RGB LED的特性
改變顏色的背光看起來很壯觀。它用於廣告對象，建築對象的裝飾照明，在各種表演和公共活動中。實現這種背光的一種方法是使用三色 LED。
什麼是RGB LED
普通的發光半導體器件在一個封裝中具有一個 p-n 結，或者它們是多個相同結的矩陣（COB技術）。這使您可以在每個時刻獲得一種發光顏色 - 直接來自主要載流子的重組或來自熒光粉的二次發光。第二種技術為開發人員提供了選擇發光顏色的充分機會，但該設備在運行期間無法改變輻射顏色。
RGB LED 在一個封裝中包含三個具有不同發光顏色的 p-n 結：
- 紅色（紅色）；
- 綠色（綠色）；
- 藍色的。
每種顏色的英文名稱的縮寫為這種類型的 LED 命名。
RGB二極管的種類
三色LED根據外殼內部晶體的連接方式分為三種：
- 帶共陽極（有 4 個輸出）；
- 帶共陰極（有 4 個輸出）；
- 具有單獨的元素（有 6 個結論）。
設備的控制方式取決於 LED 的版本。
根據透鏡的類型，LED 有：
- 帶透明鏡片；
- 帶磨砂鏡片。
透明鏡片 RGB 元素可能需要額外的光擴散器來實現混合色調。否則，可能會看到單個顏色分量。
工作原理
RGB LED 的工作原理是基於混合顏色。一個、兩個或三個元素的受控點火可以讓您獲得不同的光芒。
單獨打開晶體會給出三種相應的顏色。成對包含可讓您實現發光：
- 紅色 + 綠色 p-n 結最終會變成黃色；
- 藍色+綠色混合時產生綠松石；
- 紅色+藍色變成紫色。
包含所有三個元素可以讓您變白。
通過以不同比例混合顏色提供了更多可能性。這可以通過單獨控制每個晶體的輝光亮度來完成。為此，您必須單獨調整流過 LED 的電流。
RGB LED控制及接線圖
RGB LED 的控制方式與傳統 LED 相同——通過施加直接的陽極-陰極電壓並通過 p-n 結產生電流。因此，有必要通過鎮流電阻將三色元件連接到電源 - 每個晶體都通過自己的電阻。 計算 它可以通過元件的額定電流和工作電壓。
即使組合在同一個封裝中，不同的晶體也可以有不同的參數，所以不能並聯。
表中給出了直徑為 5 mm 的低功率三色器件的典型特性。
| 紅色 (R) | 綠色 (G) | 藍色 (B) | |
| 最大正向電壓，V | 1,9 | 3,8 | 3,8 |
| 額定電流，毫安 | 20 | 20 | 20 |
顯然，紅色晶體的正向電壓是其他兩個晶體的一半。元素的平行包含將導致不同的輝光亮度或一個或所有 p-n 結的故障。
永久連接到電源不允許您使用 RGB 元素的全部功能。在靜態模式下，三色器件僅執行單色器件的功能，但成本遠高於傳統 LED。因此，動態模式更有趣，其中可以控制發光的顏色。這是通過微控制器完成的。在大多數情況下，它的輸出提供 20 mA 的輸出電流，但每次都需要在數據表中指定。通過限流電阻將 LED 連接到輸出端口。從 5 V 為微電路供電時，一個折衷的選擇是 220 歐姆的電阻。
具有公共陰極的元件通過將邏輯單元應用於輸出來控制，公共陽極 - 邏輯零。以編程方式更改控制信號的極性並不困難。具有獨立輸出的 LED 可 連接 並以任何方式進行管理。
如果微控制器的輸出不是針對 LED 的額定電流設計的，則 LED 必須通過晶體管開關連接。
在這些電路中，兩種類型的 LED 都通過向鍵輸入施加正電平來點亮。
有人提到，輝光的亮度是通過改變通過發光元件的電流來控制的。微控制器的數字輸出不能直接控制電流，因為它們有兩種狀態——高（對應於電源電壓）和低（對應於零電壓）。沒有中間位置，所以用其他方式調整電流。例如，控制信號的脈寬調製（PWM）方法。其本質在於，不是對 LED 施加恆定電壓，而是施加一定頻率的脈衝。微控制器根據程序改變脈沖和暫停的比率。這會以恆定的電壓幅度改變通過 LED 的平均電壓和平均電流。
