آرجیبی ایل ای ڈی کی تفصیلات
بیک لائٹ، اس کا رنگ بدلتے ہوئے، شاندار لگ رہا ہے۔ یہ مختلف شوز اور عوامی تقریبات کے دوران اشتہاری اشیاء، آرکیٹیکچرل اشیاء کی آرائشی روشنی کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ اس طرح کی روشنی کو لاگو کرنے کا ایک طریقہ - تین رنگوں کے ایل ای ڈی کا استعمال۔
RGB-LED کیا ہے؟
روایتی روشنی خارج کرنے والے سیمی کنڈکٹر آلات میں ایک پیکج میں ایک واحد p-n جنکشن ہوتا ہے، یا ایک سے زیادہ ایک جیسے جنکشن کا میٹرکس ہوتا ہے (COB ٹیکنالوجی)۔ یہ کسی بھی وقت روشنی کے ایک رنگ کی اجازت دیتا ہے، یا تو براہ راست بنیادی کیریئرز کے دوبارہ ملاپ سے یا فاسفر کے ثانوی luminescence سے۔ دوسری ٹکنالوجی نے ڈویلپرز کو چمک کے رنگوں کے انتخاب میں اختیارات کی ایک وسیع رینج فراہم کی ہے ، لیکن ڈیوائس کے آپریشن کے دوران تابکاری کا رنگ تبدیل نہیں کیا جاسکتا۔
آر جی بی ایل ای ڈی میں ایک باڈی میں تین پی این جنکشن ہوتا ہے جس میں مختلف رنگوں کی روشنی ہوتی ہے:
- سرخ؛
- سبز (سبز)؛
- نیلا
ہر رنگ کے انگریزی ناموں کا مخفف اور ایل ای ڈی کی اس قسم کا نام دیا۔
آرجیبی ایل ای ڈی کی اقسام
ترنگا ایل ای ڈی جس طرح سے کرسٹل جسم کے اندر جڑے ہوتے ہیں تین اقسام میں تقسیم ہوتے ہیں۔
- ایک عام اینوڈ کے ساتھ (4 پن ہیں)؛
- ایک عام کیتھوڈ کے ساتھ (4 پن ہیں)؛
- علیحدہ عناصر کے ساتھ (6 پن ہیں)۔
ایل ای ڈی کے ڈیزائن پر منحصر ہے کہ ڈیوائس کو کس طرح کنٹرول کیا جاتا ہے۔
لینس کی قسم کے مطابق ایل ای ڈی ہیں:
- ایک شفاف لینس کے ساتھ؛
- فراسٹڈ لینس کے ساتھ۔
مخلوط رنگوں کے لیے شفاف لینس والے آر جی بی عناصر کے لیے اضافی لائٹ ڈفیوزر کی ضرورت پڑ سکتی ہے۔ دوسری صورت میں، انفرادی رنگ کے اجزاء نظر آسکتے ہیں.
کام کرنے کا اصول
آرجیبی ایل ای ڈی کے آپریشن کا اصول رنگوں کے اختلاط پر مبنی ہے۔ ایک، دو یا تین عناصر کا کنٹرول اگنیشن مختلف چمک کی اجازت دیتا ہے۔
کرسٹل کو انفرادی طور پر آن کرنے سے تین متعلقہ رنگ ملتے ہیں۔ جوڑے کے لحاظ سے شمولیت ایک چمک حاصل کرنے کی اجازت دیتی ہے:
- سرخ + سبز p-n جنکشن بالآخر پیلا رنگ دیں گے۔
- نیلا + سبز فیروزی دے گا؛
- سرخ + نیلا آپ کو جامنی رنگ دیتا ہے۔
تینوں عناصر کی شمولیت سے سفیدی پیدا ہوتی ہے۔
مختلف تناسب میں رنگوں کو ملا کر بہت زیادہ امکانات فراہم کیے جاتے ہیں۔ یہ ہر کرسٹل کی چمک کو الگ سے کنٹرول کرکے کیا جا سکتا ہے۔ ایسا کرنے کے لیے، ایل ای ڈی کے ذریعے بہنے والے کرنٹ کو انفرادی طور پر ایڈجسٹ کرنا ضروری ہے۔
RGB-LED کنٹرول اور سرکٹ ڈیزائن
کنٹرول شدہ RGB-LEDs اسی طرح روایتی LED کی طرح - اینوڈ-کیتھوڈ پر براہ راست وولٹیج لگا کر اور p-n جنکشن کے ذریعے کرنٹ کی تخلیق۔ اس لیے ضروری ہے کہ ترنگے کے عنصر کو بیلسٹ ریزسٹرس کے ذریعے پاور سپلائی سے منسلک کیا جائے - ہر ایک کرسٹل اپنے ریزسٹر کے ذریعے۔ حل کرنا اس کا حساب عنصر کے ریٹیڈ کرنٹ اور آپریٹنگ وولٹیج کے ذریعے کیا جا سکتا ہے۔
