Rgb светодиод

Устройство и сферы применения

Конструктивно RGB–светодиоды представляют собой три светодиодных кристалла с одной оптической линзой, расположенные в одном корпусе. Управление цветом происходит с помощью подачи электрических сигналов на выводы каждого светодиодного кристалла, а сочетание излучений всех трех светодиодов позволяет регулировать итоговый цвет. Для примера, ниже представлен самый популярный RGB–светодиод SMD 5050.

Светодиод RGB – это полноцветный светодиод, смешивая три цвета в разной пропорции можно отобразить любой цвет. К примеру, если зажечь все три цвета на полную мощность, получится свечение белого цвета.

Сферы применения RGB светодиодов напрямую связаны с развитием рынка рекламы и развлекательных мероприятий. Также готовые RGB–светильники и ленты применяются в области светового оформления архитектурных и дизайнерских решений — ночная подсветка зданий или фонтанов, интерьерный свет, индикаторный системы автомобилей и т.д.

Таблица длины волн светодиодов smd 5050, различного свечения

Разнообразие сфер применения многоцветных светодиодных источников света определяет основные виды внешнего оформления RGB–светодиодов: изделия небольшой мощности выпускаются в стандартных круглых корпусах со сферической линзой и выводами под обычную пайку; маломощные RGB–светодиоды в SMD-корпусах поверхностного монтажа широко применяются в светодиодных лентах или полноцветных светодиодных экранах большой площади; в корпусах типа Emitter выпускают мощные RGB–источники света с независимым управление каждым светодиодным кристаллом; сверх яркие светодиоды в корпусах.

Для упрощения систем управления светом в корпуса некоторых серий многоцветных LED–источников света вмонтированы управляющие микросхемы. Схемы расположения выводов (распиновка) Несколько стандартных схем управления определяют структуру внешних выводов RGB–светодиодов и их соединение внутри корпуса. Существует три основных схемы распиновки, которые соблюдаются на большинстве выпускаемых изделий:

В схеме с общим катодом для управления используется три независимых вывода анода, а катодные выводы LED-кристаллов соединены между собой;
Распиновка с общим анодом управляется отрицательными импульсами на катодные выводы, а вместе соединены уже анодные электроды светодиодных кристаллов;
Независимая схема соединения имеет шесть выводов по числу LED кристаллов, соединений внутри корпуса не производится.

Будет интересно Что такое ультрафиолетовые светодиоды?

Единого стандарта на распиновку не существует, конкретный тип расположения внешних выводов применяют в зависимости от поставленных задач. При отсутствии документов на светодиодное изделие тип внешних выводов легко определить с помощью мультиметра. В режиме прозвонки светодиод будет светиться (мощные светодиоды очень слабо), а мультиметр издавать звук соединения, если красный щуп мультиметра подсоединен к аноду светодиодного кристалла, а черный к его катоду. В случае обратного подключения никаких видимых и слышимых эффектов просто не будет.

Три светодиода и их размеры

Простейший способ подключения и управления режимами работы RGB–светодиодов реализуется с помощью стандартных микроконтроллеров Arduino

Общий вывод подключается к единой шине микроконтроллера, а управляющие сигналы подаются на выводы LED–кристаллов через ограничительные резисторы.Управление режимами свечения светодиодных кристаллов происходит с помощью широтной-импульсной модуляции, где скважность импульсов определяет силу света. Программирование ШИМ–модулятора определяет итоговый цвет всего прибора или циклические режимы работы каждого цвета

Способы управления

RGB контроллер для регулировки цвета, яркости, использования эффектов и управления лентой беспроводным ИК-пультом Для управления параметрами многоцветной полосы потребуется специальный контроллер. Выбор конкретного типа устройства определяется следующими факторами:

мощность, рассчитываемая с учетом общего количества подключаемых к контроллеру светодиодных элементов;
набор предполагаемых функций, зависящий от конкретного назначения подсветки;
возможность дистанционного управления.

Поскольку областей применения данных изделий очень много (включая подсветку витрин в магазинах или освещение аквариумов) – потребность в дополнительном функционале возникает не всегда. В приведенных выше случаях не нужен контроллер с большим числом световых эффектов или с включением по таймеру, например.

