RGB LED चे वैशिष्ट्य
त्याचा रंग बदलणारा बॅकलाइट नेत्रदीपक दिसतो. विविध शो आणि सार्वजनिक कार्यक्रमांदरम्यान जाहिरातींच्या वस्तू, आर्किटेक्चरल वस्तूंच्या सजावटीच्या प्रकाशासाठी याचा वापर केला जातो. अशा बॅकलाइटची अंमलबजावणी करण्याचा एक मार्ग म्हणजे तिरंगा LEDs वापरणे.
RGB LED म्हणजे काय
सामान्य प्रकाश-उत्सर्जक सेमीकंडक्टर उपकरणांमध्ये एका पॅकेजमध्ये एक p-n जंक्शन असते किंवा ते अनेक समान जंक्शनचे मॅट्रिक्स असतात (सीओबी तंत्रज्ञान). हे आपल्याला प्रत्येक क्षणी एक चमक रंग मिळविण्यास अनुमती देते - थेट मुख्य वाहकांच्या पुनर्संयोजनातून किंवा फॉस्फरच्या दुय्यम चमकातून. दुस-या तंत्रज्ञानाने विकासकांना ग्लोचा रंग निवडण्यासाठी पुरेशी संधी दिली, परंतु डिव्हाइस ऑपरेशन दरम्यान रेडिएशनचा रंग बदलू शकत नाही.
RGB LED मध्ये एका पॅकेजमध्ये वेगवेगळ्या ग्लो कलर्ससह तीन p-n जंक्शन आहेत:
- लाल (लाल);
- हिरवा (हिरवा);
- निळा
प्रत्येक रंगाच्या इंग्रजी नावांच्या संक्षेपाने या प्रकारच्या एलईडीला नाव दिले.
आरजीबी डायोडचे प्रकार
केसमधील क्रिस्टल्स जोडण्याच्या पद्धतीनुसार तीन-रंगाचे एलईडी तीन प्रकारांमध्ये विभागले गेले आहेत:
- सामान्य एनोडसह (4 आउटपुट आहेत);
- सामान्य कॅथोडसह (4 आउटपुट आहेत);
- स्वतंत्र घटकांसह (6 निष्कर्ष आहेत).
डिव्हाइस ज्या प्रकारे नियंत्रित केले जाते ते LED च्या आवृत्तीवर अवलंबून असते.
लेन्सच्या प्रकारानुसार, LEDs आहेत:
- पारदर्शक लेन्ससह;
- फ्रॉस्टेड लेन्ससह.
क्लिअर लेन्स RGB घटकांना मिश्र रंगछटा मिळविण्यासाठी अतिरिक्त प्रकाश डिफ्यूझरची आवश्यकता असू शकते. अन्यथा, वैयक्तिक रंग घटक दृश्यमान असू शकतात.
ऑपरेशनचे तत्त्व
RGB LEDs च्या ऑपरेशनचे सिद्धांत मिक्सिंग रंगांवर आधारित आहे. एक, दोन किंवा तीन घटकांचे नियंत्रित प्रज्वलन आपल्याला भिन्न चमक मिळविण्यास अनुमती देते.
स्वतंत्रपणे क्रिस्टल्स चालू केल्याने तीन संबंधित रंग मिळतात. जोडीने समावेश केल्याने आपल्याला एक चमक प्राप्त करण्यास अनुमती मिळते:
- लाल + हिरवा p-n जंक्शन शेवटी पिवळा देईल;
- निळा + हिरवा मिश्रित केल्यावर नीलमणी देते;
- लाल + निळा जांभळा बनवा.
सर्व तीन घटकांचा समावेश आपल्याला पांढरा मिळविण्यास अनुमती देतो.
विविध प्रमाणात रंग मिसळून अधिक शक्यता दिल्या जातात. प्रत्येक स्फटिकाच्या चमकाची चमक स्वतंत्रपणे नियंत्रित करून हे केले जाऊ शकते. हे करण्यासाठी, आपण LEDs मधून वाहणारा विद्युत् प्रवाह वैयक्तिकरित्या समायोजित करणे आवश्यक आहे.
RGB LED नियंत्रण आणि वायरिंग आकृती
आरजीबी एलईडी पारंपारिक एलईडी प्रमाणेच नियंत्रित केले जाते - डायरेक्ट एनोड-कॅथोड व्होल्टेज लागू करून आणि पी-एन जंक्शनद्वारे विद्युत प्रवाह तयार करून.म्हणून, बॅलास्ट रेझिस्टरद्वारे तिरंगा घटक उर्जा स्त्रोताशी जोडणे आवश्यक आहे - प्रत्येक क्रिस्टल स्वतःच्या रेझिस्टरद्वारे. गणना करा हे घटक आणि ऑपरेटिंग व्होल्टेजच्या रेट केलेल्या प्रवाहाद्वारे असू शकते.
