Installasjon Og programmering AV RGB LED strips
Lysdioder (Eller Lysdioder) erstatter i økende grad standardkilder til elektrisk lys, for eksempel glødelamper, halogenlamper eller lysrør. Først av alt er de langt mer energieffektive, men de har også mange andre fordeler.
i denne artikkelen vil du lære:
- Hva ER EN LED,
- hva er anvendelsen AV RGB-dioder,
- hvordan sette diodens lysstyrke,
- Hva ER EN LED OG RGB LED-stripe,
- hvordan kontrollere LED-striper,
- hvilken stripe og hvilken kontroller du skal velge,
- hvordan velge en passende led.
Led Brukes ofte i belysningssystemer utstyrt med et bredt spekter av hvite dioder. Men mer og oftere farge Lysdioder brukes til å belyse interiør med en iøynefallende visuell effekt. DEN mest avanserte løsningen av denne typen ER RGB-dioder, hvis farge kan styres jevnt, men også settes til nesten hvilken som helst farge i det synlige spektret. Hva er mer å vite om disse?
Hva ER EN LED?
Lysdioder (Led) er halvlederlyskilder som avgir lys når strømmen strømmer gjennom dem. Elektroner i halvlederen rekombinerer med elektronhull for å frigjøre energi i form av fotoner. Denne effekten kalles elektroluminescens.
fargen på det utstrålede lyset tilsvarer energien til fotonene, som igjen bestemmes av energien som kreves for at elektronene skal krysse båndgapet til halvlederen. Båndgapet kalles noen ganger energigap, og er et viktig aspekt av hver halvleder – så fargen på dioden avhenger av materialet som brukes til konstruksjonen.
Led dukket opp på markedet som kommersielt tilgjengelige elektroniske komponenter i 1962. I utgangspunktet sendte de ut infrarødt lys med lav intensitet. Infrarøde Lysdioder brukes primært i fjernkontrollkretser, f. eks. i forbrukerelektronikk. De første lysdiodene med synlig Lys var også av lav intensitet og begrenset til den røde fargen. De ble produsert av materialer som galliumfosfid (GaP) Og aluminium galliumarsenid (AlGaAs)
Moderne Lysdioder er tilgjengelige over de synlige, ultrafiolette og infrarøde bølgelengder, med høy utslipp, noe som betyr at De genererer mye lys til en lav energikostnad. Disse moderne produktene er laget av en rekke halvledende materialer, avhengig av ønsket fargeområde. Røde dioder produseres ved hjelp av aluminium gallium indiumfosfid (AlInGaP), noe som gjør dem mer effektive enn De som er laget av GaP eller AlGaAs. Komponentene i blå og grønne dioder, derimot, er produsert hovedsakelig fra galliumnitrid (GaN) og indium galliumnitrid (InGaN). Mengden indium bestemmer fargen – jo mer indium, jo lengre bølgelengden (f.eks. grønn).
Hva er anvendelsen AV RGB-dioder?
RGB er en additiv fargemodell der rødt, grønt og blått (som det forkortede navnet antyder) lys kombineres på forskjellige måter for å reprodusere et bredt spekter av farger.Hovedanvendelsen TIL RGB-fargemodellen er å oppdage, representere og vise bilder i elektroniske systemer som TV-apparater og datamaskiner, men det har også blitt brukt i analog fotografering. I dag er det imidlertid også i økende grad brukt i belysningssystemer. FØR den elektroniske tidsalderen hadde RGB-fargemodellen allerede en solid teori basert på den menneskelige oppfatningen av farger.
Blanding av rødt, grønt og blått lys fra LED-kilder for å produsere hvitt lys krever dedikerte elektroniske kretser for å kontrollere fargeblandingen, og siden forskjellige dioder har litt forskjellige utslippsmønstre, kan fargebalansen endres, avhengig av synsvinkelen, selv om RGB-kildene er i en enkelt pakke, SÅ RGB-dioder brukes sjelden til å produsere hvit belysning. Likevel har denne metoden mange bruksområder på grunn av fleksibiliteten ved å blande forskjellige farger og høy energieffektivitet.
Flerfargede Lysdioder tilbyr også en ny måte å skape lys av forskjellige farger. De fleste synlige farger kan dannes ved å blande forskjellige mengder av de tre primærfargene: rød, grønn og blå. Dette gir presis og dynamisk kontroll over visning av farger. Men problemet med å bruke RGB-Lysdioder for nøyaktig fargedisplay i belysningssystemer er relatert til det faktum at en temperaturendring også endrer energigapet til halvlederen som brukes som komponent. Følgelig skjer en endring i fargeutslipp av individuelle dioder (rød, grønn og blå) i RGB-strukturen. Dette er ikke et problem i tilfelle av lav effekt dioder.
hvordan sette diodens lysstyrke-pulsbreddemodulasjon
lysstyrken til elektroluminescerende diode-utslipp er avhengig av strømmen som strømmer gjennom den. Dette, derimot, kan styres i en vaiety av måter. De to enkleste metodene er å bruke en kontrollert strømkilde eller EN PWM-modulator.
