RGB LED-i spetsifikatsioonid

Taustvalgus, mis muudab selle värvi, näeb välja tähelepanuväärne. Seda kasutatakse objektide reklaamimiseks, arhitektuuriobjektide dekoratiivseks valgustamiseks, erinevate etenduste ja avalike ürituste ajal. Üks viis sellise valgustuse rakendamiseks on kolmevärviliste LED-ide kasutamine.

Mis on RGB-LED

Tavalistel valgust kiirgavatel pooljuhtseadmetel on ühes pakendis üks p-n-siirde või mitme identse ristmiku maatriks (COB tehnoloogia). See võimaldab igal ajahetkel üht värvi luminestsentsi, kas otse põhikandjate rekombinatsioonist või fosfori sekundaarsest luminestsentsist. Teine tehnoloogia on andnud arendajatele laias valikus säravärvide valikuvõimalusi, kuid kiirguse värvi muuta seadme töötamise ajal ei saa.

RGB LED sisaldab kolme p-n ristmikku ühes korpuses erinevate luminestsentsi värvidega:

• punane;
• roheline (Roheline);
• Sinine.

Iga värvi ingliskeelsete nimede lühend ja andis seda tüüpi LED-i nime.

RGB LED-ide tüübid

Kolmevärvilised LED-id vastavalt sellele, kuidas kristallid on keha sees ühendatud, jagunevad kolme tüüpi:

• ühise anoodiga (on 4 kontakti);
• Ühise katoodiga (on 4 kontakti);
• eraldi elementidega (on 6 tihvti).

Kolmevärviliste LED-ide versioonide tüübid.

Sõltub LED-i konstruktsioonist, sõltub sellest, kuidas seadet juhitakse.

Vastavalt objektiivi tüübile on LED-id:

• Läbipaistva läätsega;
• Härmas objektiiviga.

Segavärvide jaoks läbipaistva objektiiviga RGB-elementide jaoks võib vaja minna täiendavaid valguse hajureid. Vastasel juhul võivad üksikud värvikomponendid olla nähtavad.

Loe ka

LED-ide omaduste ja tüüpide üksikasjalik kirjeldus

 

Tööpõhimõte

RGB LED-ide tööpõhimõte põhineb värvide segamisel. Ühe, kahe või kolme elemendi juhitav süüde võimaldab erinevat sära.

Diskreetsete värvide segamise palett.

Kristallide eraldi sisselülitamine annab kolm vastavat värvi. Paaripõhine kaasamine võimaldab saavutada sära:

• punane+roheline p-n ristmikud annavad lõpuks kollase värvuse;
• Sinine+roheline annab türkiissinise;
• punane+sinine annab sulle lilla.

Kõigi kolme elemendi kaasamine annab valge.

Palju rohkem võimalusi annab erinevates vahekordades värvide segamine. Seda saab teha iga kristalli heledust eraldi reguleerides. Selleks on vaja LED-e läbivat voolu eraldi reguleerida.

Värvide segamise palett erinevates vahekordades

Loe ka

LED-i disain ja töö

 

RGB-LED juhtimine ja vooluahela disain

Juhitavad RGB-LED-id samamoodi nagu tavalised LED-id – rakendades anood-katoodile alalispinget ja tekitades voolu läbi p-n-siirde. Seetõttu on vaja ühendada kolmevärviline element toiteallikaga läbi liiteseadiste takistite - iga kristall läbi oma takisti. Arvutada seda saab arvutada elemendi nimivoolu ja tööpinge kaudu.

Isegi samas korpuses kombineerituna võivad erinevatel kristallidel olla erinevad parameetrid, mistõttu neid ei saa paralleelselt ühendada.

5 mm läbimõõduga väikese võimsusega kolmevärvilise seadme tüüpilised omadused on toodud tabelis.

On ilmne, et punase kristalli alalispinge on kaks korda madalam kui kahel teisel.Elementide paralleelne ühendamine põhjustab ühe või kõigi p-n-ristmike erineva heleduse või rikke.

