RGB LED 规格
背光，改变它的颜色，看起来很壮观。它用于广告对象，建筑对象的装饰照明，在各种表演和公共活动期间。实现这种照明的一种方法是使用三色 LED。
什么是RGB-LED
传统的发光半导体器件在一个封装中具有单个 p-n 结，或多个相同结的矩阵（COB技术）。这允许在任何给定时间直接来自碱性载流子的重组或来自磷光体的二次发光的一种颜色的发光。第二种技术在选择发光颜色时为开发人员提供了广泛的选择，但在设备运行期间无法更改辐射颜色。
RGB LED 在一个主体中包含三个 p-n 结，具有不同的发光颜色：
- 红色的;
- 绿色（绿色）；
- 蓝色的。
每种颜色的英文名称的缩写并给出了该类型LED的名称。
RGB LED 的类型
三色 LED 按晶体在体内的连接方式分为三种：
- 带共阳极（有 4 个引脚）；
- 带共阴极（有4个引脚）；
- 带有单独的元件（有 6 个引脚）。
取决于 LED 的设计，取决于设备的控制方式。
根据透镜 LED 的类型有：
- 带透明镜片；
- 带磨砂镜片。
对于带有用于混合颜色的透明透镜的 RGB 元素，可能需要额外的光扩散器。否则，可能会看到单个颜色分量。
工作原则
RGB LED 的工作原理是基于颜色的混合。一个、两个或三个元素的受控点火允许不同的发光。
单独打开晶体会给出三种相应的颜色。成对包含可以实现发光：
- 红色+绿色的 p-n 结最终会呈现黄色；
- 蓝色+绿色会给绿松石；
- 红色+蓝色给你紫色。
包含所有三种元素会产生白色。
通过以不同的比例混合颜色，可以提供更多的可能性。这可以通过单独控制每个晶体的亮度来完成。为此，需要单独调整流过 LED 的电流。
RGB-LED控制与电路设计
控制 RGB-LED 的方式与传统 LED 相同 - 通过向阳极阴极施加直流电压并通过 p-n 结产生电流。因此，有必要通过镇流电阻将三色元件连接到电源 - 每个晶体通过自己的电阻。 计算 它可以通过元件的额定电流和工作电压来计算。
即使组合在同一个外壳中，不同的晶体也可能有不同的参数，所以它们不能并联。
表中显示了直径为 5 mm 的低功率三色设备的典型特性。
| 红色 (R) | 绿色 (G) | 蓝色 (B) | |
| 最大直流电压，V | 1,9 | 3,8 | 3,8 |
| 额定电流，毫安 | 20 | 20 | 20 |
很明显，红色晶体的直流电压是其他两个晶体的两倍。将元件并联会导致一个或所有 p-n 结的亮度不同或失效。
与电源的持续连接不允许使用 RGB 单元的所有可能性。在静态模式下，三色设备仅执行单色设备的功能，但成本远高于普通 LED。因此，更有趣的是动态模式，您可以在其中控制发光的颜色。这是通过微控制器实现的。在大多数情况下，它的输出提供 20 mA 的输出电流，但每次都必须在数据表中进行检查。需要使用限流电阻将 LED 连接到输出端口。如果芯片由 5V 供电，则折衷方案是 220 欧姆电阻。
具有公共阴极的元件通过将逻辑 1 馈送到输出端来控制，公共阳极 - 逻辑 0。通过软件可以很容易地改变控制信号的极性。具有独立输出的 LED 可 连接 并以您想要的任何方式进行控制。
如果微控制器输出不是为 LED 的额定电流设计的，则必须通过晶体管开关连接 LED。
在这些方案中，两种类型的 LED 都通过对开关的输入施加正电平来点亮。
提到了通过改变通过发光元件的电流来控制亮度。微控制器的数字引脚不能直接控制电流，因为它们有两种状态——高（对应于电源电压）和低（对应于零电压）。没有中间位置，所以采用其他方式调节电流。例如，控制信号的脉宽调制（PWM）方法。其本质是LED不是提供恒定电压，而是提供一定频率的脉冲。微控制器根据程序改变脉冲暂停的比例。这会改变通过 LED 的平均电压和平均电流，而电压幅度保持不变。
