Caractéristique de la LED RVB
Le rétroéclairage qui change de couleur est spectaculaire. Il est utilisé pour des objets publicitaires, l'éclairage décoratif d'objets architecturaux, lors de divers spectacles et événements publics. Une manière de mettre en œuvre un tel rétro-éclairage consiste à utiliser des LED tricolores.
Qu'est-ce que la LED RVB
Les dispositifs semi-conducteurs électroluminescents ordinaires ont une jonction p-n dans un boîtier, ou ils sont une matrice de plusieurs jonctions identiques (Technologie COB). Cela vous permet d'obtenir une couleur de lueur à chaque instant - directement à partir de la recombinaison des porteurs principaux ou de la lueur secondaire du luminophore. La deuxième technologie a donné aux développeurs de nombreuses opportunités pour choisir la couleur de la lueur, mais l'appareil ne peut pas changer la couleur du rayonnement pendant le fonctionnement.
La LED RVB contient trois jonctions p-n avec différentes couleurs de lueur dans un seul boîtier :
- rouge rouge);
- vert vert);
- bleu.
L'abréviation des noms anglais de chaque couleur a donné le nom à ce type de LED.
Types de diodes RVB
Les LED tricolores sont divisées en trois types selon la méthode de connexion des cristaux à l'intérieur du boîtier :
- avec une anode commune (avoir 4 sorties);
- avec une cathode commune (avoir 4 sorties);
- avec des éléments séparés (avoir 6 conclusions).
La manière dont l'appareil est contrôlé dépend de la version de la LED.
Selon le type de lentille, les LED sont :
- avec lentille transparente;
- avec lentille givrée.
Les éléments RVB à lentille transparente peuvent nécessiter des diffuseurs de lumière supplémentaires pour obtenir des teintes mixtes. Sinon, des composants de couleur individuels peuvent être visibles.
Principe d'opération
Le principe de fonctionnement des LED RVB est basé sur le mélange des couleurs. L'allumage contrôlé d'un, deux ou trois éléments vous permet d'obtenir une lueur différente.
Allumer les cristaux individuellement donne les trois couleurs correspondantes. L'inclusion par paire vous permet d'obtenir un éclat :
- les jonctions p-n rouge + vert finiront par donner du jaune ;
- bleu + vert lorsqu'ils sont mélangés donne turquoise;
- le rouge + le bleu donnent le violet.
L'inclusion des trois éléments vous permet d'obtenir du blanc.
Beaucoup plus de possibilités sont données en mélangeant des couleurs dans diverses proportions. Cela peut être fait en contrôlant séparément la luminosité de la lueur de chaque cristal. Pour ce faire, vous devez régler individuellement le courant traversant les LED.
Commande LED RVB et schéma de câblage
La LED RVB est contrôlée de la même manière qu'une LED conventionnelle - en appliquant une tension directe anode-cathode et en créant un courant à travers la jonction p-n.Par conséquent, il est nécessaire de connecter un élément tricolore à une source d'alimentation via des résistances de ballast - chaque cristal via sa propre résistance. Calculer il peut s'agir du courant nominal de l'élément et de la tension de fonctionnement.
Même lorsqu'ils sont combinés dans le même boîtier, différents cristaux peuvent avoir des paramètres différents, ils ne peuvent donc pas être connectés en parallèle.
Les caractéristiques typiques d'un appareil tricolore de faible puissance d'un diamètre de 5 mm sont données dans le tableau.
| Rouge (R) | Vert (G) | Bleu (B) | |
| Tension directe maximale, V | 1,9 | 3,8 | 3,8 |
| Courant nominal, mA | 20 | 20 | 20 |
De toute évidence, le cristal rouge a une tension directe qui est la moitié de celle des deux autres. L'inclusion parallèle d'éléments entraînera une luminosité différente de la lueur ou la défaillance d'une ou de toutes les jonctions p-n.
