Spesifikasi LED RGB
Lampu latar, mengubah warnanya, terlihat spektakuler. Ini digunakan untuk objek iklan, pencahayaan dekoratif objek arsitektur, selama berbagai pertunjukan dan acara publik. Salah satu cara menerapkan iluminasi seperti itu - penggunaan LED tiga warna.
Apa itu RGB-LED
Perangkat semikonduktor pemancar cahaya konvensional memiliki sambungan p-n tunggal dalam satu paket, atau matriks beberapa sambungan identik (teknologi COB). Hal ini memungkinkan satu warna pendaran pada waktu tertentu, baik secara langsung dari rekombinasi pembawa dasar atau dari pendaran sekunder fosfor. Teknologi kedua telah memberikan pengembang berbagai pilihan dalam pilihan warna cahaya, tetapi untuk mengubah warna radiasi selama pengoperasian perangkat tidak bisa.
RGB LED berisi tiga p-n junction dalam satu bodi dengan warna pendaran yang berbeda:
- Merah;
- hijau (Hijau);
- Biru.
Singkatan dari nama bahasa Inggris masing-masing warna dan memberi nama jenis LED ini.
Jenis LED RGB
Tricolor LED dengan cara kristal terhubung di dalam tubuh dibagi menjadi tiga jenis:
- dengan anoda umum (memiliki 4 pin);
- Dengan katoda umum (memiliki 4 pin);
- dengan elemen terpisah (memiliki 6 pin).
Tergantung pada desain LED tergantung pada bagaimana perangkat dikendalikan.
Menurut jenis lensa LED adalah:
- Dengan lensa transparan;
- Dengan lensa buram.
Untuk elemen RGB dengan lensa transparan untuk warna campuran mungkin memerlukan diffuser cahaya tambahan. Jika tidak, komponen warna individu mungkin terlihat.
Prinsip bekerja
Prinsip pengoperasian LED RGB didasarkan pada pencampuran warna. Pengapian terkontrol dari satu, dua atau tiga elemen memungkinkan cahaya yang berbeda.
Menghidupkan kristal secara individual memberikan tiga warna yang sesuai. Inklusi berpasangan memungkinkan cahaya dicapai:
- persimpangan p-n merah+hijau pada akhirnya akan memberikan warna kuning;
- Biru+hijau akan memberikan pirus;
- merah + biru memberi Anda ungu.
Dimasukkannya ketiga elemen tersebut menghasilkan warna putih.
Lebih banyak kemungkinan diberikan dengan mencampur warna dalam proporsi yang berbeda. Ini dapat dilakukan dengan mengontrol kecerahan setiap kristal secara terpisah. Untuk melakukan ini, perlu untuk menyesuaikan arus yang mengalir melalui LED satu per satu.
Kontrol RGB-LED dan desain sirkuit
RGB-LED terkontrol dengan cara yang sama seperti LED konvensional - dengan menerapkan tegangan langsung ke anoda-katoda dan menciptakan arus melalui p-n junction. Oleh karena itu, elemen tiga warna harus dihubungkan ke catu daya melalui resistor pemberat - masing-masing kristal melalui resistornya sendiri. Menghitung itu dapat dihitung melalui arus pengenal elemen dan tegangan operasi.
Bahkan ketika digabungkan dalam wadah yang sama, kristal yang berbeda mungkin memiliki parameter yang berbeda, sehingga tidak dapat dihubungkan secara paralel.
Karakteristik khas untuk perangkat tiga warna berdaya rendah dengan diameter 5 mm ditunjukkan pada tabel.
| Merah (R) | Hijau (G) | Biru (B) | |
| Tegangan langsung maksimum, V | 1,9 | 3,8 | 3,8 |
| Nilai arus, mA | 20 | 20 | 20 |
Jelas bahwa kristal merah memiliki tegangan langsung dua kali lebih rendah dari dua lainnya.Menghubungkan elemen secara paralel akan menyebabkan kecerahan atau kegagalan yang berbeda dari satu atau semua sambungan p-n.