有专门设计用于控制三色 LED 发光的专用控制器。它们作为现成的设备出售。他们还使用 PWM 方法。
引脚排列
如果有一个新的未焊接的 LED，则可以直观地确定引脚分配。对于任一类型的连接（共阳极或共阴极），连接到所有三个元件的引线具有最长的长度。如果你转动箱子，使最长的腿在左侧，“红色”引线将在左侧，“绿色”引线将首先在右侧，然后是“蓝色”引线。如果 LED 已在使用中，则其引脚可能已被任意缩短，您将不得不求助于其他方法来确定引脚排列：
- 你可以用一个来确定公共线 万用表.有必要在二极管测试模式下打开设备并将设备的端子连接到假定的公共腿和任何其他腿，然后反转连接的极性（如在通常的半导体结测试中）。如果假设的公共引线定义正确，那么（所有三个元件都处于良好状态）测试仪将在一个方向显示无限电阻，在另一个方向 - 有限电阻（确切值取决于 LED 的类型）。如果在这两种情况下，测试仪显示屏都会显示断路信号，这意味着引脚选择不正确，您必须用另一条腿重复测试。万用表的测试电压可能足以点燃晶体。在这种情况下，您还可以通过 p-n 结发光颜色检查引脚分配是否正确。
- 另一种方法是为假定的公共引脚和 LED 的任何其他支路供电。如果正确选择了公共点，您可以通过查看晶体的发光来验证这一点。
重要的！ 使用电源进行测试时，您必须将电压从零平稳地升高并且不超过 3.5-4 V 的值。如果没有稳压电源，您可以通过限流电阻将 LED 连接到直流电压输出。
对于具有单独引脚的 LED，引脚分配归结为 极性说明 以及按颜色排列的晶体。这也可以通过上面列出的方法来完成。
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RGB LED 的优缺点
RGB-LED 具有半导体发光元件的所有优点。这种低成本、高能效、长寿命等。三色 LED 的一个显着优势是能够以简单的方式以低成本产生几乎任何色调的发光，以及动态的颜色变化。
RGB LED 的主要缺点是无法通过混合三种颜色获得纯白色。这将需要七种色调（例如，彩虹——它的七种颜色是相反过程的结果：可见光分解成它的成分）。这对使用三色灯具作为照明元件施加了限制。为了在一定程度上弥补这一令人不快的特点，RGBW 原理被用于创建 LED 灯条。对于每个三色 LED，都安装了一个白光元件（由于磷光体）。但是这种照明装置的成本显着增加。还有RGBW版本的LED。它们在体内安装了四个晶体——三个用于原始颜色，第四个——产生白光，它从荧光粉中发出光。
使用寿命
三晶体器件的寿命由最短元件的 MTBF 决定。在这种情况下，所有三个 p-n 结都大致相同。制造商宣称 RGB 元件的使用寿命为 25,000-30,000 小时。但是这个数字应该谨慎对待。规定的使用寿命相当于连续运行 3 至 4 年。几乎没有任何制造商进行过如此长时间的寿命测试（甚至在不同的热和电模式下）。在此期间，新技术出现，测试必须重新开始 - 以此类推到无穷无尽。操作保修期的信息要多得多。它是 10,000-15,000 小时。除此之外的任何东西充其量都是数学建模，最坏的情况是赤裸裸的营销。问题是常见的廉价 LED 通常没有关于制造商保修的信息。但是您可以瞄准 10,000-15,000 小时，并记住大致相同的时间。除此之外，你只能依靠运气。还有一点 - 使用寿命很大程度上取决于运行期间的热模式。因此，不同条件下的相同元素将持续不同的时间。要延长LED的使用寿命，需要注意散热，不能忽视散热器，为自然空气流通创造条件，在某些情况下还需要强制通风。
但即使减少的时间也是几年的运行时间（因为 LED 不会在没有停顿的情况下工作）。因此，三色 LED 的出现让设计人员可以将半导体器件广泛应用在他们的想法中，而工程师们——这些想法可以“在铁中”实现。