एकाच पॅकेजमध्ये एकत्रित केल्यावरही, भिन्न क्रिस्टल्समध्ये भिन्न मापदंड असू शकतात, म्हणून ते समांतर कनेक्ट केले जाऊ शकत नाहीत.
5 मिमी व्यासासह कमी-शक्तीच्या तीन-रंग उपकरणाची विशिष्ट वैशिष्ट्ये टेबलमध्ये दिली आहेत.
| लाल (R) | हिरवा (G) | निळा (B) | |
| जास्तीत जास्त फॉरवर्ड व्होल्टेज, व्ही | 1,9 | 3,8 | 3,8 |
| रेटेड वर्तमान, mA | 20 | 20 | 20 |
अर्थात, लाल क्रिस्टलमध्ये फॉरवर्ड व्होल्टेज आहे जे इतर दोन पेक्षा अर्धे आहे. घटकांचा समांतर समावेश केल्याने ग्लोची वेगळी चमक किंवा एक किंवा सर्व p-n जंक्शन अयशस्वी होईल.
उर्जा स्त्रोताशी कायमस्वरूपी कनेक्ट केलेले आपल्याला RGB घटकाची पूर्ण क्षमता वापरण्याची परवानगी देत नाही. स्टॅटिक मोडमध्ये, तीन-रंगाचे उपकरण केवळ मोनोक्रोमचे कार्य करते, परंतु त्याची किंमत पारंपारिक एलईडीपेक्षा खूप जास्त असते. म्हणून, डायनॅमिक मोड अधिक मनोरंजक आहे, ज्यामध्ये चमकचा रंग नियंत्रित केला जाऊ शकतो. हे मायक्रोकंट्रोलरद्वारे केले जाते. त्याचे आउटपुट बहुतेक प्रकरणांमध्ये 20 एमएचे आउटपुट प्रवाह प्रदान करतात, परंतु हे प्रत्येक वेळी डेटाशीटमध्ये निर्दिष्ट करणे आवश्यक आहे. करंट-लिमिटिंग रेझिस्टरद्वारे एलईडी आउटपुट पोर्टशी कनेक्ट करा. 5 V वरून मायक्रो सर्किट पॉवर करताना एक तडजोड पर्याय म्हणजे 220 ओमचा प्रतिकार.
कॉमन कॅथोड्स असलेले घटक आउटपुटमध्ये लॉजिकल युनिट लागू करून, कॉमन एनोड्ससह नियंत्रित केले जातात - लॉजिकल शून्य. नियंत्रण सिग्नलची ध्रुवीयता प्रोग्रामॅटिकरित्या बदलणे कठीण नाही. स्वतंत्र आउटपुटसह एलईडी असू शकतात कनेक्ट करा आणि कोणत्याही प्रकारे व्यवस्थापित करा.
जर मायक्रोकंट्रोलरचे आउटपुट एलईडीच्या रेट केलेल्या करंटसाठी डिझाइन केलेले नसतील, तर एलईडी ट्रान्झिस्टर स्विचद्वारे जोडणे आवश्यक आहे.
या सर्किट्समध्ये, दोन्ही प्रकारचे LEDs की इनपुटला सकारात्मक पातळी लागू करून प्रज्वलित केले जातात.
प्रकाश उत्सर्जित घटकाद्वारे विद्युत प्रवाह बदलून ग्लोची चमक नियंत्रित केली जाते असे नमूद केले होते. मायक्रोकंट्रोलरचे डिजिटल आउटपुट थेट वर्तमान नियंत्रित करू शकत नाहीत, कारण त्यांच्याकडे दोन अवस्था आहेत - उच्च (पुरवठा व्होल्टेजशी संबंधित) आणि कमी (शून्य व्होल्टेजशी संबंधित). कोणतीही इंटरमीडिएट पोझिशन्स नाहीत, म्हणून वर्तमान समायोजित करण्यासाठी इतर मार्ग वापरले जातात. उदाहरणार्थ, नियंत्रण सिग्नलच्या पल्स-रुंदी मॉड्यूलेशन (पीडब्ल्यूएम) ची पद्धत. त्याचे सार हे आहे की एलईडीवर स्थिर व्होल्टेज लागू होत नाही, परंतु विशिष्ट वारंवारतेच्या डाळी. मायक्रोकंट्रोलर, प्रोग्रामच्या अनुषंगाने, नाडी आणि विराम यांचे गुणोत्तर बदलतो. हे स्थिर व्होल्टेज मोठेपणावर LED द्वारे सरासरी व्होल्टेज आणि सरासरी प्रवाह बदलते.