Светодиодная подсветка интерьеров с пультом управления смотрится очень эффектно. Еще более оригинальный вариант – возможность радиоуправления системой.

Основные различия

Различие определяют элементы, из которых изготовлен источник света, плотность их расположения и напряжение питания.

Цвет и температура светодиодной ленты

Цвет свечения светодиодной ленты может быть разный.

Классификация по этому параметру:

монохромные (одноцветные);
RGB (многоцветные).

Самые популярные изделия с белым и желтым свечением различных оттенков.

Белая светодиодная лента изготовлена из синих диодов, цвет меняется за счет люминофора. Во время эксплуатации он постепенно выгорает, свечение приобретает синеватый оттенок. Основной недостаток этого вида светодиодных полос – ослабевание яркости свечения в процессе эксплуатации.

Виды белого свечения:

теплое;
нейтральное;
холодное.

В LED RGB устанавливаются разноцветные элементы с одним кристаллом (красным, зеленым, синим). Цвета их свечения смешиваются за счет близкого расположения. При изменении интенсивности излучения каждого из них можно получить разные виды оттенков. Другой вариант исполнения – установка RGB светодиодов, чаще всего SMD 5050. В их корпусе 3 разноцветных кристалла.

Сравнительно новые типы светодиодов в лентах — RGBW и RGBWW. Это чипы с четырьмя кристаллами, подключаются при помощи пяти проводов и специального RGBW контроллера. Наличие кристалла с белым свечением дает возможность получить больше видов цветовой гаммы свечения.

В RGBW и RGBWW могут использоваться трехцветные и белые SMD. Оттенок свечения последних теплый и холодный.

Существуют так же светодиодные полосы с инфракрасным и ультрафиолетовым излучением, которые используются для оформления ночных клубов, подсветки растений в оранжереях и теплицах.

Управление, подключение RGB светодиодов

Для управления RGB светодиодами необходимо установить нужное значение параметров. На выходы подаются прямоугольные импульсы определенной величины, влияющие на величину среднего тока и средней яркости.

Если импульсы будут маленькие, то светодиоды начнут мигать. Для постоянного свечения требуется частота 60-70 Гц ( старые модели ), в новых типах не менее 100 Гц.

Простейшая реализация управления RGB светодиодов требует ШИМ. Главное — правильная реализация программной части. На первый взгляд это сложно. Но только на первый взгляд… В действительности — это не тяжелее, чем подключать обычные диоды.

Конструкция

Суперяркие LED приборы принципиально не отличаются от устройства обычных светодиодов. Единственными дополнениями для них стал теплоотвод, на который монтируется элемент, тогда как обычные устройства крепятся на простое основание. В остальном это такие же светоизлучающие диоды.

Устройство мощных сверхярких ламп типа XR представляет собой металлический корпус, который одновременно выполняет функции рефлектора. Кристаллы изготовлены из карбида кремния, из него же в связке с нитридом алюминия делается подложка. Такое сочетание позволяет решить проблему теплового расширения материалов. Линза изготовлена из кварцевого стекла.

Возможности сверхярких устройств
напрямую зависят от типа и размера излучающих кристаллов, использованных в
данной модели светильника. Первые образцы делались на базе сравнительно
небольших образцов, однако, в настоящее время появились технологии выращивания
более крупных кристаллов.

Разборки: разница между светодиодами 3528 и 5050

Светодиодное освещение может быть изготовлено с использованием различных светодиодных чипов. Номера, которые вы видите, такие как 3528 и 5050, относятся к размеру чипа. Более старые полоски стиля, которые были популярны в течение нескольких лет, – это размеры, показанные выше. В настоящее время на рынке имеются еще более мелкие и более эффективные светодиодные чипы размером 2835, 3014, 5630 и 3020. У каждого есть преимущества при правильном использовании. Ни один «чип» не может управлять ими всеми.

Итак, в чем разница между светодиодами SMD 5050 и 3528 и зачем вам это нужно?

____________________________________________________________________________

Особенности конструкции

Многие покупатели уже успели оценить, как эффектно смотрится механическая клавиатура с RGB подсветкой, объекты рекламы или интерьера. Создать разное по характеристикам освещение можно при помощи разных типов систем.