en strømkilde er en elektronisk krets som leverer eller absorberer elektrisk strøm som er uavhengig av spenningen. Det finnes to typer strømkilder: en uavhengig strømkilde leverer konstant strøm, mens en avhengig strømkilde leverer strøm som er proporsjonal med en annen spenning eller kretsstrømmen. Derfor, for å kontrollere Lysdioder, er det nødvendig med en avhengig kilde. De fleste av de faktiske nåværende kildene er laget med bruk av elementer av kontrollert motstand(f. eks. Den styres på en slik måte at spenningsfallet på det elementet også tvinger strømmen av ønsket strøm gjennom lasten.
ulempen med løsningen med det lossy elementet som tvinger strømmen er dens lave energieffektivitet. Spenningsfallet på kontrollelementet kan være ganske betydelig, spesielt for lave strømmer. I tillegg er denne måten å kontrollere, da den trenger en analog inngang – for eksempel styrespenning – vanskelig å implementere i et digitalt system og krever implementering av flere elementer som en digital-til-analog omformer.
PWM, eller pulsbreddemodulasjon, er en metode for å redusere gjennomsnittlig effekt levert av et elektrisk signal ved effektivt å kutte signalet i separate deler når det slås på og av (uten overgangsstater – som i en rektangulær bølgeform). Gjennomsnittsverdien av spenningen (og strømmen) på lasten styres ved raskt å slå på og av en bestemt type nøkkel mellom strømforsyningen og lasten. Jo lenger nøkkelen er slått på i forhold til av perioder, desto større er den totale effekten til lasten.
PWM-modulering er spesielt egnet for relativt inerte belastninger, for eksempel motorer som ikke er så lett påvirket av diskret bytte. De reagerer sakte på grunn av treghet. PWM-bryterfrekvensen må være høy nok til ikke å påvirke belastningen. NÅR DET gjelder RGB-Lysdioder, er det ikke mottakeren selv – lysemitterende diode – som er inert, men det menneskelige øye, som ikke oppfatter blinking, fordi det gjennomsnitt lysintensiteten.
hastigheten (eller frekvensen) som nøkkelen må bytte lasten på, kan variere betydelig avhengig av last og bruk av systemet. Når Det Gjelder Lysdioder, avhenger den optimale frekvensen også av den spesifikke applikasjonen. Den øvre frekvensgrensen er koblingshastigheten TIL LYSDIODEN. Byttetiden til en typisk LED er mellom flere hundre og flere tusen nanosekunder, noe som oversetter til byttefrekvenser fra flere hundre kilohertz til flere megahertz. På den annen side er den minste bryterfrekvensen definert av treghet i det menneskelige øye. Med et bevegelige objekt brukes 200 Hz som minimum bryterfrekvens FOR LED-kontrolltasten.
den største fordelen med å bruke PWM-modulering er at strømtapene i bryterenhetene er svært lave. Når bryteren er slått av, strømmer strømmen nesten ikke, og når nøkkelen er slått på, er spenningsfallet på nøkkelen marginal. Strømtap, som er produktet av spenningsfall og strømstrøm, er derfor små i begge tilfeller. I TILLEGG fungerer PWM veldig bra med digitale kontroller, som på grunn av deres natur – null-en kontroll – styrer nøkkelen enkelt.
Hva ER EN LED-og RGB LED-stripe med integrert driver
LED-stripe ER et fleksibelt kretskort hvor overflatemonterte lysdioder (SMDs) og andre komponenter som trengs for driften av diodene, er loddet. Den er vanligvis utstyrt med en klebende bakside.
LED-striper ble tidligere bare brukt i aksentbelysning, bakgrunnsbelysning, oppgavebelysning og dekorativ belysning. Takket være Den økte Effektiviteten Til Lysdioder og tilgjengeligheten av kraftigere produkter, BRUKES LED-striper nå som høy lysstyrkebelysning som effektivt erstatter armaturer med fluorescerende eller halogenpærer.
Populære LED-striper er også tilgjengelige i en versjon med flerfargede Lysdioder: RGB, RGBW. Sistnevnte har en ekstra hvit diode, som gir god kvalitet hvitt lys-du vil lære mer om det senere i denne artikkelen. Kontrollere dem ved hjelp av eksterne drivere ville være komplisert på grunn av det store antallet ledninger som trengs for å kontrollere lengre stripe. Derfor brukes integrerte drivere ofte til denne typen striper.
slik kontrollerer DU LED-striper
De FLESTE RGB LED strips er konstruert ved hjelp av klassiske RGB Led med fire ledninger-en felles anode eller katode og en enkelt ledning for hver av fargene. Kabler kan ikke kobles direkte til strømforsyningen, fordi en driver er nødvendig for en enkel fargeendring. Selv om en slik løsning tillater oss å kontrollere fargen, bør brukeren huske at hele stripen avgir samme farge, noe som kan være en begrensning når det gjelder bruken. En løsning der integrerte drivere, som Worldsemi WS28xx-familien av chips, brukes på stripen i TILLEGG TIL Rbg-Lysdioder, har blitt populære nylig.
det er også verdt å nevne at klassiske RGB LED-striper styres annerledes enn de med drivere. Dette skyldes hovedsakelig at for integrerte drivere endres strukturen – bare EN linje (DATA) brukes til å kontrollere, og ikke tre separate linjer for hver farge. Du kan f. eks. bruke kontrollløsninger basert På Arduino her.