विशेषत: तीन-रंगी LEDs च्या चमक नियंत्रित करण्यासाठी डिझाइन केलेले विशेष नियंत्रक आहेत. ते तयार उपकरणाच्या स्वरूपात विकले जातात. ते PWM पद्धत देखील वापरतात.
पिनआउट
जर नवीन, नॉन-सोल्डर्ड एलईडी असेल तर पिनआउट दृष्यदृष्ट्या निर्धारित केले जाऊ शकते. कोणत्याही प्रकारच्या कनेक्शनसाठी (सामान्य एनोड किंवा सामान्य कॅथोड), तीनही घटकांशी जोडलेल्या लीडची लांबी सर्वात जास्त असते.जर आपण केस वळवले तर लांब पाय डाव्या बाजूला असेल तर त्याच्या डावीकडे "लाल" आउटपुट असेल आणि उजव्या बाजूला - प्रथम "हिरवा", नंतर "निळा". जर एलईडी आधीच वापरात असेल, तर त्याचे आउटपुट अनियंत्रितपणे लहान केले जाऊ शकतात आणि पिनआउट निश्चित करण्यासाठी तुम्हाला इतर पद्धतींचा अवलंब करावा लागेल:
- आपण यासह एक सामान्य वायर परिभाषित करू शकता मल्टीमीटर. डायोड चाचणी मोडमध्ये डिव्हाइस चालू करणे आवश्यक आहे आणि डिव्हाइसच्या क्लॅम्प्सना इच्छित सामान्य पाय आणि इतर कोणत्याही जोडणीशी जोडणे आवश्यक आहे, नंतर कनेक्शनची ध्रुवीयता बदला (सेमीकंडक्टर जंक्शनच्या नेहमीच्या चाचणीप्रमाणे). अपेक्षित सामान्य आउटपुट योग्यरित्या निर्धारित केले असल्यास, (सर्व तीन सेवायोग्य घटकांसह) परीक्षक एका दिशेने असीम प्रतिकार दर्शवेल आणि दुसर्या दिशेने मर्यादित प्रतिकार दर्शवेल (अचूक मूल्य एलईडीच्या प्रकारावर अवलंबून असते). जर दोन्ही प्रकरणांमध्ये परीक्षकाच्या प्रदर्शनावर खुले सिग्नल असेल तर आउटपुट चुकीच्या पद्धतीने निवडले गेले आहे आणि चाचणी दुसर्या पायाने पुनरावृत्ती करणे आवश्यक आहे. असे होऊ शकते की मल्टीमीटरचे चाचणी व्होल्टेज क्रिस्टल प्रज्वलित करण्यासाठी पुरेसे आहे. या प्रकरणात, आपण अतिरिक्तपणे p-n जंक्शनच्या ग्लोच्या रंगाद्वारे पिनआउटची शुद्धता सत्यापित करू शकता.
- दुसरा मार्ग म्हणजे इच्छित सामान्य टर्मिनल आणि LED च्या इतर कोणत्याही पायावर उर्जा लागू करणे. सामान्य बिंदू योग्यरित्या निवडल्यास, क्रिस्टलच्या चमकाने हे सत्यापित केले जाऊ शकते.
महत्वाचे! पॉवर स्रोत तपासताना, व्होल्टेज शून्यातून सहजतेने वाढवणे आणि 3.5-4 V च्या मूल्यापेक्षा जास्त नसणे आवश्यक आहे. जर कोणतेही नियमन केलेले स्रोत नसेल, तर तुम्ही LED ला वर्तमान-मर्यादाद्वारे डीसी व्होल्टेज आउटपुटशी कनेक्ट करू शकता. रेझिस्टर
वेगळ्या पिनसह LEDs साठी, पिनआउटची व्याख्या कमी केली जाते ध्रुवीय स्पष्टीकरण आणि रंगानुसार क्रिस्टल्सची व्यवस्था.हे वरील पद्धती वापरून देखील केले जाऊ शकते.
हे जाणून घेणे उपयुक्त ठरेल:
RGB LEDs चे फायदे आणि तोटे
RGB-LED मध्ये अर्धसंवाहक प्रकाश-उत्सर्जक घटकांचे सर्व फायदे आहेत. हे कमी खर्च, उच्च ऊर्जा कार्यक्षमता, दीर्घ सेवा जीवन इ. तीन-रंगी एलईडीचा एक विशिष्ट फायदा म्हणजे जवळजवळ कोणतीही चमक सोप्या पद्धतीने आणि कमी किमतीत मिळवण्याची क्षमता, तसेच डायनॅमिक्समध्ये रंग बदलणे.