Лента для создания свечения разных цветов может содержать от 30 до 240 диодов на 1 погонном метре платы. Это обеспечивает требуемую интенсивность свечения. Лента поделена на секции. Чаще всего они имеют длину 10 см. В каждой из них находится по 3 диода. Подобные элементы включают в свою конструкцию 3 кристалла. Каждый из них находится в определенном секторе. При необходимости нужный участок светится сильнее или слабее, создавая разный оттенок.

На ленте границы секций помечены. Это позволяет определить, в каком месте ленту можно разрезать, чтобы применить ее в разных целях. Правда для подключения такого изделия потребуется владеть техникой пайки. В продаже для соединения представленных изделий представлены коннекторы. Они облегчают процедуру монтажа, повышают ее качество.

Область применения

SMD LED используют везде, где нужно что-то осветить, подсветить или попросту украсить. Они стали базовым элементом в лампочках общего освещения, в индикаторных панелях и ЖК-телевизорах, в системах аварийного освещения. Самым популярным товаром, собранным на SMD светодиодах по-прежнему остаётся светодиодная лента, а также её модификации в виде линеек и модулей.

В новой вариации многоцветные ленты конструируют на группах, которые состоят из четырёх мощных светодиодов разного цвета «R+G+B+W». В сумме их светоотдача намного больше, чем у привычных светодиодов SMD 5050, а наличие независимого white LED расширяет световые оттенки.

Способы подключения RGB-подсветки к компьютеру

Чтобы самостоятельно изготовить подсветку рабочего места, монитора или компьютера, не потребуется опыт и знания профессионального компьютерщика. Рассмотрим подробно самые распространённые варианты создания RGB-подсветки, отличающиеся способом подключения к источнику напряжения.

От блока питания компьютера

Этот способ считается самым безопасным и удобным в реализации. Поскольку на компьютерах устанавливают БП с хорошим запасом по мощности, бояться, что светодиодная лента перегрузит блок питания, не стоит. Но некоторые расчёты всё же потребуются – нужно узнать суммарный ток потребления всех компонент ПК, от центрального процессора и видеокарты до накопителей и метаринки – все эти данные можно отыскать в интернете. Как правило, в распоряжении остаётся порядка 3-5 ампер, чего вполне достаточно для подключения ленты длиной в несколько метров. Упростить расчёты поможет следующая таблица:

ВАЖНО. Все работы по монтажу ленты производятся при выключенном компьютере. Мы настоятельно рекомендуем не использовать кнопку включения блока питания, имеющуюся на корпусе ПК сзади, поскольку при выполнении работ её можно нажать случайно, а вытащить питающий провод из розетки

Мы настоятельно рекомендуем не использовать кнопку включения блока питания, имеющуюся на корпусе ПК сзади, поскольку при выполнении работ её можно нажать случайно, а вытащить питающий провод из розетки.

Пошаговый алгоритм подключения:

снимаем боковую крышку ПК;
вскрывать БП не нужно. Он имеет достаточное количество проводов для подключения периферии. Желательно использовать разъём для подключения дисковода для НГМД (дискет), которые сейчас практически не используются, или незадействованный разъём для жёсткого диска. На оба подаётся питание 12 В;
отрезаем сам разъём, будем использовать жёлтый и один из чёрных проводов, два остальных (красный и чёрный) нужно заизолировать. Жёлтый провод – питающий, чёрный – это минус, при подключении ленты не перепутайте, иначе она не будет работать;
остаётся аккуратно припаять провода к концам светодиодной ленты (жёлтый – плюс, чёрный – минус);
можно не отрезать разъём, а паять светодиодную ленту непосредственно к штырькам. Такой вариант даже предпочтительнее с точки зрения требований безопасности.

Через материнскую плату

Данный способ ещё проще, но он менее универсален, поскольку не все материнские платы имеют соответствующий разъём. Обычно он располагается с краю МП и имеет надпись RGB (четыре штырька) или RGBW (5 штырьков). Если таких разъёмов на вашей материнской плате нет, этот метод использовать не получится.