La connexion permanente à une source d'alimentation ne vous permet pas d'utiliser toutes les capacités de l'élément RVB. En mode statique, un appareil tricolore ne remplit que les fonctions d'un appareil monochrome, mais coûte beaucoup plus cher qu'une LED classique. Par conséquent, le mode dynamique est beaucoup plus intéressant, dans lequel la couleur de la lueur peut être contrôlée. Cela se fait par l'intermédiaire d'un microcontrôleur. Ses sorties fournissent dans la plupart des cas un courant de sortie de 20 mA, mais cela doit être spécifié dans la fiche technique à chaque fois. Connectez la LED aux ports de sortie via une résistance de limitation de courant. Une option de compromis lors de l'alimentation du microcircuit à partir de 5 V est une résistance de 220 ohms.
Les éléments avec des cathodes communes sont contrôlés en appliquant une unité logique à la sortie, avec des anodes communes - un zéro logique. Il n'est pas difficile de changer la polarité du signal de commande par programmation. LED avec sorties séparées peuvent être relier et gérer de quelque manière que ce soit.
Si les sorties du microcontrôleur ne sont pas conçues pour le courant nominal de la LED, la LED doit être connectée via des commutateurs à transistor.
Dans ces circuits, les deux types de LED sont allumés en appliquant un niveau positif aux entrées clés.
Il a été mentionné que la luminosité de la lueur est contrôlée en changeant le courant à travers l'élément émetteur de lumière. Les sorties numériques du microcontrôleur ne peuvent pas contrôler directement le courant, car elles ont deux états - haut (correspondant à la tension d'alimentation) et bas (correspondant à une tension nulle). Il n'y a pas de positions intermédiaires, donc d'autres moyens sont utilisés pour régler le courant. Par exemple, la méthode de modulation de largeur d'impulsion (PWM) du signal de commande. Son essence réside dans le fait que ce n'est pas une tension constante qui est appliquée à la LED, mais des impulsions d'une certaine fréquence. Le microcontrôleur, conformément au programme, modifie le rapport de l'impulsion et de la pause. Cela modifie la tension moyenne et le courant moyen à travers la LED à une amplitude de tension constante.
Il existe des contrôleurs spécialisés conçus spécifiquement pour contrôler la lueur des LED tricolores. Ils sont vendus sous la forme d'un appareil fini. Ils utilisent également la méthode PWM.
Brochage
S'il y a une nouvelle LED non soudée, le brochage peut être déterminé visuellement. Pour tout type de connexion (anode commune ou cathode commune), le fil connecté aux trois éléments a la plus grande longueur.Si vous tournez le boîtier de sorte que la longue jambe soit sur le côté gauche, alors à gauche de celui-ci, il y aura une sortie «rouge», et sur le côté droit - d'abord «vert», puis «bleu». Si la LED était déjà utilisée, ses sorties pourraient être raccourcies arbitrairement, et vous devrez recourir à d'autres méthodes pour déterminer le brochage :
- Vous pouvez définir un fil commun avec multimètre. Il est nécessaire d'allumer l'appareil en mode test de diode et de connecter les pinces de l'appareil à la jambe commune prévue et à toute autre, puis de changer la polarité de la connexion (comme dans le test habituel d'une jonction semi-conductrice). Si la sortie commune attendue est déterminée correctement, alors (avec les trois éléments réparables) le testeur affichera une résistance infinie dans une direction et une résistance finie dans l'autre (la valeur exacte dépend du type de LED). Si dans les deux cas, il y a un signal ouvert sur l'écran du testeur, la sortie est sélectionnée de manière incorrecte et le test doit être répété avec l'autre jambe. Il se peut que la tension de test du multimètre soit suffisante pour allumer le cristal. Dans ce cas, vous pouvez en outre vérifier l'exactitude du brochage par la couleur de la lueur de la jonction p-n.