आरजीबी-एलईडीचा मुख्य तोटा म्हणजे तीन रंगांचे मिश्रण करून शुद्ध पांढरा मिळणे अशक्य आहे. यासाठी सात छटा आवश्यक असतील (उदाहरणार्थ इंद्रधनुष्य - त्याचे सात रंग उलट प्रक्रियेचा परिणाम आहेत: दृश्यमान प्रकाशाचे घटकांमध्ये विघटन). हे प्रकाश घटक म्हणून तीन-रंगी दिवे वापरण्यावर निर्बंध लादते. या अप्रिय वैशिष्ट्याची थोडीशी भरपाई करण्यासाठी, LED पट्ट्या तयार करताना RGBW तत्त्व वापरले जाते. प्रत्येक तीन-रंगाच्या एलईडीसाठी, एक पांढरा चमक घटक स्थापित केला जातो (फॉस्फरमुळे). परंतु अशा प्रकाश उपकरणाची किंमत लक्षणीय वाढते. RGBW LEDs देखील उपलब्ध आहेत. त्यांच्या केसमध्ये चार क्रिस्टल्स स्थापित आहेत - तीन मूळ रंग मिळविण्यासाठी, चौथे - पांढरे मिळविण्यासाठी, ते फॉस्फरमुळे प्रकाश उत्सर्जित करते.
जीवन वेळ
तीन क्रिस्टल्सच्या डिव्हाइसच्या ऑपरेशनचा कालावधी सर्वात अल्पकालीन घटकांच्या अपयशांमधील वेळेनुसार निर्धारित केला जातो. या प्रकरणात, ते सर्व तीन p-n जंक्शनसाठी अंदाजे समान आहे. उत्पादक 25,000-30,000 तासांच्या पातळीवर RGB घटकांच्या सेवा जीवनाचा दावा करतात. परंतु ही आकृती सावधगिरीने हाताळली पाहिजे.नमूद केलेले जीवनकाल 3-4 वर्षे सतत ऑपरेशनच्या समतुल्य आहे. कोणत्याही उत्पादकाने इतक्या दीर्घ कालावधीसाठी जीवन चाचण्या (आणि विविध थर्मल आणि इलेक्ट्रिकल मोडमध्ये देखील) घेतल्या असण्याची शक्यता नाही. या काळात, नवीन तंत्रज्ञान दिसून येते, चाचण्या पुन्हा सुरू केल्या पाहिजेत - आणि असेच जाहिरात अनंत. ऑपरेशनचा वॉरंटी कालावधी अधिक माहितीपूर्ण आहे. आणि ते 10,000-15,000 तास आहे. यानंतर जे काही आहे ते, सर्वोत्तम, गणितीय मॉडेलिंग, सर्वात वाईट, नग्न विपणन आहे. समस्या अशी आहे की सामान्यतः स्वस्त LEDs साठी निर्मात्याची वॉरंटी माहिती नसते. परंतु आपण 10,000-15,000 तासांवर लक्ष केंद्रित करू शकता आणि त्याच रकमेबद्दल लक्षात ठेवू शकता. आणि मग फक्त नशिबावर अवलंबून रहा. आणि आणखी एक गोष्ट - ऑपरेशन दरम्यान सेवा जीवन थर्मल शासनावर खूप अवलंबून असते. म्हणून, वेगवेगळ्या परिस्थितीत समान घटक वेगवेगळ्या काळासाठी टिकतो. एलईडीचे आयुष्य वाढविण्यासाठी, एखाद्याने उष्णतेच्या विघटनाच्या समस्येकडे लक्ष दिले पाहिजे, रेडिएटर्सकडे दुर्लक्ष करू नका आणि नैसर्गिक वायु परिसंचरणासाठी परिस्थिती निर्माण करू नका आणि काही प्रकरणांमध्ये सक्तीने वेंटिलेशनचा अवलंब करा.
परंतु कमी केलेल्या अटी देखील अनेक वर्षांच्या ऑपरेशन आहेत (कारण LED विराम दिल्याशिवाय कार्य करणार नाही). म्हणून, तीन-रंगाचे LEDs चे स्वरूप डिझायनर्सना त्यांच्या कल्पनांमध्ये सेमीकंडक्टर उपकरणांचा मोठ्या प्रमाणावर वापर करण्यास आणि अभियंत्यांना "हार्डवेअरमध्ये" या कल्पना अंमलात आणण्यास अनुमती देते.
