สิ่งที่ทำให้ RGB LED ที่ดี


19

ฉันกำลังมองหาซัพพลายเออร์สำหรับ RGB ไฟ LED สำหรับโครงการที่จะเกิดขึ้นRGB POV LED ลูกโลก โดยปกติฉันจะไปที่เรื่องราวการจัดหาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในพื้นที่ของฉัน แต่โครงการนี้ต้องใช้ไฟ LED จำนวนมาก (~ 1,000) ไฟ LED และร้านค้าเครื่องใช้ไฟฟ้าในท้องถิ่นของฉันจะคิดค่าบริการพรีเมียมสำหรับไฟ LED (@ 1.50 ต่อคน)

ฉันค้นหาออนไลน์จากร้านค้าปลีกบางแห่งเช่นhttp://www.alibaba.com (~ $ 0.19) หรือhttp://ledssuperbright.com ( $ 0.35 ) หรือhttp://www.adafruit.com ( $ 1.0 ) หรือhttp://www.sparkfun.com (~ $ 0.6 ) หรือhttp://www.digikey.com ( ~ $ 1.1 )

ฉันเชื่อว่า adafruit และ sparkfun และมีประสบการณ์ที่ดีจากพวกเขาทั้งคู่ในอดีต แต่ฉันกังวลว่ามีความแตกต่างของราคาจำนวนมากระหว่างแต่ละไซต์เหล่านี้ซึ่งฉันอาจขาดสิ่งสำคัญ

นอกจากนี้ฉันดูที่โครงการ POV อื่น ๆ และการใช้งานบางส่วนกระจายอื่น ๆ ใช้ LED ที่ชัดเจน ฉันไม่แน่ใจว่า LED ประเภทใดที่ฉันควรใช้สำหรับโครงการนี้ MiniPov3ใช้กระจาย

คำถามของฉันคือ:

  • อะไรคือ LED RGB ที่ดี?
  • ฉันควรมองหาคุณสมบัติใดในแผ่นข้อมูลสำหรับโครงการประเภทนี้
  • ฉันควรใช้ไฟ LED แบบกระจายหรือแบบใสในโครงการลูกโลก RGB POV LEDของฉันหรือไม่

1
หลังจากคำตอบของ reemrevnivek ไม่มีอะไรเหลือให้พูด ตลกที่คุณควรโพสต์ไว้ที่นี่ฉันทำใบพัดแสดงผลด้วยไฟ LED 8-RGB เมื่อสัปดาห์ที่แล้ว (ประสบการณ์ครั้งแรกของฉันyoutube.com/watch?v=4RWoWv-n_pQ ) สิ่งเหล่านี้สนุกและใช้งานง่าย ฉันคิดว่าสิ่งเหล่านี้สนุกกับการทำงานและบางทีคุณอาจคิดมาก
Rick_2047

@ rick_2047 คุณอาจจะถูก แต่ฉันลงทุนเงินจำนวนมากในโครงการนี้และถ้าฉันสามารถบันทึกการทดสอบที่ล้มเหลวของตัวเองมันจะคุ้มค่า
Steven smethurst

BTW ความล้มเหลวเป็นส่วนหนึ่งของกระบวนการ และอย่างที่สองราคาเหล่านี้แพงจากผู้จัดจำหน่ายเหล่านี้ ฉันสามารถหาซื้อได้ที่. 13 ดอลล่าร์ในอินเดียและนั่นก็คือถ้าฉันซื้อมาในราคาปลีก และทั้งหมดมีคุณภาพสูง ฉันไม่รู้ว่าทำไมสิ่งเหล่านี้เกินราคาจริงจากผู้ขายรายใหญ่
Rick_2047

คำตอบ:


23

ข้อควรระวัง: คุณสามารถทำได้ในวิธีที่ง่ายหรือยาก วิธีง่ายๆคือเลือกหลอดไฟ LED RGB ที่มีสต็อคที่ดีจากผู้จัดจำหน่ายรายใหญ่ทั้งหมดลองใช้และมีความสุข