- Une autre méthode consiste à mettre sous tension la borne commune prévue et toute autre branche de la LED. Si le point commun est choisi correctement, cela peut être vérifié par la lueur du cristal.
Important! Lors de la vérification avec une source d'alimentation, il est nécessaire d'augmenter progressivement la tension à partir de zéro et de ne pas dépasser la valeur de 3,5-4 V. S'il n'y a pas de source régulée, vous pouvez connecter la LED à la sortie de tension continue via un limiteur de courant résistance.
Pour les LED à broches séparées, la définition du brochage est réduite à clarification de la polarité et la disposition des cristaux par couleur.Cela peut également être fait en utilisant les méthodes ci-dessus.
Il sera utile de savoir :
Avantages et inconvénients des LED RVB
Les LED RVB présentent tous les avantages des éléments électroluminescents à semi-conducteurs. Ce sont un faible coût, une efficacité énergétique élevée, une longue durée de vie, etc. Un avantage distinctif des LED tricolores est la possibilité d'obtenir presque n'importe quelle nuance de lueur de manière simple et à bas prix, ainsi que de changer les couleurs en dynamique.
Le principal inconvénient des LED RGB est l'impossibilité d'obtenir un blanc pur en mélangeant trois couleurs. Cela nécessitera sept nuances (un exemple est l'arc-en-ciel - ses sept couleurs sont le résultat du processus inverse : la décomposition de la lumière visible en composants). Cela impose des restrictions à l'utilisation de lampes tricolores comme éléments d'éclairage. Pour compenser quelque peu cette caractéristique désagréable, le principe RGBW est utilisé lors de la création de bandes LED. Pour chaque LED tricolore, un élément à lueur blanche est installé (en raison du phosphore). Mais le coût d'un tel dispositif d'éclairage augmente sensiblement. Des LED RGBW sont également disponibles. Ils ont quatre cristaux installés dans le boîtier - trois pour obtenir les couleurs d'origine, le quatrième - pour obtenir du blanc, il émet de la lumière grâce au phosphore.
Durée de vie
La période de fonctionnement d'un appareil à trois cristaux est déterminée par le temps entre les pannes de l'élément le plus éphémère. Dans ce cas, il est approximativement le même pour les trois jonctions p-n. Les fabricants revendiquent la durée de vie des éléments RVB au niveau de 25 000 à 30 000 heures. Mais ce chiffre doit être traité avec prudence.La durée de vie indiquée équivaut à un fonctionnement continu pendant 3 à 4 ans. Il est peu probable que l'un des fabricants ait effectué des tests de durée de vie (et même dans divers modes thermiques et électriques) pendant une si longue période. Pendant ce temps, de nouvelles technologies apparaissent, des tests doivent être recommencés - et ainsi de suite à l'infini. La période de garantie de fonctionnement est beaucoup plus informative. Et c'est 10 000-15 000 heures. Tout ce qui suit est, au mieux, de la modélisation mathématique, au pire, du marketing nu. Le problème est qu'il n'y a généralement pas d'informations sur la garantie du fabricant pour les LED bon marché courantes. Mais vous pouvez vous concentrer sur 10 000 à 15 000 heures et garder à l'esprit à peu près la même quantité. Et puis compter uniquement sur la chance. Et encore une chose - la durée de vie dépend beaucoup du régime thermique pendant le fonctionnement. Par conséquent, le même élément dans des conditions différentes durera à des moments différents. Pour prolonger la durée de vie de la LED, il faut être attentif au problème de dissipation thermique, ne pas négliger les radiateurs et créer les conditions d'une circulation naturelle de l'air, et dans certains cas recourir à une ventilation forcée.
Mais même les durées réduites sont de plusieurs années de fonctionnement (car la LED ne fonctionnera pas sans pauses). Par conséquent, l'apparition de LED tricolores permet aux concepteurs d'utiliser largement des dispositifs à semi-conducteurs dans leurs idées et aux ingénieurs de mettre en œuvre ces idées «dans le matériel».