Разъём на 4 пина

Разъём на 5 пинов (RGBW)

Подробная инструкция, как подключить RGB-подсветку к корпусу материнской платы:

рассчитываем длину ленты по тому же принципу, который описан в схеме с подключением через блок питания;
отрезаем ленту по отмеченной на обратной стороне линии;
для подключения к разъёму на материнской плате используем специальный коннектор, который можно приобрести в магазине радиодеталей;
в одну сторону коннектора вставляем отрезанный конец ленты, затем надеваем фишку на разъём на материнской плате до упора;
проверяем работоспособность ленты, включив компьютер;
если всё нормально, крепим саму ленту (можно использовать специальный алюминиевый профиль с матовым пластиком, о котором мы уже упоминали).

Подключение RGB-подсветки непосредственно к материнской плате считается оптимальным вариантом, поскольку не требует пайки и обеспечивает более надёжный контакт.

Через USB

Оба описанных выше способа непригодны для ноутбуков, поэтому здесь целесообразнее использовать для подключения подсветки стандартный USB разъём. Метод вполне пригоден и для стационарных ПК, при условии наличия свободных разъёмов. Но здесь придётся учесть тот факт, что номинал напряжения, подаваемого на USB, ограничивается значением в 5 В, и по току ограничения ещё жёстче – всего 0.5 А. Поскольку лента рассчитана на питание 12 В, придётся приобрести специальный преобразователь, благо, стоит он недорого.

Пошаговый алгоритм:

поскольку при повышении напряжения с 5 до 12 В сила тока падает в 2,5 раза до 0,2 А, длинную светодиодную ленту подключить не удастся. Рассчитать её длину легко простым суммированием, если знать потребление тока одним светодиодом. Оптимальный вариант – лента SMD3528 (60 диодов на погонный метр), при этом максимальная длина подсветки составит 0,5 м;
для подключения ленты к разъёму можно использовать специальный коннектор.

ВНИМАНИЕ. Если длина ленты будет больше расчётной, USB разъём будет перегреваться и рано или поздно перегорит

Светильник из трёхцветного светодиода

Как-то раз попросили меня сделать светильник, который бы мог менять цвета, ибо одноцветный может довольно быстро приесться: короче, что-то типа ночника.

Конечно, способ подсветки, который описан в данной статье, хорошо подходит и для внутреннего освещения компа, посему данная статья может быть интересна как с точки зрения дизайнерской мысли, так и для любителей моддинга.

Делать обычный трехцветный светильник на тумблерах и трех светодиодах как-то не хотелось, ведь гораздо интереснее, когда количество цветов не ограничивается количеством светодиодов.

Необходимые материалы:

Трехцветный сверхъяркий RGB-светодиод диаметром 8 мм с яркостью так — эдак 4000 мКд (либо 3 сверхъярких светодиода диаметром 3 — 5 мм: синий, зеленый, красный).
Переменные резисторы 0 — 1,5 кОм с выключением нагрузки – 3 шт.
Четырехжильный провод
Кубик оргстекла 30х30х30 мм
Корпус для радиоустройств
3 ручки для регулировки
Крышка от пластиковой бутылки (или магнит от PC-спикера)
Регулируемый источник питания (если данный девайс Вы будете запитывать от компа, возьмите либо USB- кабель, либо разветвитель питания (molex))
Термоусадка, либо изоляционные кембрики
Черная изолента

Инструменты

Гравер (он же Дремель) – в принципе можно обойтись и без него
Клеевой пистолет
Набор напильников
Дрель
Шило
Надфили
Наждачная бумага
Плоскогубцы
Бокорезы
Пистолетный нож
Зажигалка
Немного фантазии

Итак, приступим.

Для начала рассмотрим трехцветный светодиод. У него имеется 4 вывода: общий (+) и 3 ножки, отвечающие за цвет. Подключая минус к одной из ножек, светодиод будет светиться либо синим, либо зеленым, либо красным цветом. Выглядит он так:

Если присмотреться, можно увидеть, что одна из ножек внутри корпуса светодиода имеет Т-образную форму – это и есть общий (+). На фотографии ножки слева направо: красный (-), общий (+), синий (-), зеленый (-). Если Вы не нашли в продаже трехцветного светодиода, то можно заменить его тремя одноцветными, спаяв их плюсовые ножки воедино.