วิธีที่ยากคือการเรียนรู้เล็กน้อยเกี่ยวกับแสงซึ่งเป็นการศึกษาการวัดแสงแล้วทำการตัดสินใจของคุณ ไม่มีการรับประกันว่าสิ่งหลังจะให้ผลลัพธ์ที่ดีกว่า แต่มันอาจเป็นการดีที่สุดที่จะรู้พื้นหลังเล็ก ๆ น้อย ๆ ดังนั้นที่นี่เราไป คำเตือน: โพสต์ยาว

เกณฑ์พื้นฐาน

เกณฑ์พื้นฐานสำหรับการเลือกไฟ LED คือละเว้นสีในขณะนี้:

  • ความเข้ม / ความสว่าง
  • มุมมอง
  • สไตล์เลนส์ (ชัดเจน / กระจาย / ภายนอก)

จากด้านบน:

ความเข้ม / ความสว่าง

นี่เป็นการวัดว่าคุณต้องการให้ LED ของคุณสว่างแค่ไหนและมีความซับซ้อนมาก สำหรับ LED RGB คุณอาจพบว่าเป็นวิธีที่ง่ายที่สุดในการระบุพื้นที่การรับชมก่อนจากนั้นเลือกจำนวนลูเมนที่คุณต้องการ การเลือกนี้อาจเป็นการทดลองโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อคุณต้องการทำที่ Burning Man ซึ่งมีสภาพแวดล้อมที่สดใสจริงๆ

มีสองวิธีในการวัดความเข้ม: Radiometrically และ photometrically วัตต์เป็นการวัดค่าพลังงานคลื่นวิทยุสำหรับพลังงานซึ่งกำหนดโดยระบบเมตริกในรูปของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เป็น:

$ W = A ^ 2 * \ Omega $

กล่าวคือกำลังงานกระจายตัวโดยกระแสหนึ่งแอมป์ที่ไหลผ่านความต้านทานหนึ่งโอห์ม

การวัดความเข้มแสงกำหนดความสว่างของแหล่งกำเนิดที่ปรากฏต่อดวงตา candela (หรือสำหรับ LEDs, มิลลิมิลลิหรือ mcd) วัดความเข้มในทิศทาง ลูเมนคือการวัดพลังงานและถูกกำหนดให้เป็นแคนเดลาเดียวกับหนึ่งพื้นที่ของสเตอเรียหนึ่ง (สเตเดียนเป็นรูปกรวยประมาณ $ 64 ^ o $ ข้าม) ทั้งสองมีน้ำหนักด้วยความเคารพต่อหน่วย radiometric โดยเส้นโค้งความส่องสว่างซึ่งมีลักษณะเช่นนี้ (เส้นประสีดำ):

เส้นโค้งความส่องสว่าง

สังเกตุว่ายอดเขานั้นอยู่ที่ 550nm หรือสีเขียว สิ่งนี้หมายความว่าสีแดงและสีน้ำเงินของคุณจำเป็นต้องได้รับการจัดอันดับวัตต์สูงเพื่อให้ได้สีที่สม่ำเสมอ หากคุณใช้การจัดอันดับ millicandella (สำหรับมุมมองที่หลากหลาย) หรือการจัดระดับลูเมน (ถ้าคุณได้เลือกมุมมองที่คล้ายกันชุดหนึ่ง) คุณไม่ต้องกังวลกับเส้นโค้งนี้

หากคุณยังคงให้ความสนใจไม่ต้องกังวลส่วนที่เหลือจะตรงไปตรงมาและสั้นกว่า

มุมมอง

มุมมองเป็นความชอบสูงสุดที่คุณสามารถมีได้สำหรับ LED และยังคงเห็นสีที่ปล่อยออกมา นี่คือฟังก์ชั่นของเลนส์และไม่ได้กระจายอย่างสม่ำเสมอ สำหรับเลนส์แบบกระจาย (มีเมฆ) หากคุณสามารถมองเห็นเลนส์ได้คุณจะเห็นสีได้เพียงเล็กน้อย มุมมองไม่จำเป็นต้องเป็นตัวเลขนี้ โดยปกติแล้วพวกมันจะสมจริงมากขึ้นและกำหนดพื้นที่ซึ่งเลนส์ถูกออกแบบมาให้ส่องสว่างเท่านั้น สำหรับเลนส์ที่ใสคุณสมบัติทางแสงของเลนส์จะกำหนดมุมมองที่เข้มงวดมากขึ้น คำแนะนำ: ไม่ใช่ 180 องศาสำหรับแพ็คเกจ T 1 3/4 (LED 5 มม. มาตรฐานที่คุณแสดงในลิงค์ส่วนใหญ่ของคุณ - ซึ่งโดยปกติจะไม่เกิน $ 30 ^ 0 $)

