Elmúltak azok a napok, amikor világító géleket használtak a fényforrás színének megváltoztatására. Manapság egy kis dióda elegendő végtelen mennyiségű szín ellátásához.

de mi a helyzet a LED-ekkel a hagyományos izzókhoz képest, ami lehetővé teszi számukra a szín megváltoztatását? Hogy lehet egy ilyen technológiailag fejlett dolog ilyen kicsi?

a színváltó LED három különálló diódát tartalmaz ugyanazon izzó burkolatán belül. Ezen diódák mindegyike saját, sajátos színt bocsát ki-piros, zöld vagy kék. Ha mindhárom dióda teljes kapacitással be van kapcsolva, fehér fény keletkezik. Az egyes diódák intenzitásának beállítása lehetővé teszi a különböző színek és árnyalatok létrehozását.

színes LED-ek vannak körülöttünk. A dekoratív alkalmazások mellett kommunikációs és jelzési célokra is használják őket. Csak nézd meg az Amazon Echo-t!

szeretne többet tudni? Akkor kezdjük el. Ebben a blogban arról fogok beszélni, hogyan működnek a színes LED-ek, meg lehet-e változtatni a meglévő LED-ek színét, és hogyan különbözik a szín a színhőmérséklettől.

a szín és a színhőmérséklet közötti különbség

mielőtt belemerülnék, érdemes tisztázni, hogy mit értek szín alatt, és ez miben különbözik a színhőmérséklettől.

a’ szín ‘ a dióda által kibocsátott fény színére utal – ez a szivárvány bármely színe lehet. A színhőmérséklet, míg a kibocsátott fehér fény árnyékára utal. A fehér fények melegebb vagy hűvösebb vizuális effektusokat eredményezhetnek, ezt Kelvin fokban mérik.

a Kelvin-skálát egy brit orvos, Lord Kelvin hozta létre, aki a fűtött Fémek színváltozásait kutatta. Megállapította, hogy a fekete anyag hőmérsékletének növekedésével a színe vörösről sárgára, végül kékre változik.

a Celsius-ban vagy Fahrenheit-ben mért levegő hőmérséklettől eltérően a meleg színhőmérsékletnek alacsony a Kelvinje, a hűvös színhőmérsékletnek pedig magas a Kelvinje. A Kelvin skála 0-10 000 K között mozog, de a legtöbb LED 2000-6500 k között lesz.

hogyan változtatja meg a LED a színt?

a LED-ek akár 16 millió színt is előállíthatnak. Szóval hogyan működnek?

a színes LED-ek 3 diódából állnak: piros, zöld és kék (RGB). Az RBG koncepció egy additív modell, ezeket a színeket azért használják, mert a szemünk minden színt a vörös, a zöld és a kék hullámhossz különböző kombinációinak tekint.

de nézzük át ezt a koncepciót egy kicsit mélyebben.

az RGB koncepció magyarázata

Vegyünk egy színes sétát a memória sávon. Talán emlékszel az iskolából, hogy a kék és sárga színű ceruzák keverése a papírra zöld színűvé tette a színt. És az elsődleges színek a piros, kék és sárga, és összekeverjük őket, hogy másodlagos színeket alkossunk.

érdekes módon ez a színkeverési modell csak egyike a látható világban létező két modellnek.

a második említett a szubtraktív CMYK modell, ahol a szín hiánya fehéret jelent. A szín forrása az, hogy a napfény megfelelő hullámhossza nem szívódik fel egy tárgy által, hanem visszaverődik a szemünkbe.

ezt a színmodellt például fotókhoz és magazinnyomtatáshoz használják, ahol különféle színes tintákat kevernek össze, hogy több árnyalatot kapjanak.

most a színkeverés additív modelljéhez jutunk, ahol a szín hiánya fekete. A szín forrása a könnyű fotonok, amelyek különböző fémötvözeteket használnak.

a piros és borostyánszínű LED-ek az alumínium indium-gallium-foszfid (AlInGaP) anyagrendszert használják. A zöld diódák, míg a gallium-foszfidot és a kék diódákat használják az indium-gallium-nitrid használatához.