По-сути нужного цвета светильника можно добиться, изменяя яркость каждого из трех цветов светодиода, которые будут светить одновременно из-под одного плафона и, сливаясь в один цвет, будут давать тот, который нам нужен.

Для чего нужна подсветка околокомпьютерного пространства

Подсветка рабочей зоны компьютера способна выполнить несколько задач:

украшение пространства;
оформление участка помещения, определение границ условного «кабинета»;
освещение внутреннего пространства системного блока;
подсветка монитора, снижающая резкость перехода от освещенной поверхности к темному фону.

Основные функции светодиодного освещения для компьютера заключаются в декоративном и фоновом оформлении границ монитора, снижении контраста между ярким экраном и черным окружающим пространством. Достоинства светодиодного оформления:

снижение нагрузки на органы зрения;
упрощается ориентация в темном помещении;
создается позитивный рабочий настрой.

Психологическое воздействие подсветки компьютерного стола играет важную роль для пользователя. Повышается производительность, снижается утомляемость органов зрения. Режимом работы можно управлять, создавать многоцветные композиции с помощью RGB ленты, которой управляет специальный контроллер.

Особенности строения и принцип работы такой подсветки

Светодиодная лента представляет собой линейный источник света, основанием которого служит гибкая лента. Это позволяет оформлять криволинейные поверхности, устанавливать подсветку на любые несущие элементы. Основные особенности светодиодных лент:

яркое, выразительное свечение;
долговечность;
малое потребление электроэнергии;
гибкое основание;
простота монтажа;
возможность регулировать длину.

Светодиодные ленты питаются от источника постоянного тока 12 В (реже 24 В). Для этого требуется собственный БП, который занимает место и нуждается в подключении к сети 220 В. Удачным решением становится использовать в качестве источника блок питания компьютера, который среди прочих значений выдает 12 В. Остается только правильно подключить светильник. Для этого необходимо подобрать нужный вид ленты, руководствуясь следующими критериями:

плотность установки элементов;
одно- или многоцветный режим свечения;
длина;
уровень защиты.

Преимущества и недостатки RGB ленты

Если вы уже убедились, что для вашего интерьера не хватает многоцветного освещения, то самое время поговорить о плюсах и минусах подключения RGB светодиодной ленты.

Из преимуществ можно выделить:

Простота монтажа.
Срок службы в сравнении с привычными лампами накаливания намного дольше. Он может достигать около 30–50 тыс. часов бесперебойной работы.
Удобство использования, компактность.
Возможность осуществления любых, даже самых необычных дизайнерских решений за счет гибкости и применения световых эффектов: мерцание, смена цветов и оттенков, регулировка яркости и т. д.
Безопасность, которая достигается за счет низкого потребляемого напряжения.

К недостаткам подключения РГБ ленты относятся:

Невысокая влагостойкость, но ее можно существенно повысить, если приобрести светодиодную ленту с силиконовой оболочкой.
Отсутствие защиты от механических повреждений.
Сниженное качество цветопередачи по сравнению с белым светодиодом, так как применяемые светодиоды имеют относительно невысокий индекс цветопередачи.

Характеристики впечатляют, недостатки можно регулировать, адаптируя под свои условия и требования

Например, если вам важно, чтобы светодиоды были хорошо защищены от воздействия внешних факторов, то применяйте для монтажа алюминиевый профиль. Если комната, в которой предполагается установка светодиодной ленты имеет повышенную влажность, то подбирайте ее, учитывая влагостойкость осветительного прибора. В общем, перед покупкой продумайте все детали

В общем, перед покупкой продумайте все детали.

Оптико-электронные характеристики SMD 5050

Параметр	Min.	Typ	Max
Падение напряжения,VF, В, при 60 мА	3,2	3,3	3,4
3,1	3,3	3,6
3,1	3,3	3,5
1,8	2,0	2,2
1,9	2,0	2,2
Cопротивление электростатическому разряду, ESD, В	Все цвета	1000
Угол половинной яркости, град	Все цвета	120
Тепловое сопротивление перехода, Rth, °C/W	Все цвета	6
Рассеиваемая мощность, PD, mW	70*3
70*3
70*3
40*3
50*3
Длина волны, nM	465-470
525-530
625-630
590-595
Яркость,Iv,мКд	900
3500
1500
1500

