warna dalam pelbagai perkadaran. Ini boleh dilakukan dengan mengawal kecerahan cahaya setiap kristal secara berasingan. Untuk melakukan ini, anda mesti melaraskan arus yang mengalir melalui LED secara individu.

Palet pencampuran warna dalam nisbah yang berbeza

Baca juga

Peranti dan prinsip operasi LED

 

Kawalan LED RGB dan gambarajah pendawaian

LED RGB dikawal dengan cara yang sama seperti LED konvensional - dengan menggunakan voltan anod-katod terus dan mencipta arus melalui persimpangan p-n.Oleh itu, adalah perlu untuk menyambungkan elemen tiga warna kepada sumber kuasa melalui perintang balast - setiap kristal melalui perintangnya sendiri. Kira ia boleh melalui arus terkadar unsur dan voltan operasi.

Walaupun digabungkan dalam pakej yang sama, kristal yang berbeza boleh mempunyai parameter yang berbeza, jadi ia tidak boleh disambung secara selari.

Ciri-ciri tipikal untuk peranti tiga warna berkuasa rendah dengan diameter 5 mm diberikan dalam jadual.

Jelas sekali, kristal merah mempunyai voltan hadapan yang separuh daripada dua yang lain. Kemasukan elemen selari akan membawa kepada kecerahan cahaya yang berbeza atau kegagalan satu atau semua simpang p-n.

Disambungkan secara kekal kepada sumber kuasa tidak membenarkan anda menggunakan keupayaan penuh elemen RGB. Dalam mod statik, peranti tiga warna hanya melaksanakan fungsi satu monokrom, tetapi kos lebih tinggi daripada LED konvensional. Oleh itu, mod dinamik adalah lebih menarik, di mana warna cahaya boleh dikawal. Ini dilakukan melalui mikropengawal. Outputnya dalam kebanyakan kes memberikan arus keluaran 20 mA, tetapi ini perlu dinyatakan dalam lembaran data setiap kali. Sambungkan LED ke port output melalui perintang pengehad arus. Pilihan tolak ansur apabila menghidupkan litar mikro daripada 5 V ialah rintangan 220 ohm.

Menyambungkan elemen RGB ke output mikropengawal.

Elemen dengan katod biasa dikawal dengan menggunakan unit logik pada output, dengan anod biasa - sifar logik. Tidak sukar untuk menukar kekutuban isyarat kawalan secara pemrograman. LED dengan output berasingan boleh menyambung dan mengurus dalam apa cara sekalipun.

Jika output mikropengawal tidak direka bentuk untuk arus undian LED, LED mesti disambungkan melalui suis transistor.

Menyambungkan LED melalui suis transistor.

Dalam litar ini, kedua-dua jenis LED dinyalakan dengan menggunakan tahap positif pada input utama.

Telah disebutkan bahawa kecerahan cahaya dikawal dengan menukar arus melalui elemen pemancar cahaya. Output digital mikropengawal tidak dapat mengawal arus secara langsung, kerana ia mempunyai dua keadaan - tinggi (bersamaan dengan voltan bekalan) dan rendah (bersamaan dengan voltan sifar). Tiada kedudukan perantaraan, jadi cara lain digunakan untuk melaraskan arus. Sebagai contoh, kaedah modulasi lebar nadi (PWM) bagi isyarat kawalan. Intipatinya terletak pada hakikat bahawa bukan voltan malar digunakan pada LED, tetapi denyutan frekuensi tertentu. Mikropengawal, mengikut program, menukar nisbah nadi dan jeda. Ini mengubah voltan purata dan arus purata melalui LED pada amplitud voltan malar.

Prinsip mengawal voltan dan arus purata menggunakan PWM.

Terdapat pengawal khusus yang direka khusus untuk mengawal cahaya LED tiga warna. Mereka dijual dalam bentuk peranti siap. Mereka juga menggunakan kaedah PWM.

Pengawal industri untuk mengawal warna cahaya.

Pinout

Pinout LED dengan anod atau katod biasa.

Sekiranya terdapat LED baru yang tidak dipateri, maka pinout boleh ditentukan secara visual. Untuk sebarang jenis sambungan (anod biasa atau katod biasa), plumbum yang disambungkan kepada ketiga-tiga elemen mempunyai panjang terpanjang.Jika anda menghidupkan kes itu supaya kaki panjang berada di sebelah kiri, maka di sebelah kirinya akan ada keluaran "merah", dan di sebelah kanan - pertama "hijau", kemudian "biru". Jika LED sudah digunakan, outputnya boleh dipendekkan sewenang-wenangnya, dan anda perlu menggunakan kaedah lain untuk menentukan pinout:

