Светоизлучающий диод или светодиод представляет собой полупроводниковое устройство, которое преобразует электрическую энергию в энергию света. Светодиод в основном представляет собой диод с PN-переходом, который излучает свет при прямом смещении.
В отличие от большинства источников света, в которых для генерации света используется явление теплового излучения, светодиоды используют рекомбинацию в PN-переходе и, следовательно, служат дольше, чем обычные лампочки. В зависимости от полупроводникового материала, используемого в конструкции, могут быть получены различные цвета.
Цветовая модель RGB — это цветовая схема, в которой красный, зеленый и синий цвета могут быть объединены для формирования различных цветовых массивов. Накладывая разные длины волн красного, зеленого и синего цветов, можно получить миллионы оттенков цветов.
Поскольку эти три цвета считаются основными в современных электронных системах отображения, цветовая модель RGB используется в большинстве систем отображения, таких как ЭЛТ, ЖК-дисплеи, OLED и т. д.
В этом мини-проекте мы разработали светодиодную лампу RGB, в которой окончательный цвет лампы можно контролировать, изменяя интенсивность красного, зеленого и синего светодиодов по отдельности.
Принципиальная схема, конструкция и работа описаны ниже.
Принципиальная электрическая схема
Требуемые компоненты:
- NE555 – 3
- 1N5818 – 6
- 100 кОм POT – 3
- 1 кОм – 3
- 100 Ом – 3
- 10 нФ – 3
- 100 нФ – 3
- Красный светодиод – 1
- Зеленый светодиод – 1
- Синий светодиод – 1
Схемотехника RGB-лампы
Микросхема 555 Timer IC используется в качестве нестабильного мультивибратора в этом мини-проекте. Для первой микросхемы 555, которая подключена к красному светодиоду, контакты 1 и 8 подключены к заземлению и Vcc соответственно.
Контакт 4 является активным контактом сброса низкого уровня и, следовательно, он подключен к Vcc для нормальной работы. Вывод 5 соединен с землей через конденсатор 10 нФ.
Для нестабильной работы выполняются следующие соединения. Резистор 1 кОм подключен между питанием и контактом 7. Контакты 2 и 6 закорочены, а конденсатор подключен к контакту 2 на землю.
POT на 100 кОм подключен к контакту 7 через два переключающих диода. POT подключен к контакту 6. Красный светодиод подключен к контакту 3 через резистор 100 Ом.
Аналогичные соединения сделаны в отношении двух других IC 555, связанных с зеленым и синим светодиодами. Все светодиоды расположены рядом и закрыты белым пластиковым куполом, чтобы придать ему структуру, похожую на лампочку.
Работа светодиодной лампы RGB
RGB-светодиоды можно использовать для свечения разными цветами. В продаже доступны различные лампы RGB, которые позволяют управлять свечением и цветом с помощью пульта дистанционного управления.
В этом мини-проекте мы собрали простую лампу RGB на основе трех отдельных светодиодов, которую можно легко собрать с помощью простого оборудования. Работа схемы описана ниже.
Чтобы генерировать разные цвета с помощью трех светодиодов: красного, зеленого и синего, нам нужно контролировать интенсивность отдельных светодиодов.
Микросхема 555 используется для управления яркостью светодиода с помощью широтно-импульсной модуляции или метода ШИМ.
ШИМ — это механизм, в котором ширина импульса изменяется, и в результате можно контролировать рабочий цикл. Рабочий цикл — это отношение между временем включения и временем выключения.
Это отношение времени включения или времени активности в периоде к общему времени периода, где общее время представляет собой сумму времени включения и времени выключения.
Для периода 10 мс, если рабочий цикл рассчитывается как 50%, тогда время включения составляет 5 мс, а время выключения составляет 5 мс. Если рабочий цикл увеличивается до 80%, время включения увеличивается до 8 мс, а время выключения составляет 2 мс. Чем выше рабочий цикл, тем больше время включения и ярче светодиод.
Рабочий цикл, т. е. время включения и выключения импульса, зависит от времени зарядки и разрядки конденсатора, подключенного к контакту 6.
Два переключающих диода, подключенные к контакту 7 вместе с потенциометром, помогают заряжать и разряжать конденсатор.
Когда ручка POT вращается по часовой стрелке, рабочий цикл увеличивается по мере увеличения времени зарядки и уменьшения времени разрядки.
Выход высокий, когда конденсатор заряжается, и, следовательно, яркость светодиода постепенно увеличивается. Если ручку потенциометра повернуть в обратном направлении, рабочий цикл уменьшится, и яркость светодиода тоже уменьшится.
Яркостью всех трех светодиодов: красного, зеленого и синего можно управлять с помощью отдельных регуляторов POT, а лампочка будет светится разными цветами.
Итог
В этом мини-проекте была разработана простая лампочка RGB, в которой цвет лампочки можно регулировать вручную. Данная светодиодная лампа RGB может использоваться для создания различных цветов без использования каких-либо цветовых фильтров. Лампа изготовлена из простых компонентов и использует обычные светодиоды для свечения. Она потребляет очень мало энергии, а срок службы лампы может быть долгим.
С Уважением, МониторБанк