Koneksi konstan ke catu daya tidak memungkinkan untuk menggunakan semua kemungkinan sel RGB. Dalam mode statis, perangkat tiga warna hanya menjalankan fungsi perangkat monokrom, tetapi harganya jauh lebih mahal daripada LED biasa. Oleh karena itu, yang jauh lebih menarik adalah mode dinamis, di mana Anda dapat mengontrol warna cahaya. Ini diimplementasikan melalui mikrokontroler. Outputnya dalam banyak kasus memberikan arus output 20 mA, tetapi ini harus diperiksa di lembar data setiap kali. Penting untuk menghubungkan LED ke port output dengan resistor pembatas arus. Varian kompromi adalah resistansi 220 ohm jika chip ditenagai dari 5V.
Elemen dengan katoda umum dikendalikan dengan memasukkan logika 1 ke output, dengan anoda umum - logika nol. Sangat mudah untuk mengubah polaritas sinyal kontrol melalui perangkat lunak. LED dengan output terpisah dapat Menghubung dan kontrol dengan cara apa pun yang Anda inginkan.
Jika output mikrokontroler tidak dirancang untuk arus pengenal LED, Anda harus menghubungkan LED melalui sakelar transistor.
Dalam skema ini, kedua jenis LED dinyalakan dengan menerapkan level positif ke input sakelar.
Disebutkan bahwa kecerahan dikendalikan dengan mengubah arus melalui elemen pemancar cahaya. Pin digital mikrokontroler tidak dapat mengontrol arus secara langsung karena memiliki dua status - tinggi (sesuai dengan tegangan suplai) dan rendah (sesuai dengan tegangan nol). Tidak ada posisi perantara, jadi cara lain digunakan untuk mengatur arus. Misalnya, metode modulasi lebar pulsa (PWM) dari sinyal kontrol. Esensinya adalah bahwa LED tidak disuplai dengan tegangan konstan, tetapi dengan pulsa frekuensi tertentu.Mikrokontroler sesuai dengan program mengubah rasio pulsa menjadi jeda. Ini mengubah tegangan rata-rata dan arus rata-rata melalui LED sementara amplitudo tegangan tetap tidak berubah.
Ada pengontrol khusus yang dirancang khusus untuk mengontrol cahaya LED tiga warna. Mereka dijual sebagai perangkat yang sudah jadi. Mereka juga menggunakan metode PWM.
Pinout
Jika ada LED baru yang tidak disolder, penetapan pin dapat ditentukan secara visual. Untuk kedua jenis koneksi (anoda umum atau katoda umum), kabel yang terhubung ke ketiga elemen memiliki panjang terpanjang. Jika Anda memutar kasing sehingga kaki terpanjang berada di sisi kiri, kabel "merah" akan berada di sebelah kiri, dan kabel "hijau" akan berada di sisi kanan terlebih dahulu, kemudian kabel "biru". Jika LED sudah digunakan, pinnya mungkin telah dipersingkat secara sewenang-wenang, dan Anda harus menggunakan metode lain untuk menentukan pinout:
- Anda dapat menentukan kabel umum dengan a multimeter. Penting untuk menghidupkan perangkat dalam mode uji dioda dan menghubungkan terminal perangkat ke kaki umum yang diasumsikan dan ke kaki lainnya, kemudian membalikkan polaritas koneksi (seperti pada tes persimpangan semikonduktor biasa). Jika kabel umum yang diasumsikan ditentukan dengan benar, maka (dengan ketiga elemen dalam kondisi baik) penguji akan menunjukkan resistansi tak terbatas dalam satu arah, di sisi lain - resistansi terbatas (nilai pasti tergantung pada jenis LED). Jika dalam kedua kasus, tampilan tester akan menunjukkan sinyal putus, itu berarti pin yang dipilih salah dan Anda harus mengulangi pengujian dengan kaki yang lain. Mungkin saja tegangan uji multimeter cukup untuk menyalakan kristal. Dalam hal ini Anda juga dapat memeriksa apakah penetapan pin sudah benar dengan warna cahaya sambungan p-n.
- Cara lain adalah dengan menerapkan daya ke pin umum yang diasumsikan dan kaki LED lainnya. Jika titik umum dipilih dengan benar, Anda dapat memverifikasi ini dengan melihat cahaya kristal.