สำหรับโลก POV คุณอาจต้องการมุมมองที่ค่อนข้างกว้าง

สไตล์ของเลนส์

เลนส์สามารถย้อมสีหรือไม่มีสี สำหรับ LED RGB คุณอาจต้องการไร้สี พวกเขายังสามารถล้างน้ำหรือกระจาย (มีเมฆ) ตัวเลือกของคุณในการเลือกนี้จะขึ้นอยู่กับมุมมองของ LED เลนส์แบบกระจายจะช่วยกำจัดจุดสว่าง แต่จะลดประสิทธิภาพของการโฟกัสใด ๆ ที่เลนส์ถูกออกแบบมาให้ทำ หากคุณได้รับ LED ที่มีเลนส์ทรงกลมจะต้องมีการกระจายแสงหรือคุณจะทำให้ผู้ใช้ตาบอดขณะที่หมุนและจะมองเห็นได้ยาก

คุณต้องตัดสินใจว่าคุณต้องการเลนส์ในตัวหรือเลนส์ภายนอก หลอดไฟ LED Superbright บางรุ่นจะมีเลนส์ภายนอกที่ช่วยให้เลนส์คุณภาพสูง แต่มีค่าใช้จ่ายสูงและต้องใช้ส่วนประกอบมากขึ้น สำหรับโครงการนี้คุณเกือบจะต้องการเลนส์ในตัว

สมบัติทางไฟฟ้า

ถัดไปคุณต้องพิจารณาคุณสมบัติทางไฟฟ้า:

  • ปัจจุบันทั้งเล็กน้อย / ทดสอบและสูงสุด (จะแตกต่างกันสำหรับแต่ละสีของ LED RGB)
  • แรงดันไปข้างหน้า $ V_F $ (จะแตกต่างกันสำหรับแต่ละสีของ LED RGB)

ปัจจุบัน

LED สร้างแสงโดยการกระจายพลังงานข้ามทางแยกเซมิคอนดักเตอร์ ด้านล่างของกระแสไฟฟ้าที่แน่นอนอิเล็กตรอนจะไม่ถูกเพิ่มไปที่เปลือกถัดไปและคุณจะไม่ติดไฟ เหนือสิ่งอื่นใดในปัจจุบันคุณทำลายอุปกรณ์ของคุณ ด้วยการปรับกระแส (เฉลี่ย) ระหว่างค่าทั้งสองนี้คุณจะได้รับองศาความเข้มที่แตกต่างกัน นี่คือฟังก์ชั่นที่ไม่ใช่เชิงเส้นที่เกี่ยวข้องกับความเข้มแสง แต่คุณสามารถรับฟังก์ชั่นเชิงเส้นได้มากขึ้นโดยใช้กระแสคงที่และการเปิดและปิดไฟ LED อย่างรวดเร็ว เทคนิคนี้เรียกว่าการปรับความกว้างพัลส์หรือ PWM หาก PWM ของคุณไม่เกินรอบการทำงานที่กำหนดและรวดเร็วเพียงพอคุณสามารถตั้งค่ากระแสคงที่ที่สถานะคงที่เกินระดับพลังงานสูงสุดของ LED ของคุณ สิ่งนี้ไม่ได้ช่วยให้คุณมีค่าเฉลี่ยที่สว่างขึ้น

คุณต้องเลือกไฟ LED ที่มีความต้องการในปัจจุบันอยู่ในขอบเขตของวงจรไดรฟ์ของคุณและความต้องการพลังงานที่ยั่งยืนโดยใช้แหล่งพลังงานที่คุณเลือก

