Vorbei sind die Zeiten, in denen Lichtgele verwendet wurden, um die Farbe einer Lichtquelle zu ändern. Heutzutage reicht eine kleine Diode aus, um eine endlose Menge an Farben zu liefern.

Aber was ist mit LEDs im Vergleich zu herkömmlichen Glühbirnen, die es ihnen ermöglichen, die Farbe zu ändern? Wie kann etwas so technologisch Fortschrittliches so klein sein?

Eine Farbwechsel-LED enthält drei separate Dioden innerhalb desselben Lampengehäuses. Jede dieser Dioden strahlt ihre eigene, spezifische Farbe aus – rot, Grün oder blau. Wenn alle drei Dioden mit voller Kapazität eingeschaltet sind, wird weißes Licht erzeugt. Durch Einstellen der Intensität jeder Diode können verschiedene Farben und Schattierungen erzeugt werden.

Farbige LEDs sind überall um uns herum. Neben dekorativen Anwendungen werden sie für Kommunikations- und Anzeigezwecke verwendet. Schauen Sie sich das Amazon Echo an!

Möchten Sie mehr wissen? Dann lass uns anfangen. In diesem Blog werde ich darüber sprechen, wie farbige LEDs funktionieren, ob Sie die Farbe Ihrer vorhandenen LEDs ändern können und wie sich die Farbe von der Farbtemperatur unterscheidet.

Der Unterschied zwischen Farbe und Farbtemperatur

Bevor ich eintauche, lohnt es sich zu klären, was ich mit Farbe meine und wie sich diese von der Farbtemperatur unterscheidet.

‚Farbe‘ bezieht sich auf die Farbe des Lichts, das die Diode emittiert – dies kann jede Farbe des Regenbogens sein. Die Farbtemperatur bezieht sich dagegen auf den Farbton des emittierten weißen Lichts. Weiße Lichter können wärmere oder kühlere visuelle Effekte erzeugen, und dies wird in Grad Kelvin gemessen.

Die Kelvin-Skala wurde von einem britischen Arzt, Lord Kelvin, gegründet, der Farbveränderungen in erhitzten Metallen erforschte. Er fand heraus, dass sich die Farbe eines schwarzen Materials mit zunehmender Temperatur von Rot nach gelb und schließlich blau ändert.

Im Gegensatz zur Lufttemperatur, gemessen in Celsius oder Fahrenheit, haben warme Farbtemperaturen niedrige Kelvin und kühle Farbtemperaturen hohe Kelvin. Die Kelvin-Skala reicht von 0 – 10.000K, aber die meisten LEDs liegen zwischen 2.000 und 6.500K.

Wie ändert LED die Farbe?

LEDs können bis zu 16 Millionen Farben erzeugen. Also, wie funktionieren sie?

Farbige LEDs bestehen aus 3 Dioden: rot, grün und blau (RGB). Diese Farben werden verwendet, weil unsere Augen alle Farben als unterschiedliche Kombinationen von roten, grünen und blauen Wellenlängen sehen.

Aber lassen Sie uns dieses Konzept etwas genauer betrachten.

Das RGB-Konzept erklärt

Machen wir einen farbenfrohen Spaziergang in die Vergangenheit. Sie erinnern sich vielleicht aus der Schule, dass das Mischen von blauen und gelben Farbstiften auf Papier die Farbe grün machte. Und diese Primärfarben sind Rot, Blau und Gelb, und Sie mischen sie, um Sekundärfarben zu erhalten.

Interessanterweise ist dieses Modell der Farbmischung nur EINES der beiden Modelle, die in der sichtbaren Welt existieren.

Das zweite erwähnte Modell ist das subtraktive CMYK-Modell, bei dem das Fehlen von Farbe Weiß bedeutet. Die Quelle der Farbe ist, dass die entsprechende Wellenlänge des Sonnenlichts nicht von einem Objekt absorbiert wird, sondern zurück zu unserem Auge reflektiert wird.

Dieses Farbmodell wird beispielsweise für den Foto- und Zeitschriftendruck verwendet, bei dem verschiedene farbige Tinten gemischt werden, um mehr Farbtöne zu erhalten.

Nun kommen wir zum additiven Modell der Farbmischung, bei dem das Fehlen von Farbe Schwarz bedeutet. Die Quelle der Farbe sind Lichtphotonen mit verschiedenen Metalllegierungen.

Rote und gelbe LEDs verwenden das Materialsystem Aluminium-Indium-Galliumphosphid (AlInGaP). Grüne Dioden verwenden Galliumphosphid und blaue Dioden Indiumgalliumnitrid.

So entstanden die RGB-Farben, bei denen die Primärfarben Rot, Grün und Blau sind.