Penting! Saat menguji dengan catu daya, Anda harus menaikkan tegangan dengan lancar dari nol dan tidak melebihi nilai 3,5-4 V. Jika tidak ada sumber yang diatur, Anda dapat menghubungkan LED ke output tegangan DC melalui resistor pembatas arus.
Dengan LED dengan pin terpisah, penetapan pin diturunkan ke klarifikasi polaritas dan susunan kristal berdasarkan warna. Ini juga dapat dilakukan dengan metode yang tercantum di atas.
Ini akan berguna untuk membaca:
Pro dan kontra dari LED RGB
RGB-LED memiliki semua keunggulan elemen pemancar cahaya semikonduktor. Ini biaya rendah, efisiensi energi tinggi, umur panjang, dll. Keuntungan khas dari LED tiga warna adalah kemampuan untuk menghasilkan hampir semua warna cahaya dengan cara yang sederhana dan dengan biaya rendah, dan perubahan warna dalam dinamika.
Kerugian utama dari LED RGB adalah ketidakmampuan untuk mendapatkan warna putih murni dengan mencampurkan ketiga warna tersebut. Ini akan membutuhkan tujuh warna (sebagai contoh, pelangi - tujuh warnanya adalah hasil dari proses sebaliknya: penguraian cahaya tampak menjadi komponen-komponennya). Ini memberlakukan pembatasan pada penggunaan luminer tiga warna sebagai elemen pencahayaan. Untuk mengimbangi fitur yang tidak menyenangkan ini, prinsip RGBW digunakan dalam pembuatan strip LED. Untuk setiap LED tiga warna dipasang satu elemen cahaya putih (karena fosfor). Tetapi biaya perangkat penerangan seperti itu meningkat tajam. Ada juga LED versi RGBW. Mereka memiliki empat kristal yang dipasang di tubuh - tiga untuk warna asli, yang keempat - untuk menghasilkan cahaya putih, memancarkan cahaya dari fosfor.
Kehidupan pelayanan
Masa pakai perangkat tiga kristal ditentukan oleh MTBF dari elemen terpendek.Dalam hal ini kira-kira sama untuk ketiga sambungan p-n. Pabrikan menyatakan masa pakai elemen RGB pada 25.000-30.000 jam. Tapi angka ini harus diperlakukan dengan hati-hati. Masa pakai yang disebutkan setara dengan 3 hingga 4 tahun operasi berkelanjutan. Hampir tidak ada pabrikan yang melakukan pengujian masa pakai (dan bahkan dalam mode termal dan listrik yang berbeda) untuk waktu yang lama. Selama waktu ini, teknologi baru muncul, tes harus dimulai dari awal lagi - dan seterusnya hingga tak terbatas. Masa garansi operasi jauh lebih informatif. Ini adalah 10.000-15.000 jam. Apa pun di luar itu adalah pemodelan matematika yang terbaik, dan pemasaran telanjang yang paling buruk. Masalahnya adalah LED murah yang umum biasanya tidak memiliki informasi tentang garansi pabrik. Tetapi Anda dapat menargetkan 10.000-15.000 jam dan mengingat jumlah yang sama. Dan di luar itu, Anda hanya bisa mengandalkan keberuntungan. Dan satu hal lagi - masa pakai sangat bergantung pada mode termal selama operasi. Oleh karena itu, elemen yang sama dalam kondisi yang berbeda akan bertahan dalam jumlah waktu yang berbeda. Untuk memperpanjang masa pakai LED, perlu memperhatikan pembuangan panas, tidak mengabaikan radiator dan menciptakan kondisi untuk sirkulasi udara alami, dan dalam beberapa kasus menggunakan ventilasi paksa.
Tetapi bahkan pengurangan waktu adalah beberapa tahun operasi (karena LED tidak akan bekerja tanpa jeda). Oleh karena itu, munculnya LED tiga warna memungkinkan desainer untuk secara luas menerapkan perangkat semikonduktor dalam ide-ide mereka, dan insinyur - ide-ide ini untuk menerapkan "dalam besi".