így jöttek létre az RGB színek, ahol az elsődleges színek a piros, a zöld és a kék.

ez az, ami aggaszt minket ebben a blogban, mivel a televíziók, monitorok és az elektronika ezt a színkeverési módszert használja. Piros, zöld vagy kék fényeket világítanak fekete pixelben, változó intenzitással, hogy több mint 16 millió színt hozzanak létre.

az összes 3 diódán azonos intenzitással áthaladó áram fehér fényt eredményez. Mivel a LED-ek olyan kicsik, és a diódák olyan közel vannak egymáshoz, a szemünk a színek kombinációját látja, nem pedig az egyes színes diódákat.

az áram úgy történő beállításával, hogy csak 2 diódán folyjon át, további 3 szín hozható létre. A piros és kék diódákon áthaladó áram bíborvörös, a piros és a zöld sárga, a kék és a zöld pedig ciánt eredményez.

itt található a táblázat, amely a fő színkimeneteket képviseli, amelyeket különböző színek keverésével kap.

piros	Zöld	Kék	LED szín
✓	✓	✓	fehér
✓	✘	✘	piros
✘	✓	✘	Zöld
✘	✘	✓	Kék
✓	✘	✓	Magenta
✓	✓	✘	Sárga
✘	✓	✓	Cián

az áram váltakozása az egyes RGB-Áramokhoz

Ezen túlmenően más színek jönnek létre az egyes diódákon áthaladó áram szintjének beállításával. Ha például a piros és a zöld diódák be vannak kapcsolva, de a zöld 50% – on működik, a piros és a sárga közötti szín jön létre. Ebben az esetben narancs.

most nézzen meg néhány jó matematikát, hogy megmutassa az RGB LED lehetséges színeinek számát.

az egyes diódák intenzitásának számszerűsítéséhez az RGB modell színkódot használ. Valószínűleg ismeri ezt, ha van tapasztalata a grafikai tervezésben vagy a webfejlesztésben.

az RGB színkód alatt minden dióda 0 és 255 közötti decimális értéket kap. Tehát a narancs színkódja a korábbi példából következően 255, 128, 0 lenne. Ez százalékos formában is bemutatható, 100%, 50%, 0%.

mivel a három szín mindegyike 256 értékre állítható (beleértve a nullát is), 256*256*256 = 16.777.216 lehetséges színek állnak az Ön rendelkezésére a dia egy távoli.

igen, mindezt csak három alapszín keverésével.

hogy hogyan működik, akkor játszani körül ezt a színválasztó. Egyszerűen állítsa be az RGB színek értékét, és nézze meg, mi a végeredmény.

a színváltó LED-ekben mikrokontrollert használnak annak ellenőrzésére, hogy az egyes diódák be-vagy kikapcsoltak-e. A dióda tompításához, míg a LED-ek impulzusszélesség-modulációt (PWM) használnak.

ahogy a neve is sugallja, a PWM a dióda gyors be-és kikapcsolásával működik. Ez a villogás olyan gyors, hogy az emberi szem számára nem észlelhető. Ezért a szemünk csak a nettó eredményt látja, azaz a színt.

a legtöbb LED 1000 Hz-en villog, de az emberi szem csak a 200 Hz-nél lassabb villogásokat képes azonosítani.

mi a különbség az RGB és az RGBW LED lámpák között?

egy szabványos RGB LED 3 színes diódát használ, az RGBW viszont 4 diódát használ, az extra egy fehér dióda.

ez a fehér dióda tiszta fehér fényt bocsát ki, így ha fehér színre van szüksége, csak a fehér dióda működik. A többi három rúgás akcióba, ha szüksége van a színek.

itt ragyognak igazán az RGBW LED-ek! Az RGBW LED élénk pasztell színeket képes előállítani az RGB fény által előállított összes szín mellett.