یہاں تک کہ جب ایک ہی دیوار میں جوڑ دیا جائے تو، مختلف کرسٹل مختلف پیرامیٹرز ہوسکتے ہیں، لہذا وہ متوازی طور پر منسلک نہیں ہوسکتے ہیں۔
5 ملی میٹر قطر والے کم طاقت والے ترنگے والے آلے کی مخصوص خصوصیات جدول میں دکھائی گئی ہیں۔
| سرخ (R) | سبز (G) | نیلا (B) | |
| زیادہ سے زیادہ براہ راست وولٹیج، V | 1,9 | 3,8 | 3,8 |
| ریٹیڈ کرنٹ، ایم اے | 20 | 20 | 20 |
یہ واضح ہے کہ سرخ کرسٹل کا براہ راست وولٹیج دوسرے دو سے دو گنا کم ہے۔عناصر کو متوازی طور پر جوڑنے سے ایک یا تمام p-n جنکشن کی مختلف چمک یا ناکامی ہوگی۔
بجلی کی فراہمی سے مستقل کنکشن RGB سیل کے تمام امکانات کو استعمال کرنے کی اجازت نہیں دیتا ہے۔ جامد موڈ میں، ایک ترنگا آلہ صرف ایک مونوکروم ڈیوائس کے افعال انجام دیتا ہے، لیکن اس کی قیمت ایک عام ایل ای ڈی سے کہیں زیادہ ہے۔ لہذا، بہت زیادہ دلچسپ متحرک موڈ ہے، جس میں آپ چمک کے رنگ کو کنٹرول کرسکتے ہیں. یہ ایک مائکروکنٹرولر کے ذریعہ لاگو کیا جاتا ہے. زیادہ تر معاملات میں اس کے آؤٹ پٹ 20 ایم اے کا آؤٹ پٹ کرنٹ فراہم کرتے ہیں، لیکن اسے ہر بار ڈیٹا شیٹ میں چیک کرنا پڑتا ہے۔ ایل ای ڈی کو کرنٹ محدود کرنے والے ریزسٹر کے ساتھ آؤٹ پٹ پورٹس سے جوڑنا ضروری ہے۔ اگر چپ 5V سے چلتی ہے تو سمجھوتہ کرنے والا ویرینٹ 220 ohms ریزسٹنس ہے۔
عام کیتھوڈس والے عناصر کو منطق 1 کو آؤٹ پٹ میں کھلا کر کنٹرول کیا جاتا ہے، عام اینوڈس - منطق صفر کے ساتھ۔ سافٹ ویئر کے ذریعے کنٹرول سگنل کی قطبیت کو تبدیل کرنا آسان ہے۔ علیحدہ آؤٹ پٹ کے ساتھ ایل ای ڈی ہو سکتا ہے جڑیں اور آپ جس طرح چاہیں کنٹرول کریں۔
اگر مائیکرو کنٹرولر آؤٹ پٹ ایل ای ڈی کے ریٹیڈ کرنٹ کے لیے ڈیزائن نہیں کیے گئے ہیں، تو آپ کو ایل ای ڈی کو ٹرانجسٹر سوئچ کے ذریعے جوڑنا ہوگا۔
ان سکیموں میں دونوں قسم کے ایل ای ڈی سوئچ کے ان پٹ پر مثبت لیول لگا کر روشن کیے جاتے ہیں۔
یہ ذکر کیا گیا تھا کہ روشنی خارج کرنے والے عنصر کے ذریعے کرنٹ کو تبدیل کرکے چمک کو کنٹرول کیا جاتا ہے۔ مائیکرو کنٹرولر کے ڈیجیٹل پن براہ راست کرنٹ کو کنٹرول نہیں کر سکتے کیونکہ ان کی دو حالتیں ہیں - ہائی (سپلائی وولٹیج کے مطابق) اور کم (صفر وولٹیج کے مطابق)۔ کوئی درمیانی پوزیشن نہیں ہے، اس لیے کرنٹ کو ریگولیٹ کرنے کے لیے دوسرے طریقے استعمال کیے جاتے ہیں۔ مثال کے طور پر، کنٹرول سگنل کی پلس چوڑائی ماڈیولیشن (PWM) کا طریقہ۔ اس کا جوہر یہ ہے کہ ایل ای ڈی ایک مستقل وولٹیج کے ساتھ نہیں بلکہ ایک خاص فریکوئنسی کی دالوں کے ساتھ فراہم کی جاتی ہے۔پروگرام کے مطابق مائیکرو کنٹرولر پلس کے توقف کے تناسب کو تبدیل کرتا ہے۔ یہ ایل ای ڈی کے ذریعے اوسط وولٹیج اور اوسط کرنٹ کو تبدیل کرتا ہے جبکہ وولٹیج کا طول و عرض میں کوئی تبدیلی نہیں ہوتی ہے۔