有專門設計用於控制三色 LED 發光的專用控制器。它們以成品設備的形式出售。他們還使用 PWM 方法。
引腳排列
如果有新的非焊接 LED，則可以通過目視確定引腳排列。對於任何類型的連接（共陽極或共陰極），連接到所有三個元件的引線具有最長的長度。如果您轉動外殼，使長腿在左側，那麼在它的左側將有一個“紅色”輸出，在右側 - 首先是“綠色”，然後是“藍色”。如果 LED 已在使用中，則其輸出可以任意縮短，您將不得不求助於其他方法來確定引腳分配：
- 您可以使用 萬用表.有必要在二極管測試模式下打開設備並將設備的箝位連接到預期的公共腿和任何其他人，然後改變連接的極性（如在半導體結的通常測試中）。如果正確確定了預期的公共輸出，那麼（使用所有三個可維修元件）測試儀將在一個方向顯示無限電阻，而在另一個方向顯示有限電阻（確切值取決於 LED 的類型）。如果在這兩種情況下，測試儀顯示屏上都有開路信號，則輸出選擇不正確，必須用另一條腿重複測試。事實證明，萬用表的測試電壓足以點燃晶體。在這種情況下，您還可以通過 p-n 結的發光顏色來驗證引腳排列的正確性。
- 另一種方法是向預期的公共端子和 LED 的任何其他支路供電。如果公共點選擇正確，這可以通過晶體的發光來驗證。
重要的！ 用電源檢查時，要從零開始平穩升壓，不超過3.5-4V的值。如果沒有穩壓源，可以通過限流把LED接到直流電壓輸出電阻器。
對於具有單獨引腳的 LED，引腳分配的定義簡化為 極性澄清 以及按顏色排列的晶體。這也可以使用上述方法來完成。
了解以下內容將很有用：
RGB LED 的優缺點
RGB-LED 具有半導體發光元件所具有的所有優點。具有成本低、能效高、使用壽命長等特點。三色 LED 的一個顯著優勢是能夠以簡單的方式以低廉的價格獲得幾乎任何光暈，以及動態改變顏色。
RGB-LED 的主要缺點是無法通過混合三種顏色獲得純白色。這將需要七種色調（例如彩虹——它的七種顏色是逆過程的結果：可見光分解成成分）。這對使用三色燈作為照明元件施加了限制。為了在一定程度上彌補這一令人不快的特點，在創建 LED 燈條時使用了 RGBW 原理。對於每個三色 LED，安裝一個白色發光元件（由於熒光粉）。但是這種照明裝置的成本顯著增加。 RGBW LED 也可用。他們在外殼中安裝了四個晶體——三個獲得原始顏色，第四個獲得白色，由於熒光粉而發光。
壽命
三晶體裝置的運行週期由壽命最短的元件的故障間隔時間決定。在這種情況下，所有三個 p-n 結都大致相同。製造商聲稱 RGB 元件的使用壽命為 25,000-30,000 小時。但必須謹慎對待這個數字。規定的使用壽命相當於連續運行 3-4 年。任何製造商都不太可能在如此長的時間內進行壽命測試（甚至在各種熱和電模式下）。在此期間，新技術出現了，測試必須重新開始——如此等等。操作保修期的信息要多得多。它是 10,000-15,000 小時。接下來的一切，充其量是數學建模，最壞的情況是赤裸裸的營銷。問題是對於普通的廉價 LED，通常沒有製造商的保修信息。但是您可以專注於 10,000-15,000 小時，並記住大約相同的數量。然後就只能靠運氣了。還有一件事 - 使用壽命在很大程度上取決於運行期間的熱狀態。因此，相同的元素在不同的條件下會持續不同的時間。要想延長LED的壽命，必須注意散熱問題，不能忽視散熱器，為自然空氣流通創造條件，在某些情況下還要採取強制通風。
但即使是減少的條款也是幾年的操作（因為 LED 不會在沒有停頓的情況下工作）。因此，三色 LED 的出現讓設計人員可以在他們的想法中廣泛使用半導體器件，而工程師可以“在硬件中”實現這些想法。
