mennyttä ovat ne päivät, jolloin valogeelejä käytettiin valonlähteen värin muuttamiseen. Nykyään yksi pieni diodi riittää toimittamaan loputtoman määrän värejä.

mutta mikä LEDeissä on perinteisiin Lamppuihin verrattuna se, että ne voivat vaihtaa väriä? Miten jokin niin teknologisesti kehittynyt voi olla niin pieni?

väriä vaihtava LED sisältää kolme erillistä diodia saman polttimon kotelon sisällä. Jokainen näistä diodeista säteilee omaa, tiettyä väriään – punaista, vihreää tai sinistä. Kun kaikki kolme diodia kytketään päälle täydellä teholla, syntyy valkoista valoa. Kunkin diodin voimakkuuden säätäminen mahdollistaa useiden eri värien ja sävyjen luomisen.

värillisiä ledejä on kaikkialla ympärillämme. Koristesovellusten lisäksi niitä käytetään viestintä-ja ilmaisutarkoituksiin. Katsokaa Amazonin kaikua!

Haluatko tietää lisää? Aloitetaan sitten. Tässä blogissa puhun siitä, miten värilliset ledit toimivat, voiko nykyisten LEDien väriä muuttaa ja miten väri eroaa värilämpötilasta.

värin ja värilämpötilan ero

ennen kuin sukellan, on syytä selventää, mitä tarkoitan värillä, ja miten tämä eroaa värilämpötilasta.

”väri” viittaa diodin lähettämän valon väriin – tämä voi olla mikä tahansa sateenkaaren väri. Värilämpötila taas viittaa säteilevän valkoisen valon sävyyn. Valkoiset valot voivat tuottaa lämpimämpiä tai viileämpiä visuaalisia efektejä, ja tämä mitataan Kelvin-asteina.

Kelvin-asteikon perusti Brittiläinen Lääkäri Lordi Kelvin, joka tutki värimuutoksia kuumennetuissa metalleissa. Hän havaitsi, että kun mustan materiaalin lämpötila nousee, sen väri muuttuu punaisesta keltaiseksi ja lopulta siniseksi.

toisin kuin ilman lämpötila Celsius-tai Fahrenheit-asteina mitattuna, lämpimissä värilämpötiloissa on alhaiset kelvinit ja viileissä värilämpötiloissa korkeat kelvinit. Kelvin-asteikko kulkee 0-10 000 K, mutta suurin osa ledeistä on 2 000-6 500 K.

miten LED vaihtaa väriä?

LEDit voivat tuottaa jopa 16 miljoonaa väriä. Miten ne toimivat?

värilliset LEDit koostuvat 3 diodista: punaisesta, vihreästä ja sinisestä (RGB). RBG-käsite on additiivinen malli, näitä värejä käytetään, koska silmämme näkevät kaikki värit erilaisina punaisen, vihreän ja sinisen aallonpituuksien yhdistelminä.

mutta Kerrataanpa tätä konseptia hieman syvällisemmin.

selitetty RGB-käsite

otetaan värikäs kävely muistokujalle. Koulusta saattoi muistaa, että sinisen ja keltaisen värikynän sekoittaminen paperille teki väristä vihreän. Ja että päävärit ovat punainen, sininen ja keltainen, ja niitä sekoitetaan, jotta saadaan lisävärejä.

mielenkiintoista on, että tämä värien sekoittamisen malli on vain toinen näkyvässä maailmassa vallitsevista kahdesta mallista.

toinen mainittu on subtraktiivinen CMYK-malli, jossa värin puuttuminen tarkoittaa valkoista. Värin lähde on se, että vastaava auringonvalon aallonpituus ei imeydy esineeseen, vaan heijastuu takaisin silmäämme.

tätä värimallia käytetään esimerkiksi valokuvissa ja aikakauslehtien painamisessa, joissa eri värisiä musteita sekoitetaan useampien sävyjen aikaansaamiseksi.

nyt siirrytään värien sekoittamisen additiiviseen malliin, jossa värin puuttuminen tarkoittaa mustaa. Värin lähteenä ovat eri metalliseoksia käyttävät kevyet fotonit.

punaiset ja meripihkaiset LEDit käyttävät alumiinista indiumgalliumfosfidia (AlInGaP). Vihreät diodit taas käyttävät galliumfosfidia ja siniset diodit indiumgalliumnitridiä.

näin syntyivät RGB-värit, joissa päävärit ovat punainen, vihreä ja sininen.

tämä huolestuttaa meitä tässä blogissa, sillä Televisiot, monitorit ja elektroniikka käyttävät tätä värien sekoitusmenetelmää. Ne valaisevat punaista, vihreää tai sinistä valoa mustalla pikselillä, jonka voimakkuudet vaihtelevat ja joka tuottaa yli 16 miljoonaa väriä.