Pidev ühendus toiteallikaga ei võimalda kasutada kõiki RGB-elemendi võimalusi. Staatilises režiimis täidab kolmevärviline seade ainult ühevärvilise seadme funktsioone, kuid maksab palju rohkem kui tavaline LED. Seetõttu on palju huvitavam dünaamiline režiim, milles saate reguleerida sära värvi. Seda rakendatakse mikrokontrolleri abil. Selle väljundid annavad enamikul juhtudel väljundvoolu 20 mA, kuid seda tuleb iga kord andmelehel kontrollida. LED on vaja ühendada voolu piirava takistiga väljundportidega. Kompromissvariant on 220 oomi takistus, kui kiibil on toide 5 V.

RGB elementide ühendamine mikrokontrolleri väljunditega.

Ühiste katoodidega elemente juhitakse loogika 1 väljundisse söötmisega, ühiste anoodidega - loogika null. Juhtsignaali polaarsust on lihtne muuta tarkvara abil. Eraldi väljunditega LED-id võivad olla ühendada ja kontrolli mis tahes viisil.

Kui mikrokontrolleri väljundid ei ole ette nähtud LED-i nimivoolu jaoks, peate LED-i ühendama transistorlülitite kaudu.

LED-ide ühendamine transistorlülitite kaudu.

Nendes skeemides põlevad mõlemat tüüpi LED-id, rakendades lülitite sisenditele positiivset taset.

Mainiti, et heledust juhitakse valgust kiirgava elemendi kaudu voolu muutmisega. Mikrokontrolleri digitaalsed kontaktid ei saa otseselt voolu juhtida, kuna neil on kaks olekut - kõrge (vastab toitepingele) ja madal (vastab nullpingele). Vahepositsioone pole, seega kasutatakse voolu reguleerimiseks muid viise. Näiteks juhtsignaali impulsi laiuse modulatsiooni (PWM) meetod. Selle olemus seisneb selles, et LED-i ei toita pideva pingega, vaid teatud sagedusega impulssidega.Mikrokontroller vastavalt programmile muudab impulsi ja pausi suhet. See muudab keskmist pinget ja keskmist voolu läbi LED-i, samal ajal kui pinge amplituud jääb muutumatuks.

PWM-iga keskmise pinge ja voolu reguleerimise põhimõte.

Seal on spetsiaalsed kontrollerid, mis on loodud spetsiaalselt kolmevärviliste LED-ide sära juhtimiseks. Neid müüakse valmisseadmena. Nad kasutavad ka PWM-meetodit.

Tööstuslik kontroller valguse värvi reguleerimiseks.

Pinout

LED pinout ühise anoodi või katoodiga.

Kui on olemas uus jootmata LED, saab kontakti määramise visuaalselt kindlaks määrata. Mõlemat tüüpi ühenduse puhul (ühine anood või ühine katood) on kõigi kolme elemendiga ühendatud juhe pikim. Kui keerate korpust nii, et pikim jalg jääb vasakule poole, jääb "punane" juhe vasakule ja "roheline" juhe on kõigepealt paremal, seejärel "sinine" juhe. Kui valgusdiood oli juba kasutusel, võidi selle kontakte suvaliselt lühendada ja te peate pinouti määramiseks kasutama muid meetodeid:

1. Ühise juhtme saate määrata a-ga multimeeter. Seade tuleb sisse lülitada diooditesti režiimis ja ühendada seadme klemmid eeldatava ühise jalaga ja mis tahes muu jalaga, seejärel muuta ühenduse polaarsus (nagu tavalises pooljuhtide ristmiku testis). Kui oletatav ühine juhe on õigesti määratletud, näitab tester (kõik kolm heas seisukorras elementi) ühes suunas lõpmatut takistust, teises - lõplikku takistust (täpne väärtus sõltub LED-i tüübist). Kui mõlemal juhul kuvatakse testeri ekraanil purunemissignaal, tähendab see, et tihvt on valesti valitud ja peate testi korrata teise jalaga. Võib juhtuda, et multimeetri katsepingest piisab kristalli süütamiseks. Sel juhul saate lisaks kontrollida, kas tihvtide määramine on õige p-n-siirde helendusvärvi järgi.
2. Teine võimalus on anda toide eeldatavale ühisele tihvtile ja mis tahes muule LED-i jalale. Kui ühine punkt on õigesti valitud, saate seda kontrollida, vaadates kristalli sära.

