RGB світлодіод – принцип роботи та види кольорових LED. барвисті RGBW

В основі ідеї створення триколірного світлодіода лежить оптичний ефект отримання різноманітних відтінків шляхом змішування 3-х базових кольорів. В якості базових квітів зазвичай використовуються червоний (R), зелений (G) і синій (B). Тому був створений саме rgb світлодіод.

Як влаштовані 3 кольорові led діоди

Конструктивно триколірний світлодіод є 3 кольорових світлодіоди, змонтованих в загальному корпусі, а якщо бути більш точним, 3 кристала, інтегрованих на одній матриці. На рис.1 представлена ??мікрофотографія інтегрального rgb світлодіоди. Кольорові квадрати на фото – це кристали основних кольорів.


Мал. 1

види

Для адаптації до різних варіантів схеми управління, РДБ діоди виробляються в декількох модифікаціях:

  • Виконання з загальним катодом
  • Виконання з загальним анодом
  • Без загального анода або катода, з шістьма висновками

У першому випадку світлодіод управляється сигналами позитивної полярності, які надходять на аноди, у другому – негативними імпульсами, які подаються на катоди. Третя модифікація виконання допускає будь-які варіанти комутації і випускається зазвичай у вигляді SMD компонента.

підключення

Як приклад наведемо схему підключення РДБ діодів до універсального блоку автоматики Arduino, створеному на базі мікроконтролера ATMEGA. На рис. 2 показана схема підключення rgb led із загальним катодом.


Мал. 2

Нижче схема із загальним анодом:


Мал. 3

Висновки RGB в обох випадках підключаються до цифрових виходів (9, 10,12). Загальний катод на Рис.2 з’єднаний з мінусом (GND), загальний анод на Рис.3 – з плюсом харчування (5V).

Arduino – простий контролер для початківців роботехніки, що дозволяє створювати на своїй бази різні пристрої, від звичайної світломузики на світлодіодах до інтелектуальних роботів.

управління

Включення світлодіода відбувається при проходженні прямого струму, коли анод підключений до плюса, катод до мінуса. Багатобарвний спектр випромінювання можна отримати, змінюючи інтенсивність світіння каналів (RGB). Результуючий відтінок визначається співвідношенням яркостей окремих кольорів. Якщо все 3 кольори однакові за інтенсивністю світіння, результуючий колір виходить білим.

На цифрових виходах плати Arduino формуються періодичні прямокутні імпульси напруги, як на малюнку 4., із змінною шпаруватістю.


Мал. 4

Для тих, хто забув. Скважностью називається відношення тривалості періоду проходження імпульсів до тривалості імпульсу.

Чим нижче шпаруватість імпульсів каналу, тим яскравіше світіння відповідного led діода. Програма управління скважностью імпульсів колірних каналів зашита в мікросхемі контролера. Така зміна шпаруватості імпульсів, що здійснюється з метою управління процесом, називається ШІМ (широтно – імпульсної модуляцією).

На Рис.4 наведено приклади діаграм прямокутних імпульсів різної скважности.

Управління кольором і інтенсивністю світіння rgb діода може здійснюватися і без ШІМ. На наведеній нижче схемі застосовано аналогове управління трибарвними світлодіодами. Суть його полягає в регулюванні постійного струму діодів певного кольору.


Мал. 5

На схемі (Рис.5) rgb діоди (led1- led10) мають загальний анод. Катоди одного кольору всіх діодів об’єднані, і через резистори R4.1, R4.2, R4.3 з’єднуються з емітером відповідного транзистора. Таким чином, всі світлодіоди червоного кольору підключені до транзистора VT1.1, зелені світлодіоди – до VT1.2, сині – до VT1.3. При переміщенні движків потенціометрів R1.1, R1.2, R1.3 змінюється струм бази відповідного транзистора. Величина струму бази визначає ступінь відкриття переходу «емітер – колектор», і, в кінцевому рахунку, яскравість світіння відповідного кольору. Перед підключенням потрібно правильно визначити полярність світлодіода, інакше він не буде світитися.

Застосування цифрових програмованих контролерів надає практично безмежні можливості управління кольором. У тих же випадках, коли не потрібно створення колірних динамічних образів, може бути застосований аналоговий спосіб управління. Це можуть бути зовнішні або інтер’єрні світильники для статичної підсвічування з вибором кольору.

До речі. Застосування такого регулювання в системах підсвічування панелей приладів транспортних засобів дозволяє водієві вибирати будь-який відтінок і яскравість.

RGBW світлодіоди

Для того щоб отримати чисто білий колір, використовуючи різнокольоровий rgb світлодіод, необхідна точна балансування яскравості світіння по кристалу кожного кольору. На практиці це буває важко. Тому, для відтворення білого кольору і збільшення різноманітності колірних ефектів, rgb діод стали доповнювати четвертим кристалом білого світіння. Найчастіше, RGBW світлодіоди використовуються в світлодіодних стрічках RGBW SMD. Для харчування таких світлодіодних стрічок створені спеціальні RGBW контролери, як правило, керовані пультами дистанційного керування на інфрачервоних променях.

На фотографії представлений потужний чотириколірний світлодіодний модуль SBM-160-RGBW-H41-RF100 виробництва Luminus Devices Ink.


Мал. 6

застосування

Основною сферою застосування rgb світлодіодів є створення світлових ефектів для реклами, сценічне оформлення концертних майданчиків, розважальних заходів, святкове декорування будівель, підсвічування фонтанів, мостів, пам’ятників. Цікаві результати виходять при використанні rgb led діодів для дизайнерського світлового оформлення інтер’єрів. Для цих цілей налагоджений випуск різноманітної світлотехніки на основі rgb і rgbw – диодной технології, номенклатура якої продовжує розширюватися і завойовувати нові області застосування.

Відео

Для закріплення розглянутого матеріалу рекомендуємо подивитися відео, автор якого дуже дохідливо і цікаво розповідає про багатобарвні RGB світлодіоди.

висновок

Багатобарвний RGB світлодіод – це різновид звичайного LED. Його конструктивна особливість дозволяє отримати будь-який спектр випромінюваного кольори веселки. Це одночасно збільшує його вартість і ускладнює схему підключення. Тому перед вибором, запитайте, чи дійсно Вам потрібен RGB світлодіод або досить скористатися звичайним LED потрібного кольору?

Ссылка на основную публикацию