Továbbá, és ami még fontosabb, a magas CRI fehér LED miatt az RGBW fénykibocsátása alkalmas feladat-vagy hangulatvilágításra, és jól láthatja az objektumokat.

ez még nem minden!

az RGBW LED megváltoztathatja az előállított fény színhőmérsékletét is!

ha feladatvilágítást szeretne, a fehér és a kék diódák egyesítik a világítást, hogy hűvös hőmérsékletet hozzanak létre. Ha pihenni szeretne, a piros-fehér diódák ezt az ismerős meleg fehér színt adják.

ha nem igényel fényerőt vagy feladatalapú világítást, akkor az alap RGB LED elegendő lehet a szín és az esztétika biztosításához.

a végső kulcskülönbség az előállított fehér fény minősége.

nyilvánvaló, hogy az RGBW LED-ben az előállított fehér szín tisztább tónusú fehér, míg az RGB-ben a három szín összeáll, és enyhén kékesfehér lesz, ami nem megfelelő.

itt egy hűvös videó, amely bemutatja az RGB és az RGBW LED fényerejének és színtartományának különbségét.

hogyan változtatja meg a Led a színhőmérsékletet?

összességében a LED színének beállítása meglehetősen egyszerű, de ugyanez mondható el az izzó színhőmérsékletének megváltoztatásáról?

sajnos ez nem olyan egyszerű. A LED-eket speciális Kelvin színek előállítására gyártják, ami azt jelenti, hogy miután elkészítették őket, a színhőmérséklet rögzített és nem változtatható meg.

a meleg fények pihentető hatást fejtenek ki, a kék fények pedig segítenek éberen tartani minket. Tehát ez frusztráló, mivel az otthon egyes területeit mind pihenésre, mind koncentrálásra használják. Nem lehet mindkét világból a legjobb.

szerencsére a gyártók megértették ezt a helyzetet, és újították fel a változó színhőmérsékletű LED-es lámpatesteket. Ezek a lámpatestek két LED-chipet, hideg és meleg hőmérsékletet kombinálnak, amelyek között a felhasználók váltakozhatnak.

nézze meg ezt a SIRS-Electronics videót, hogy jobban megértse, hogyan működnek a hőmérséklet-változó LED-ek:

váltogathatja az izzó színeit?

annak ellenére, hogy a technológia viszonylag egyszerű, a színváltó LED-eket nehéz testreszabni. Bontsuk le.

először is kétféle színes LED létezik: egy-és többszínű. Ha például a LED mindig fix piros színű lesz, pazarló lenne a zöld és a kék diódákat a ház belsejébe helyezni. Mivel mindig ki vannak kapcsolva.

ez azt jelenti, hogy fizikailag lehetetlen az egyszínű LED-ek színét megváltoztatni, mert nem rendelkeznek a szükséges alkatrészekkel.

Alternatív megoldásként a legtöbb színes LED mindhárom elsődleges színes diódát tartalmazza. Lehet, hogy képesek különböző színekben mozogni, de a kombinációkat a LED-ek gyártója előre meghatározza.

a fény által kibocsátott színt egy kis fedélzeti számítógép vezérli. Hacsak nincs hozzáférése ehhez a számítógéphez, nem valószínű, hogy testreszabhatja a LED-ek színeit.

ennek ellenére az elmúlt évben az intelligens LED-ek népszerűsége megnőtt. Ez az innovatív technológia lehetővé teszi a LED-es lámpák színének vezérlését távirányítóval vagy okostelefon-alkalmazással.

lehet átalakítani szabványos fehér LED RGB?

tehát van egy ötlete a hangulatos sarok felállításáról, és úgy gondolja, hogy van néhány LED csík a tárolóban. Sajnálatos módon, kiderül, ők sima fehér!

lehet-e RGB-vé alakítani őket, és valahogy színt kapni?

sajnos nem. Amint azt korábban mondtam, néhány rögtönzött csiszolás és színezés az otthoni hackekben, nem változtathatja meg a szokásos fehér színű LED-et a három színes RGB LED-be.

de ne hagyd, hogy kedvét, mert ez egy nagyszerű lehetőség, hogy néhány DIY festés munkát izzók a gyerekek.

utolsó szavak

itt van, a színváltó LED-ek mögött álló technológia meglepően egyszerű.

ez a színhatás a LED-ekre jellemző, és nem alkalmazható hagyományos halogén vagy izzólámpákra.

tehát nem meglepő, hogy a LED-ek egyre népszerűbbek, és fokozatosan integrálódnak az eszközök egész sorába.

mi a véleménye a színes LED – ekről-bemutatja őket otthonába, vagy a padláson tartja őket a karácsonyi és Halloween dekorációval?