Что касается цветовой температуры белых SMD 5050, то кристаллы при 60 мА могут давать следующие оттенки:

Теплый белый : 3000 — 4000 K (CRI80)

Нейтральный белый : 4300 — 4800 K (CRI80)

Чистый белый : 5000 — 5800 K (CRI75)

Холодный белый : 6000 — 7500 K ( 75)

Кстати, забыл очень важную деталь. Световой поток в таблице для белых диодов указан для 5500К цветовой температуры. Для других цветов действует поправка следующего характера: в диапазонах от 3000-4800К световой поток уменьшается на 10 процентов, а вот в диапазоне от 6000-7000К увеличивается на 10 процентов. Для цветных кристаллов в таблице находятся данные без поправок. Исходя из этого и стоит выбирать светодиоды по яркости

Здесь обратите внимание, что данные характеристики имеют «место быть» только на качественных диодах. На китайском рынке мне пока известны только три продавца ( с которыми плотно сотрудничаю ), предлагающих купить SMD 5050 с наиболее приближенными характеристиками к «именитым, настоящим»

Разница в ТТХ составляет не более 4 процентов. Самый адекватный и наиболее расторопный ТУТ. Скажем так, что можно заказывать, но цена тоже не из самых дешевых. Можно найти и более дешевые. Но тут могу всех заверить, что диоды не будут иметь заявленные характеристики. Хорошее не может быть дешевым. Проверено.

Как выбрать качественную светодиодную ленту для RGB подсветки

Выбор RGB подсветки обусловлен несколькими критериями:

условия работы;
размеры и конфигурация оформляемой поверхности;
ожидаемый уровень освещенности;
мощность, напряжение питания.

Сопоставление этих параметров позволяет подобрать наиболее подходящую светодиодную подсветку

Помимо приведенных показателей важно выбирать среди известных и надежных производителей, поскольку дешевые изделия из развивающихся стран не способны продемонстрировать качественную и долговечную работу

Если в происхождении ленты возникают сомнения, лучше поискать в другом магазине. Это займет некоторое время, но поможет подобрать оптимальный и качественный вариант RGB подсветки для существующих условий.

Отличие светодиодной ленты RGB от обычной LED ленты

Отличие светодиодной лент RGB от обычной LED ленты сразу видно еще из названия. В обычных LED лентах применяются монохромные светодиоды, для подключения которых нужно только два контакта. В RGB лентах устанавливают многоцветные RGB светодиоды, которые в одном корпусе содержат сразу три кристалла, отвечающие за три разных цвета: красный, синий и зеленый (red, green, blue). Подключается такая лента с помощью четырех контактов, где три из них управляют конкретным каналом цвета и один контакт общий.

Такая лента позволяет получить любой цвет и оттенок регулировкой яркости каналов из трех основных цветов.

https://youtube.com/watch?v=lnFCWwoY3fY

Что такое RGB светодиод и устройство

В отличии от устройства обычных светодиодов, где имеется анод и катод, в RGB чипах для каждого из цветов имеется свой пин — катод, четвертая нога — анод. Анод самый длинный, определить где какой пин для цвета — необходимо смотреть datasheet Вашего диода.

—> —>

Аббревиатура RGB — основана на первых трех буквах от английских слов (Red, Green, Blue — красный, зелёный, синий). Благодаря смешению этих цветов можно получать различные цветовые решения. Данный принцип основан на восприятии цвета человеческим глазом.

Цвета, на которые способен RGB светодиод

При смешении основных цветов RGB — например, синего (B) и красного (R), мы получаем пурпурный (M magenta), при смешении зеленого (G) и красного (R) — жёлтый (Y yellow), при смешении зеленого (G) и синего (B) — циановый (С cyan). Если мы соединим все три цвета сразу, то получим белый.

Получение белого цвета

Если у обычного светодиода, как правило, установлены кристаллы белого цвета, то RGB светодиод имеет три кристалла с красным, синим и зеленым цветом. Под микроскопом это выглядит следующим образом:

Фото RGB под микроскопом

Для получения разнообразных цветов, а не только основных: зеленого, синего, красного, необходимо управление диодами, отличное от белых. В следующих главах мы рассмотрим некоторые основы управления RGB светодиодами.