Kaikkien 3 diodin läpi yhtä voimakkaana kulkeva virta tuottaa valkoista valoa. Koska LEDit ovat niin pieniä ja diodit ovat niin lähellä toisiaan, silmämme näkevät väriyhdistelmän, eikä jokaisen yksittäisen värillisen diodin.

säätämällä virtaa niin, että se virtaa vain 2 diodin läpi, voidaan luoda vielä 3 väriä. Virran kulkeminen punaisen ja sinisen diodien läpi luo magentan, punainen ja vihreä tekevät keltaista ja sininen ja vihreä tuottavat syaania.

tässä on taulukko, joka esittää päävärilähdöt, jotka saat sekoittamalla eri värejä.

Punainen	vihreä	Sininen	LED-väri
✓	✓	✓	valkoinen
✓	✘	✘	Punainen
✘	✓	✘	vihreä
✘	✘	✓	Sininen
✓	✘	✓	Magenta
✓	✓	✘	Keltainen
✘	✓	✓	Syaani

vaihtaen virran kuhunkin RGB-virtaan

tämän jälkeen syntyy muita värejä säätämällä kunkin diodin läpi kulkevan virran tasoa. Jos esimerkiksi punainen ja vihreä diodit on kytketty päälle, mutta vihreä on käynnissä 50%, syntyy väri punaisen ja keltaisen välillä. Tässä tapauksessa oranssi.

tsekkaa nyt siistiä matematiikkaa näyttääksesi RGB-LEDien mahdollisten värien määrän.

kunkin diodin intensiteetin kvantifioimiseksi RGB-mallissa käytetään värikoodia. Olet todennäköisesti perehtynyt tähän, jos sinulla on kokemusta graafisesta suunnittelusta tai web-kehityksestä.

RGB-värikoodilla jokaiselle diodille annetaan desimaaliarvo välillä 0-255. Oranssin värikoodi olisi siis edellisen esimerkin mukaisesti 255, 128, 0. Tämä voidaan esittää myös prosentteina, 100%, 50%, 0%.

koska jokaiselle kolmelle värille voidaan asettaa 256 arvoa (mukaan lukien nolla), 256*256*256 = 16,777,216 mahdolliset värit ovat käytettävissänne dia kaukosäätimen.

Kyllä, kaikki tämä sekoittamalla vain kolme pääväriä.

jos haluat nähdä, miten se toimii, voit leikkiä tällä värivalitsimella. Säädä RGB-värien arvoa ja katso, Mikä on lopputulos.

väriä vaihtavissa LEDeissä mikrokontrolleria käytetään ohjaamaan, kytketäänkö kukin diodi päälle vai pois päältä. Himmentää diodi, kun taas LEDit käyttävät Pulse Width modulaatio (PWM).

kuten nimestä voi päätellä, PWM toimii kytkemällä diodin nopeasti päälle ja pois päältä. Tämä välkkyminen on niin nopeaa, että ihmissilmä ei huomaa sitä. Näin ollen silmämme näkevät vain nettotuloksen eli värin.

useimmat LEDit välkkyvät 1000Hz: n nopeudella, mutta ihmissilmä tunnistaa välkkymisen vain 200Hz: n hitaampana.

Mitä eroa on RGB-ja RGBW-LED-valoilla?

standardi RGB LED käyttää 3 värillistä diodia, RGBW puolestaan käyttää 4 diodia, joista ylimääräinen on valkoinen diodi.

tämä valkoinen diodi tuottaa puhtaan valkoista valoa, joten kun tarvitset valkoista väriä, vain valkoinen diodi toimii. Loput kolme potkivat toimintaan, kun tarvitset värejä.

täällä RGBW-LEDit todella loistavat! RGBW LED voi tuottaa kirkkaita pastellivärejä lisäksi kaikki värit RGB valo tuottaa.

lisäksi, ja mikä vielä tärkeämpää, korkean CRI-valkoisen LED-valon ansiosta, RGBW: n valoteho soveltuu tehtävä-tai tunnelmavalaistukseen, ja esineitä näkee hyvin.

eikä siinä kaikki!

