Ostrzeżenie: Możesz to zrobić w łatwy lub trudny sposób. Najłatwiejszym sposobem jest wybranie diody LED RGB, która ma dobre zapasy u wszystkich głównych dystrybutorów, wypróbuj ją i ciesz się.
Trudno jest nauczyć się trochę o fotometrii , czyli badaniu pomiaru światła, a następnie podjąć decyzję. Nie ma jednak gwarancji, że ta ostatnia przyniesie lepsze wyniki. Ale prawdopodobnie najlepiej znać trochę tła, więc proszę bardzo. Ostrzeżenie: długi post.
Podstawowe kryteria
Podstawowymi kryteriami wyboru diody LED jest na razie ignorowanie koloru:
- Intensywność / jasność
- Kąt widzenia
- Styl soczewki (przezroczysty / rozproszony / zewnętrzny)
Z góry:
Intensywność / jasność
Jest to pomiar tego, jak jasna ma być Twoja dioda LED, i jest zaskakująco złożony. W przypadku diody LED RGB prawdopodobnie najłatwiej będzie najpierw określić obszar wyświetlania, a następnie wybrać potrzebną liczbę lumenów. Ten wybór prawdopodobnie będzie eksperymentalny, zwłaszcza, że chcesz to zrobić w Burning Man, który ma naprawdę jasne środowisko.
Istnieją dwa sposoby pomiaru intensywności: radiometrycznie i fotometrycznie. Wat jest radiometrycznym pomiarem mocy, zdefiniowanym przez system metryczny pod względem elektronicznym jako:
$ W = A ^ 2 * \ Omega $
Innymi słowy, moc rozpraszana przez jeden amp prądu przepływającego przez rezystancję 1 om.
Pomiary fotometryczne określają, jak jasne jest źródło dla oka. Candela (lub, w przypadku diod LED, millicandela lub mcd) mierzy intensywność w kierunku. Prześwit jest pomiarem mocy i jest zdefiniowany jako jedna kandela na jeden steradian obszaru (steradian to stożek o średnicy około 64 ^ o $). Oba są ważone w odniesieniu do jednostek radiometrycznych przez krzywą jasności, która wygląda mniej więcej tak (czarna kropkowana linia):
Zauważ, że osiąga szczyt około 550 nm lub kolor zielony. Oznacza to, że kolory czerwony i niebieski muszą mieć wysoką moc znamionową, aby uzyskać równomierne zabarwienie. Jeśli używasz oceny Millicandella (dla różnych kątów widzenia) lub ocen światła (jeśli już wybrałeś zestaw podobnych kątów widzenia), nie musisz się martwić tą krzywą.
Jeśli nadal zwracasz uwagę, nie martw się, reszta jest prostsza i krótsza.
Kąt widzenia
Kąt widzenia to maksymalne nachylenie, jakie możesz mieć względem diody LED i nadal widzieć emitowany kolor. Jest to funkcja obiektywu i nie zawsze jest równomiernie rozmieszczona. W przypadku rozproszonego (pochmurnego) obiektywu, jeśli widać soczewkę, można zobaczyć kolor, choć tylko trochę. Kąt widzenia niekoniecznie jest liczbą; są zwykle bardziej realistyczne i określają tylko obszar, do którego soczewka jest przeznaczona do oświetlenia. W przypadku soczewki przezroczystej właściwości optyczne soczewki będą sztywniej określać kąt widzenia. Wskazówka: nie ma 180 stopni dla pakietu T 1 3/4 (standardowa dioda LED 5 mm, którą pokazałeś w większości swoich linków - zwykle nie więcej niż 30 $ ^ 0 $).
W przypadku kuli POV prawdopodobnie potrzebujesz dość szerokiego kąta widzenia.
Styl obiektywu
Soczewki mogą być barwione lub bezbarwne. W przypadku diody LED RGB prawdopodobnie potrzebujesz bezbarwnego. Mogą być również przezroczyste lub rozproszone (pochmurne). Twój wybór w tym wyborze zależy od kąta patrzenia diod LED. Rozproszony obiektyw pomoże wyeliminować jasne plamy, ale także zmniejszy efektywność ogniskowania, do jakiego przeznaczony jest obiektyw. Jeśli dostaniesz diodę LED z kulistą soczewką, należy ją rozproszyć lub oślepisz użytkowników, gdy się obraca, i będzie trudno ją zobaczyć w innych.
Musisz także zdecydować, czy chcesz obiektyw zintegrowany czy zewnętrzny. Niektóre superjasne diody LED będą miały zewnętrzną soczewkę, która umożliwia optykę wyższej jakości, ale kosztuje więcej i wymaga więcej komponentów. Do tego projektu prawie na pewno potrzebujesz zintegrowanego obiektywu.