Tähtis! Toiteallikaga testimisel tuleb pinge sujuvalt tõsta nullist ja mitte ületada väärtust 3,5-4 V. Kui reguleeritud allikat pole, saab LED-i ühendada alalispinge väljundiga voolu piirava takisti kaudu.

Eraldi tihvtidega LED-ide puhul taandub tihvtide määramine polaarsuse selgitamine ja kristallide paigutus värvi järgi. Seda saab teha ka ülaltoodud meetoditega.

Kasulik on lugeda:

RGB LED-ide plussid ja miinused

RGB-LED-idel on kõik pooljuhtide valgust kiirgavate elementide eelised. See madal hind, kõrge energiatõhusus, pikk kasutusiga jne. Kolmevärviliste LED-ide eristavaks eeliseks on võime toota peaaegu igat tooni sära lihtsalt ja madala hinnaga ning värvimuutus dünaamikas.

RGB LED-ide peamine puudus on võimetus saada kolme värvi segamisel puhast valget värvi. Selleks oleks vaja seitset tooni (näiteks vikerkaar – selle seitse värvi on vastupidise protsessi tulemus: nähtava valguse lagunemine selle komponentideks). See seab piirangud kolmevärviliste valgustite kasutamisele valgustuselementidena. Selle ebameeldiva omaduse mõningaseks kompenseerimiseks kasutatakse LED-ribade loomisel RGBW põhimõtet. Iga kolmevärvilise LED-i jaoks on paigaldatud üks valge helgi element (luminofoori tõttu). Kuid sellise valgustusseadme maksumus tõuseb märkimisväärselt. Samuti on olemas RGBW versiooni LED-id. Nende korpusesse on paigaldatud neli kristalli – kolm originaalvärvide jaoks, neljas – valge valguse tekitamiseks, see kiirgab valgust fosforist.

Lisakontaktiga RGBW versiooni ühendusskeem.

Kasutusaeg

Kolmest kristallist koosneva seadme eluea määrab lühima elemendi MTBF.Sel juhul on see kõigi kolme p-n-siirde puhul ligikaudu sama. Tootjad deklareerivad RGB elementide kasutusiga 25 000-30 000 tundi. Kuid sellesse näitajasse tuleks suhtuda ettevaatlikult. Nimetatud kasutusiga võrdub 3–4-aastase pideva tööga. Vaevalt, et ükski tootja on nii pika perioodi jooksul eluiga (ja isegi erinevates termilistes ja elektrilistes režiimides) katsetanud. Selle aja jooksul ilmuvad uued tehnoloogiad, testid tuleb otsast peale alustada – ja nii lõpmatuseni. Töö garantiiaeg on palju informatiivsem. See on 10 000-15 000 tundi. Kõik peale selle on parimal juhul matemaatiline modelleerimine ja halvimal juhul alasti turundus. Probleem on selles, et tavalistel odavatel LEDidel puudub tavaliselt teave tootja garantii kohta. Kuid võite sihtida 10 000-15 000 tundi ja umbes sama palju silmas pidada. Ja peale selle saate loota ainult õnnele. Ja veel üks punkt - kasutusiga sõltub suuresti töötamise ajal kasutatavast termilisest režiimist. Seetõttu kestab sama element erinevates tingimustes erineva aja. LED-i eluea pikendamiseks on vaja pöörata tähelepanu soojuse hajumisele, mitte jätta tähelepanuta radiaatorid ja luua tingimused loomulikuks õhuringluseks ning mõnel juhul kasutada sundventilatsiooni.

Kuid isegi lühendatud tööaeg on paar aastat (kuna LED-id ei tööta ilma pausideta). Seetõttu võimaldab kolmevärviliste LED-ide ilmumine disaineritel pooljuhtseadmeid oma ideedes laialdaselt rakendada ja inseneridel - neid ideid "rauda" rakendada.