RGBW LED voi myös muuttaa tuotetun valon värilämpötilaa!

jos haluat tehtävävalaistuksen, valkoinen ja sininen diodi yhdistävät valaistuksen tuottamaan viileän lämpötilan. Jos haluat rentoutua, punavalkoiset diodit antavat sinulle sen tutun lämpimän valkoisen värin.

jos ei tarvitse kirkkautta tai tehtäväpohjaista valaistusta, niin perusrgb LED voi riittää tuomaan väriä ja estetiikkaa.

lopullinen keskeinen ero on tuotetun valkoisen valon laatu.

ilmeisesti RGBW-LEDISSÄ tuotettu valkoinen väri on puhtaampi valkoisen sävy, kun taas RGB-LEDISSÄ kolme väriä yhdistyvät ja tekevät hieman sinertävän valkoisen, mikä voi olla paheksuttavaa.

tässä on viileä video, joka osoittaa RGB-ja RGBW-LED-LEDien kirkkaus-ja värieron.

miten LED muuttaa värilämpötilaa?

kaiken kaikkiaan ledin värin säätäminen on melko yksinkertaista, mutta voidaanko samaa sanoa polttimon värilämpötilan muuttamisesta?

valitettavasti se ei ole niin helppoa. Ledit valmistetaan tuottamaan tiettyjä Kelvin-värejä, mikä tarkoittaa, että kun ne on rakennettu, värilämpötila on kiinteä eikä sitä voi muuttaa.

lämpimillä valoilla on rentouttava vaikutus, ja siniset valot auttavat pitämään meidät valppaina. Tämä on siis turhauttavaa, sillä joitakin kodin alueita käytetään sekä rentoutumiseen että keskittymiseen. Et voi saada molempien maailmojen parasta.

onneksi valmistajat ovat oppineet arvostamaan tätä tilannetta ja keksineet LED-valaisimia, joiden värilämpötilat vaihtelevat. Nämä kalusteet yhdistää kaksi sarjaa LED sirut, viileä ja lämmin lämpötila, jonka käyttäjät voivat vuorotella.

katso SIRS-Electronicsin video saadaksesi paremman käsityksen siitä, miten lämpötilaa muuttavat ledit toimivat:

voitko vaihtaa lampun värejä?

vaikka tekniikka on suhteellisen yksinkertainen, väriä vaihtavia ledejä on vaikea muokata. Murretaan se.

ensinnäkin on olemassa kahdenlaisia värillisiä ledejä: yksi-ja monivärisiä. Jos LED on aina menossa kiinteä punainen väri, esimerkiksi, se olisi tuhlausta sisällyttää vihreä ja sininen diodit kotelon sisällä. Koska ne olisivat aina pois päältä.

tämä tarkoittaa, että yksiväristen LEDien on fyysisesti mahdotonta vaihtaa väriä, koska niissä ei ole tarvittavia komponentteja.

vaihtoehtoisesti useimmat värilliset LEDit sisältävät kaikki kolme ensisijaista värillistä diodia. Ne voivat kiertää läpi erilaisia värejä, mutta yhdistelmät ennalta led valmistaja.

valon lähettämää väriä ohjataan pienellä ajotietokoneella. Ellei sinulla on pääsy tähän tietokoneeseen, on epätodennäköistä, että voit muokata värejä LEDit.

viimeisen vuoden aikana älyledit ovat kuitenkin kasvattaneet suosiotaan. Tämän innovatiivisen teknologian avulla voit hallita LED-valojen väriä kaukosäätimellä tai älypuhelinsovelluksella.

Voiko tavallisen valkoisen LED: n muuntaa RGB: ksi?

niin, sinulla on ajatus perustaa kotoisa nurkka, ja luulet sinulla on joitakin LED nauhat varastossa. Valitettavasti ne ovat valkoisia.

voiko niistä tehdä RGB-muotoisia ja saada väriä jotenkin?

valitettavasti ei. Kuten sanoin aiemmin, lukuun ottamatta muutamia improvisoituja hionta ja väritys kotona hakata, et voi muuttaa säännöllisesti yhden valkoisen värin LED kolme värillistä RGB LED.

mutta älä anna sen lannistaa sinua, sillä se on loistava tilaisuus tehdä DIY – maalaustöitä lampuilla lastesi kanssa.

Loppusanat

siinä se on, tekniikka väriä vaihtavien LEDien takana on yllättävän suoraviivaista.

tämä värivaikutus on erityinen ledeille, eikä sitä voida soveltaa perinteisiin halogeeni-tai Hehkulamppuihin.

ei siis ole yllätys, että LEDit ovat yhä suositumpia ja niitä integroidaan vähitellen lukuisiin laitteisiin.

mitä mieltä olet värillisistä ledeistä – aiotko tuoda ne kotiisi vai säilyttää niitä vintillä joulu-ja Halloween-koristeiden kanssa?