Właściwości elektryczne
Następnie należy wziąć pod uwagę właściwości elektryczne:
- Prąd, zarówno nominalny / testowy, jak i maksymalny (będzie inny dla każdego koloru diody LED RGB)
- Napięcie do przodu $ V_F $ (będzie różne dla każdego koloru diody LED RGB)
obecny
Dioda LED wytwarza światło poprzez rozpraszanie mocy przez złącze półprzewodnikowe. Poniżej pewnego prądu elektrony nie są wzmacniane do następnej powłoki i nie dostajesz światła. Powyżej pewnego prądu niszczysz swoje urządzenie. Modulując (średni) prąd między tymi dwiema wartościami, można uzyskać różne stopnie natężenia. Jest to funkcja nieliniowa w odniesieniu do natężenia światła, ale można uzyskać bardziej liniową funkcję, stosując stały prąd i szybko pulsując diodą LED. Ta technika jest znana jako modulacja szerokości impulsu lub PWM. Jeśli PWM nigdy nie przekracza określonego cyklu pracy i jest wystarczająco szybki, można ustawić stały prąd, przy którym w stanie ustalonym przekroczyłby maksymalną moc znamionową diody LED. Jednak zwykle nie daje to jaśniejszej średniej.
Musisz wybrać diody LED, których bieżące wymagania mieszczą się w granicach obwodu napędu i których zapotrzebowanie na energię jest zrównoważone przy użyciu wybranego źródła zasilania.
Napięcie przewodzenia
Napięcie przewodzenia będzie różne dla każdego koloru diody LED. To tylko trochę komplikuje obliczanie prądu. Jeśli używasz rezystora do ustawienia prądu, a diody LED są wspólną anodą, prawdopodobnie powinieneś wybrać diody LED o podobnych napięciach przewodzących, aby zminimalizować straty mocy w rezystorach. Należy pamiętać, że napięcie przewodzenia jest funkcją prądu przewodzenia!
Standardowe rzeczy
Następnie istnieją ogólne właściwości, które należy wybrać dla dowolnego urządzenia elektronicznego:
- Pakiet
- Temperatura lutowania
- Producent dostawca
Pakiet
Możesz mieć ochotę użyć standardowego pakietu kopułkowego T 1 3/4 5 mm. Nie akceptuj tego, chyba że masz pewność, że tego właśnie chcesz. Aby uzyskać 4 odprowadzenia w ramach tego pakietu, potrzebujesz małych, ciasnych otworów (lutowanie i produkcja PCB będzie trudna), a właściwości optyczne są mniej niż optymalne.
Istnieje mnóstwo pakietów do montażu powierzchniowego, które mają niższy profil i mniejszą wagę (co jest pożądane, jeśli chcesz obrócić projekt) i które mają duże kąty widzenia bez użycia rozproszonych soczewek.
Temperatura lutowania
Diody LED są jednymi z najbardziej wrażliwych elementów na ciepło podczas lutowania ze względu na wymagania optyczne ich soczewek oraz z powodu unikalnych półprzewodników używanych do generowania światła. Zachowaj ostrożność, jeśli używasz do tego czegokolwiek poza lutownicą lub piekarnikiem o regulowanej temperaturze.
Producent i dystrybutor
W przypadku jednorazowego projektu lub prototypu produkty Adafruit lub Sparkfun są w porządku, ale (1) zapłacisz premię za ich wybór i poparcie oraz (2) nie będziesz miał szczęścia, jeśli upuszczą produkt. Witryny dla hobbystów są w porządku, jeśli tworzysz produkt jednorazowy, ale jeśli chcesz rozpowszechniać plany, upewnij się, że kompatybilna dioda LED jest szeroko dostępna. W przeciwnym razie skontaktuj się bezpośrednio z Cree, Avago lub Lite-On (lub z ulubionym producentem) lub skorzystaj z usług głównego dystrybutora, takiego jak Digikey lub Mouser. Będziesz miał więcej szczęścia i lepsze ceny, kupując hurtowo i omijając pośrednika.
Kolor
Jednym z najważniejszych czynników, które należy wziąć pod uwagę, jest kolor, ale diody LED RGB w zasadzie to określają. Musisz wziąć pod uwagę relacje między każdym kolorem w swoim wyborze, ale zwykle można to uwzględnić w oprogramowaniu. Na przykład ludzkie oko wykrywa kolor zielony znacznie lepiej niż kolor niebieski, a czerwone diody LED są zwykle bardziej wydajne niż kolor niebieski.
Oprócz względnej mocy między kolorami należy wziąć pod uwagę informacje spektralne. Wielu producentów ma różne definicje każdego koloru - czerwony może być dowolnym światłem o długości fali między 629 nm (pomarańczowo czerwony) a 660 nm, zielony może wynosić od 515 nm do 565 nm, a niebieski może mieć wartość od 430 nm do 470 nm (zielonkawo niebieski). A to tylko nominalny szczyt! To nie jest laser, więc nie każdy promień światła z niego wychodzącego ma tę samą długość fali - istnieje nieregularny rozkład długości fali dla każdego koloru. Czerwona dioda LED wyemituje niewielką ilość niebieskiego światła i odwrotnie.