ترنگے LEDs کی چمک کو کنٹرول کرنے کے لیے خاص طور پر ڈیزائن کیے گئے خصوصی کنٹرولرز موجود ہیں۔ وہ ایک ریڈی میڈ ڈیوائس کے طور پر فروخت ہوتے ہیں۔ وہ PWM طریقہ بھی استعمال کرتے ہیں۔
پن آؤٹ
اگر کوئی نئی، غیر فروخت شدہ ایل ای ڈی ہے، تو پن کی تفویض بصری طور پر طے کی جا سکتی ہے۔ کسی بھی قسم کے کنکشن (کامن اینوڈ یا عام کیتھوڈ) کے لیے، تینوں عناصر سے جڑے لیڈ کی لمبائی سب سے لمبی ہوتی ہے۔ اگر آپ کیس کو اس طرح موڑتے ہیں کہ سب سے لمبی ٹانگ بائیں جانب ہو، تو "سرخ" لیڈ بائیں طرف ہو گی، اور "سبز" لیڈ پہلے دائیں طرف ہو گی، پھر "نیلی" لیڈ۔ اگر ایل ای ڈی پہلے سے استعمال میں تھی، تو ہو سکتا ہے کہ اس کے پنوں کو من مانی طور پر چھوٹا کر دیا گیا ہو، اور آپ کو پن آؤٹ کا تعین کرنے کے لیے دوسرے طریقوں کا سہارا لینا پڑے گا:
- آپ a کے ساتھ عام تار کا تعین کر سکتے ہیں۔ ایک ملٹی میٹر. ڈیوڈ ٹیسٹ موڈ میں ڈیوائس کو آن کرنا اور ڈیوائس کے ٹرمینلز کو فرض شدہ کامن ٹانگ اور کسی دوسری ٹانگ سے جوڑنے کے لیے ضروری ہے، پھر کنکشن کی پولرٹی کو ریورس کریں (جیسا کہ عام سیمی کنڈکٹر جنکشن ٹیسٹ میں ہوتا ہے)۔ اگر فرض شدہ مشترکہ لیڈ کی درست وضاحت کی گئی ہے، تو (تینوں عناصر اچھی حالت میں) ٹیسٹر ایک سمت میں لامحدود مزاحمت دکھائے گا، دوسری میں - محدود مزاحمت (درست قدر ایل ای ڈی کی قسم پر منحصر ہے)۔ اگر دونوں صورتوں میں ٹیسٹر ڈسپلے ٹوٹ پھوٹ کا سگنل دکھائے گا، تو اس کا مطلب ہے کہ پن کو غلط طریقے سے منتخب کیا گیا ہے اور آپ کو دوسری ٹانگ کے ساتھ ٹیسٹ کو دہرانا ہوگا۔ یہ ہو سکتا ہے کہ ملٹی میٹر کا ٹیسٹ وولٹیج کرسٹل کو بھڑکانے کے لیے کافی ہو۔ اس صورت میں آپ اضافی طور پر چیک کر سکتے ہیں کہ آیا پن اسائنمنٹ p-n جنکشن گلو کلر سے درست ہے۔
- دوسرا طریقہ یہ ہے کہ فرض کیے گئے عام پن اور ایل ای ڈی کی کسی دوسری ٹانگ پر پاور لگائیں۔ اگر کامن پوائنٹ کو صحیح طریقے سے منتخب کیا گیا ہے، تو آپ کرسٹل کی چمک کو دیکھ کر اس کی تصدیق کر سکتے ہیں۔
اہم! پاور سپلائی کے ساتھ جانچ کرتے وقت آپ کو وولٹیج کو آسانی سے صفر سے بڑھانا چاہیے اور 3.5-4 V کی قدر سے زیادہ نہیں ہونا چاہیے۔ اگر کوئی ریگولیٹڈ سورس نہیں ہے، تو آپ کرنٹ محدود کرنے والے ریزسٹر کے ذریعے LED کو DC وولٹیج آؤٹ پٹ سے جوڑ سکتے ہیں۔
الگ پن کے ساتھ ایل ای ڈی کے ساتھ پن کی تفویض نیچے آتی ہے۔ قطبیت کی وضاحت اور رنگ کے لحاظ سے کرسٹل کی ترتیب۔ یہ اوپر دیے گئے طریقوں سے بھی کیا جا سکتا ہے۔
یہ پڑھنا مفید ہوگا:
RGB LEDs کے فوائد اور نقصانات
RGB-LEDs میں سیمی کنڈکٹر روشنی خارج کرنے والے عناصر کے تمام فوائد ہیں۔ یہ کم قیمت، اعلی توانائی کی کارکردگی، طویل زندگی، وغیرہ۔ ترنگے والے ایل ای ڈی کا ایک خاص فائدہ یہ ہے کہ تقریباً کسی بھی سایہ کی چمک کو آسان طریقے سے اور کم لاگت میں پیدا کرنے کی صلاحیت، اور حرکیات میں رنگ کی تبدیلی۔