Das ist es, was uns in diesem Blog beschäftigt, da Fernseher, Monitore und Elektronik diese Farbmischmethode verwenden. Sie beleuchten ROTE, GRÜNE oder BLAUE Lichter in einem schwarzen Pixel mit unterschiedlichen Intensitäten, um über 16 Millionen Farben zu erzeugen.

Strom, der mit gleicher Intensität durch alle 3 Dioden fließt, erzeugt weißes Licht. Da LEDs so klein sind und die Dioden so nahe beieinander liegen, sehen unsere Augen eher die Kombination von Farben als jede einzelne farbige Diode.

Indem der Strom so eingestellt wird, dass er nur durch 2 Dioden fließt, können zusätzliche 3 Farben erzeugt werden. Wenn Sie einen Strom durch die roten und blauen Dioden leiten, entsteht Magenta, Rot und Grün ergeben Gelb und Blau und Grün erzeugen Cyan.

Hier ist die Tabelle, die die Hauptfarbausgaben darstellt, die Sie durch Mischen verschiedener Farben erhalten.

Rot	Grün	Blau	LED-Farbe
✓	✓	✓	Weiß
✓	✘	✘	Rot
✘	✓	✘	Grün
✘	✘	✓	Blau
✓	✘	✓	Magenta
✓	✓	✘	Gelb
✘	✓	✓	Cyan

Wechseln des Stroms zu jedem RGB-Stream

Darüber hinaus werden andere Farben erzeugt, indem der Strompegel durch jede Diode eingestellt wird. Wenn z.B. die rote und grüne Diode eingeschaltet sind, das Grün aber bei 50% läuft, entsteht eine Farbe zwischen Rot und Gelb. In diesem Fall orange.

Jetzt schauen Sie sich einige coole Mathematik an, um Ihnen die Anzahl der möglichen Farben einer RGB-LED zu zeigen.

Um die Intensität jeder Diode zu quantifizieren, verwendet das RGB-Modell einen Farbcode. Sie werden wahrscheinlich damit vertraut sein, wenn Sie Erfahrung im Grafikdesign oder in der Webentwicklung haben.

Unter dem RGB-Farbcode erhält jede Diode einen Dezimalwert zwischen 0 und 255. Der Farbcode für Orange, um an das frühere Beispiel anzuknüpfen, wäre also 255, 128, 0. Dies kann auch in prozentualer Form dargestellt werden, 100%, 50%, 0%.

Da jede der drei Farben auf 256 Werte (einschließlich Null) eingestellt werden kann, 256*256*256 = 16.777.216 mögliche Farben stehen Ihnen mit dem Schieberegler einer Fernbedienung zur Verfügung.

Ja, das alles durch Mischen von nur drei Grundfarben.

Um zu sehen, wie es funktioniert, können Sie mit diesem Farbwähler herumspielen. Passen Sie einfach den Wert der RGB-Farben an und sehen Sie, was das Endergebnis ist.

Bei Farbwechsel-LEDs wird ein Mikrocontroller verwendet, um zu steuern, ob jede Diode ein- oder ausgeschaltet ist. Um eine Diode zu dimmen, verwenden LEDs eine Pulsweitenmodulation (PWM).

Wie der Name schon sagt, arbeitet PWM durch schnelles Ein- und Ausschalten der Diode. Dieses Flackern ist so schnell, dass es für das menschliche Auge nicht nachweisbar ist. Daher sehen unsere Augen nur das Nettoergebnis, dh die Farbe.

Die meisten LEDs flackern bei 1000 Hz, aber das menschliche Auge kann nur Flackern erkennen, die langsamer als 200 Hz sind.

Was ist der Unterschied zwischen RGB- und RGBW-LED-Leuchten?

Eine Standard-RGB-LED verwendet 3 farbige Dioden, die RGBW hingegen verwendet 4 Dioden, wobei die zusätzliche eine weiße Diode ist.

Diese weiße diode ausgänge reines weißes licht, so, wenn sie weiße farbe benötigen, nur die weiße diode ist arbeits. Der Rest der drei tritt in Aktion, wenn Sie Farben benötigen.

Hier glänzen die RGBW LEDs so richtig! Eine RGBW-LED kann zusätzlich zu allen Farben, die das RGB-Licht erzeugt, helle Pastellfarben erzeugen.

Zusätzlich, und was noch wichtiger ist, aufgrund der hohe CRI weiß LED, RGBW der licht ausgang ist geeignet für aufgabe oder stimmung beleuchtung, und sie können sehen objekte gut.

Das ist noch nicht alles!

Die RGBW-LED kann auch die Farbtemperatur des erzeugten Lichts ändern!

Wenn Sie eine Arbeitsplatzbeleuchtung wünschen, verschmelzen die weißen und blauen Dioden die Beleuchtung, um eine kühle Temperatur zu erzeugen. Wenn Sie sich entspannen möchten, geben Ihnen die roten und weißen Dioden die vertraute warmweiße Farbe.