1. Anda boleh menentukan wayar biasa dengan multimeter. Ia adalah perlu untuk menghidupkan peranti dalam mod ujian diod dan menyambungkan pengapit peranti ke kaki biasa yang dimaksudkan dan kepada mana-mana yang lain, kemudian menukar kekutuban sambungan (seperti dalam ujian biasa persimpangan semikonduktor). Jika output biasa yang dijangkakan ditentukan dengan betul, maka (dengan ketiga-tiga elemen yang boleh diservis) penguji akan menunjukkan rintangan tak terhingga dalam satu arah, dan rintangan terhingga di arah yang lain (nilai tepat bergantung pada jenis LED). Jika dalam kedua-dua kes terdapat isyarat terbuka pada paparan penguji, maka output dipilih secara tidak betul, dan ujian mesti diulang dengan kaki yang lain. Ia mungkin ternyata bahawa voltan ujian multimeter cukup untuk menyalakan kristal. Dalam kes ini, anda juga boleh mengesahkan ketepatan pinout dengan warna cahaya persimpangan p-n.
2. Cara lain ialah menggunakan kuasa pada terminal biasa yang dimaksudkan dan mana-mana kaki LED yang lain. Jika titik biasa dipilih dengan betul, ini boleh disahkan oleh cahaya kristal.

Penting! Apabila memeriksa dengan sumber kuasa, adalah perlu untuk menaikkan voltan dengan lancar daripada sifar dan tidak melebihi nilai 3.5-4 V. Jika tiada sumber terkawal, anda boleh menyambungkan LED ke output voltan DC melalui pengehad arus perintang.

Untuk LED dengan pin berasingan, takrifan pinout dikurangkan kepada penjelasan polariti dan susunan kristal mengikut warna.Ini juga boleh dilakukan menggunakan kaedah di atas.

Ia akan berguna untuk mengetahui:

Kebaikan dan Keburukan LED RGB

RGB-LED mempunyai semua kelebihan yang dimiliki oleh unsur pemancar cahaya semikonduktor. Ini adalah kos rendah, kecekapan tenaga yang tinggi, hayat perkhidmatan yang panjang, dsb. Kelebihan tersendiri LED tiga warna ialah keupayaan untuk mendapatkan hampir semua warna cahaya dengan cara yang mudah dan pada harga yang rendah, serta menukar warna dalam dinamik.

Kelemahan utama RGB-LED adalah kemustahilan untuk mendapatkan putih tulen dengan mencampurkan tiga warna. Ini memerlukan tujuh warna (contohnya ialah pelangi - tujuh warnanya adalah hasil daripada proses terbalik: penguraian cahaya boleh dilihat kepada komponen). Ini mengenakan sekatan ke atas penggunaan lampu tiga warna sebagai elemen pencahayaan. Untuk sedikit mengimbangi ciri yang tidak menyenangkan ini, prinsip RGBW digunakan semasa membuat jalur LED. Untuk setiap LED tiga warna, satu elemen cahaya putih dipasang (disebabkan oleh fosfor). Tetapi kos peranti pencahayaan sedemikian meningkat dengan ketara. LED RGBW juga tersedia. Mereka mempunyai empat kristal yang dipasang dalam kes itu - tiga untuk mendapatkan warna asal, yang keempat - untuk mendapatkan putih, ia memancarkan cahaya kerana fosfor.

Gambar rajah pendawaian untuk versi RGBW dengan kenalan tambahan.

Seumur hidup

Tempoh operasi peranti tiga kristal ditentukan oleh masa antara kegagalan unsur yang paling singkat. Dalam kes ini, ia adalah lebih kurang sama untuk ketiga-tiga simpang p-n. Pengilang menuntut hayat perkhidmatan elemen RGB pada tahap 25,000-30,000 jam. Tetapi angka ini mesti dirawat dengan berhati-hati.Jangka hayat yang dinyatakan adalah bersamaan dengan operasi berterusan selama 3-4 tahun. Tidak mungkin mana-mana pengeluar menjalankan ujian hayat (dan juga dalam pelbagai mod haba dan elektrik) untuk tempoh yang begitu lama. Pada masa ini, teknologi baharu muncul, ujian mesti dimulakan baharu - dan seterusnya ad infinitum. Tempoh jaminan operasi adalah lebih bermaklumat. Dan ia adalah 10,000-15,000 jam. Semua yang berikut adalah, paling baik, pemodelan matematik, paling teruk, pemasaran telanjang. Masalahnya ialah biasanya tiada maklumat waranti pengeluar untuk LED murah biasa. Tetapi anda boleh fokus pada 10,000-15,000 jam dan ingat tentang jumlah yang sama. Dan kemudian hanya bergantung pada nasib. Dan satu lagi perkara - hayat perkhidmatan sangat bergantung pada rejim haba semasa operasi. Oleh itu, elemen yang sama dalam keadaan yang berbeza akan bertahan untuk masa yang berbeza. Untuk memanjangkan hayat LED, seseorang mesti memberi perhatian kepada masalah pelesapan haba, jangan mengabaikan radiator dan mewujudkan keadaan untuk peredaran udara semula jadi, dan dalam beberapa kes menggunakan pengudaraan paksa.

Tetapi istilah yang dikurangkan adalah beberapa tahun beroperasi (kerana LED tidak akan berfungsi tanpa jeda). Oleh itu, penampilan LED tiga warna membolehkan pereka bentuk menggunakan peranti semikonduktor secara meluas dalam idea mereka, dan jurutera untuk melaksanakan idea ini "dalam perkakasan".