RGB LEDs کا بنیادی نقصان تین رنگوں کو ملا کر خالص سفید رنگ حاصل کرنے میں ناکامی ہے۔ اس کے لیے سات رنگوں کی ضرورت ہوگی (مثال کے طور پر، قوس قزح - اس کے سات رنگ الٹ عمل کا نتیجہ ہیں: اس کے اجزاء میں نظر آنے والی روشنی کا گل جانا)۔ یہ روشنی کے عناصر کے طور پر تین رنگوں کے luminaires کے استعمال پر پابندیاں عائد کرتا ہے۔ اس ناخوشگوار خصوصیت کی کسی حد تک تلافی کے لیے، LED سٹرپس کی تخلیق میں RGBW اصول استعمال کیا جاتا ہے۔ ہر تین رنگ کی ایل ای ڈی کے لیے سفید چمک کا ایک عنصر نصب کیا جاتا ہے (فاسفر کی وجہ سے)۔ لیکن اس طرح کے لائٹنگ ڈیوائس کی قیمت نمایاں طور پر بڑھ جاتی ہے۔ RGBW ورژن کی ایل ای ڈی بھی ہیں۔ ان کے جسم میں چار کرسٹل نصب ہیں - تین اصل رنگوں کے لیے، چوتھے - سفید روشنی پیدا کرنے کے لیے، یہ فاسفر سے روشنی خارج کرتا ہے۔
سروس کی زندگی
تین کرسٹل کے آلے کی زندگی کا تعین مختصر ترین عنصر کے MTBF سے ہوتا ہے۔اس صورت میں یہ تینوں p-n جنکشن کے لیے تقریباً ایک جیسا ہے۔ مینوفیکچررز RGB عناصر کی سروس لائف 25,000-30,000 گھنٹے بتاتے ہیں۔ لیکن اس اعداد و شمار کو احتیاط کے ساتھ علاج کیا جانا چاہئے. بیان کردہ لائف ٹائم مسلسل آپریشن کے 3 سے 4 سال کے برابر ہے۔ شاید ہی کسی مینوفیکچرر نے اتنی طویل مدت تک زندگی کی جانچ (اور مختلف تھرمل اور برقی طریقوں میں بھی) کی ہو۔ اس وقت کے دوران، نئی ٹیکنالوجیز ظاہر ہوتی ہیں، ٹیسٹ دوبارہ شروع کرنے ہوتے ہیں - اور اسی طرح انفینٹی تک۔ آپریشن کی وارنٹی مدت بہت زیادہ معلوماتی ہے. یہ 10,000-15,000 گھنٹے ہے۔ اس سے آگے کی کوئی بھی چیز بہترین میں ریاضیاتی ماڈلنگ، اور بدترین مارکیٹنگ ہے۔ مسئلہ یہ ہے کہ عام طور پر سستی ایل ای ڈی میں مینوفیکچرر کی وارنٹی کے بارے میں کوئی معلومات نہیں ہوتی ہیں۔ لیکن آپ 10,000-15,000 گھنٹے کا ہدف رکھ سکتے ہیں اور اسی رقم کو ذہن میں رکھ سکتے ہیں۔ اور اس سے آگے، آپ صرف قسمت پر بھروسہ کر سکتے ہیں۔ اور ایک اور نقطہ - سروس کی زندگی آپریشن کے دوران تھرمل موڈ پر بہت زیادہ منحصر ہے. لہذا، مختلف حالات میں ایک ہی عنصر مختلف وقت تک چلے گا۔ ایل ای ڈی کی زندگی کو بڑھانے کے لیے ضروری ہے کہ گرمی کی کھپت پر توجہ دی جائے، ریڈی ایٹرز کو نظر انداز نہ کیا جائے اور قدرتی ہوا کی گردش کے لیے حالات پیدا کیے جائیں، اور بعض صورتوں میں جبری وینٹیلیشن کا سہارا لیا جائے۔
لیکن یہاں تک کہ کم وقت بھی آپریشن کے چند سالوں کا ہے (کیونکہ ایل ای ڈی توقف کے بغیر کام نہیں کریں گے)۔ لہذا، ترنگا ایل ای ڈی کا ظہور ڈیزائنرز کو اپنے خیالات میں سیمی کنڈکٹر آلات کو وسیع پیمانے پر لاگو کرنے کی اجازت دیتا ہے، اور انجینئرز - ان خیالات کو "لوہے میں" لاگو کرنے کے لئے.