Wenn Sie keine Helligkeit oder aufgabenbasierte Beleuchtung benötigen, kann die grundlegende RGB-LED ausreichen, um Farbe und Ästhetik bereitzustellen.

Der letzte entscheidende Unterschied ist die Qualität des erzeugten weißen Lichts.

Offensichtlich ist in der RGBW-LED die erzeugte weiße Farbe ein reinerer Weißton, während in RGB die drei Farben zusammenkommen und ein leicht bläuliches Weiß ergeben, das abstoßend sein kann.

Hier ist ein cooles Video, das den Unterschied in der Helligkeit und im Farbbereich zwischen einer RGB- und einer RGBW-LED demonstriert.

Wie ändert LED die Farbtemperatur?

Alles in allem ist das Einstellen der Farbe einer LED ziemlich einfach, aber kann das gleiche für das Ändern der Farbtemperatur einer Glühbirne gesagt werden?

So einfach ist das leider nicht. LEDs werden hergestellt, um bestimmte Kelvin-Farben zu erzeugen, was bedeutet, dass die Farbtemperatur nach ihrer Konstruktion festgelegt ist und nicht geändert werden kann.

Warmes Licht wirkt entspannend und blaues Licht hilft uns wachsam zu bleiben. Das ist frustrierend, da einige Bereiche des Hauses sowohl zum Entspannen als auch zum Konzentrieren genutzt werden. Sie können nicht das Beste aus beiden Welten haben.

Glücklicherweise haben die Hersteller diese Situation zu schätzen gelernt und LED-Leuchten mit wechselnden Farbtemperaturen entwickelt. Diese Leuchten kombinieren zwei Sätze von LED-Chips, kühle und warme Temperaturen, zwischen denen Benutzer wechseln können.

Schauen Sie sich dieses Video von SIRS-Electronics an, um ein besseres Verständnis für die Funktionsweise von temperaturändernden LEDs zu erhalten:

Können Sie die Farben der Glühbirne wechseln?

Obwohl die Technologie relativ einfach ist, lassen sich Farbwechsel-LEDs nur schwer anpassen. Lass es uns brechen.

Erstens gibt es zwei Arten von Farb-LEDs: ein- und mehrfarbig. Wenn eine LED zum Beispiel immer eine feste rote Farbe hat, wäre es verschwenderisch, die grünen und blauen Dioden in das Gehäuse einzubeziehen. Da würden sie immer ausgeschaltet.

Dies bedeutet, dass es physikalisch unmöglich ist, dass einfarbige LEDs ihre Farbe ändern, da sie nicht über die erforderlichen Komponenten verfügen.

Alternativ enthalten die meisten farbigen LEDs alle drei primärfarbenen Dioden. Sie können möglicherweise eine Vielzahl von Farben durchlaufen, aber Kombinationen werden vom LED-Hersteller vorgegeben.

Die Farbe, die Licht emittieren kann, wird von einem kleinen Bordcomputer gesteuert. Wenn Sie keinen Zugriff auf diesen Computer haben, ist es unwahrscheinlich, dass Sie die Farben Ihrer LEDs anpassen können.

Dennoch haben intelligente LEDs im vergangenen Jahr an Popularität gewonnen. Mit dieser innovativen Technologie können Sie die Farbe von LED-Leuchten per Fernbedienung oder Smartphone-App steuern.

Können Sie Konvertieren Standard Weiß LED In RGB?

Sie haben also eine Idee, Ihre gemütliche Ecke einzurichten, und Sie denken, Sie haben einige LED-Streifen auf Lager. Leider stellt sich heraus, sie sind schlicht weiß!

Kannst du sie in RGB umwandeln und irgendwie Farbe bekommen?

Leider nein. Wie ich bereits sagte, abgesehen von ein paar improvisierten Schleifen und Färben in Home-Hacks, können Sie Ihre normale einzelne weiße Farbe LED nicht in die drei farbige RGB LED ändern.

Aber lassen Sie sich nicht entmutigen, denn es ist eine großartige Gelegenheit, mit Ihren Kindern DIY-Malarbeiten an Glühbirnen zu machen.

Abschließende Worte

Da haben Sie es, die Technologie hinter Farbwechsel-LEDs ist überraschend einfach.

Dieser Farbeffekt ist spezifisch für LEDs und kann nicht auf herkömmliche Halogen- oder Glühlampen angewendet werden.

Kein Wunder also, dass LEDs immer beliebter werden und nach und nach in eine ganze Reihe von Geräten integriert werden.

Was ist Ihre Meinung zu farbigen LEDs – werden Sie sie in Ihr Zuhause einführen oder sie mit den Weihnachts- und Halloween-Dekorationen auf dem Dachboden aufbewahren?