Striper med kretser fra denne gruppen kalles vanligvis programmerbare eller smarte, mens sjåføren selv har form av en integrert krets, designet for å styre Lysdioder. Den inneholder en intern intelligent digital datalås for inngangsporten, sin egen individuelle adresse, samt en strømstyringskrets. Den har også en presis intern oscillator og EN 12v spenningsregulator For Lysdioder. For å redusere rippelen i systemet styres individuelle pwm-kanaler med faseskift. Dette systemet bruker NZR-kommunikasjonsmodus.
I NZR-systemet er ws28xx-familien av systemer koblet i serie. DIN-pin er datainngangen og DO er utgangen. Dataene leveres TIL DIN-pinnen til den første driveren i kjeden. DENS GJØR er festet til DIN av den neste etc. ETTER at brikken er startet på nytt, mottar din-linjen data fra kontrolleren. Den første brikken samler de første 24 biter av data (tre ganger 8 biter for tre farger) og sender dem deretter til den interne datalåsen. De resterende dataene sendes videre AV DO-utgangen.
DO-utgangsdataene bufres av innebygde digitale kretser, slik at neste driver mottar en høy kvalitet bølgeform. Dette øker rekkevidden til brikken, da de eneste grensene for striplengde er maksimal avstand mellom drivere og antall tilgjengelige adresser.
når føreren låser dataene, genererer systemet passende pwm-styresignaler VED OUTR -, OUTG-og OUTB-utgangene, designet for å kontrollere de røde, grønne og blå diodene på stripen. Takket være muligheten For å adressere ws28xx-serien av kretser, er det mulig å sette farge og lysstyrke på RGB-dioden individuelt, noe som utvider applikasjonsområdet sterkt. For eksempel, i striper som bruker dette systemet, kan hver diode avgi en annen farge og med en annen intensitet, uavhengig av de andre diodene på stripen.
det er verdt å nevne at det også finnes omfattende løsninger som inneholder BÅDE RGB LED-strukturer og en integrert adresserbar driver i ett hus, noe som forenkler applikasjonen og reduserer den endelige cos. Slike dioder tilbys både i en budsjettversjon Av Worldsemi, og i versjonen som Tilbys Av Liteon, med toppkvalitets innebygde dioder preget av høy repeterbarhet.
Hvilken stripe og hvilken kontroller å velge?
Mange FORSKJELLIGE RGB LED strips med integrerte drivere er tilgjengelige på markedet. Disse er striper med forskjellige strøm-OG LED-nummeralternativer, som oversetter til forskjellige lysstyrkenivåer. Slike produkter varierer fra 30 Til 144 Lysdioder per meter og har en maksimal effekt PÅ 36W til 86,4 W (per 1 meter stripe).
RGB LED strips kan leveres MED 5V, 12V ELLER 24V DC. Valget av en bestemt stripe må dikteres av forsyningsspenningen som er tilgjengelig i det spesifikke systemet. For eksempel, for et mikrokontrollersystem vil astrip levert MED 5V fungere perfekt, og i et industrisystem vil en stripe som leveres MED 24V være det beste valget. I tillegg, når DU velger LED-stripe for industrielle applikasjoner, er det verdt å sjekke inngangsklassen til produktet. HVIS DU velger EN IP65-klassifisert modell, kan du stole på systemets pålitelighet, fordi denne klassen garanterer støvtetthet og beskyttelse mot fuktighet.
RGB eller RGBW – hvordan velge en passende LED?
en standard RGB LED-stripe bruker tre Lysdioder(rød, grønn og blå). Den kan produsere et bredt spekter av farger, blande disse tre fargene og gi et nesten hvitt lys, men selv når alle Tre Lysdiodene lyser til maksimal lysstyrke, er den endelige fargen langt fra perfekt. DERFOR brukes RGB + W LED-striper, som bruker fire Lysdioder: RGB LED og en ekstra hvit lysdiode.
SELV OM RGB-Lysdioder selv kan produsere en farge som ligner hvit, gir den dedikerte hvite LYSDIODEN i strukturen en mye renere hvit tone og tillater bruk av en ekstra varm eller kald hvit chip. I tillegg gir den hvite brikken flere muligheter til å blande farger MED RGB-chips, og på denne måten kan du lage et imponerende utvalg av unike nyanser.