แรงดันไปข้างหน้า

แรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้าจะแตกต่างกันสำหรับแต่ละสีใน LED นี่แค่ทำให้การคำนวณของบิตซับซ้อนขึ้น หากคุณใช้ตัวต้านทานเพื่อตั้งค่ากระแสไฟและ LED เป็นขั้วบวกทั่วไปคุณควรเลือก LED ที่มีแรงดันไปข้างหน้าคล้ายกันเพื่อลดการสูญเสียพลังงานในตัวต้านทาน ระวังแรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้าเป็นฟังก์ชั่นของกระแสไฟฟ้าไปข้างหน้า!

สิ่งมาตรฐาน

จากนั้นมีคุณสมบัติทั่วไปที่คุณต้องเลือกสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ใด ๆ :

  • บรรจุภัณฑ์
  • อุณหภูมิบัดกรี
  • ผู้ผลิต / ผู้จัดจำหน่าย

บรรจุภัณฑ์

คุณอาจถูกล่อลวงให้ใช้แพคเกจโดม T 1 3/4 มม. มาตรฐาน อย่ายอมรับสิ่งนี้เว้นแต่คุณจะแน่ใจว่าเป็นสิ่งที่คุณต้องการ เพื่อให้ได้ 4 ลีดเดอร์ภายใต้แพคเกจนี้คุณต้องมีรูเล็ก ๆ แน่น ๆ (การบัดกรีและการผลิต PCB จะยาก) และคุณสมบัติออปติคัลน้อยกว่าที่ดีที่สุด

มีแพ็คเกจเมาท์บนพื้นผิวที่มีรายละเอียดต่ำและมีน้ำหนักเบา (ซึ่งเป็นที่ต้องการหากคุณต้องการหมุนโครงงาน) และมีมุมมองที่สูงโดยไม่ต้องใช้เลนส์แบบกระจาย

อุณหภูมิบัดกรี

ไฟ LED เป็นองค์ประกอบที่ไวต่อความร้อนมากที่สุดเมื่อบัดกรีเนื่องจากความต้องการแสงของเลนส์และเนื่องจากเซมิคอนดักเตอร์ที่เป็นเอกลักษณ์ที่ใช้ในการสร้างแสง ระวังถ้าคุณกำลังใช้อะไรนอกจากหัวแร้งหรือเตาอบที่ควบคุมอุณหภูมิสำหรับสิ่งนี้

ผู้ผลิตและจำหน่าย

สำหรับโครงการหรือต้นแบบที่ใช้ครั้งเดียวผลิตภัณฑ์ Adafruit หรือ Sparkfun นั้นใช้ได้ แต่ (1) คุณจะจ่ายเบี้ยประกันภัยสำหรับการเลือกและการรับรองของพวกเขาและ (2) คุณโชคไม่ดีถ้าพวกเขาทำผลิตภัณฑ์หล่น ไซต์งานอดิเรกนั้นดีถ้าคุณทำผลิตภัณฑ์แบบใช้ครั้งเดียว แต่ถ้าคุณต้องการกระจายแผนตรวจสอบให้แน่ใจว่า LED ที่เข้ากันได้นั้นใช้ได้อย่างกว้างขวาง มิฉะนั้นติดต่อ Cree, Avago หรือ Lite-On (หรือผู้ผลิตที่คุณชื่นชอบ) โดยตรงหรือใช้ผู้จัดจำหน่ายรายใหญ่เช่น Digikey หรือ Mouser คุณจะมีโชคดีขึ้นและรับราคาที่ดีขึ้นโดยการซื้อเป็นกลุ่มและข้ามพ่อค้าคนกลาง

สี

หนึ่งในปัจจัยที่สำคัญที่สุดที่ต้องพิจารณาคือสี แต่โดยทั่วไปแล้วไฟ LED RGB จะเป็นตัวกำหนดว่าสำหรับคุณ คุณจำเป็นต้องพิจารณาความสัมพันธ์ระหว่างแต่ละสีในการเลือกของคุณ แต่โดยปกติจะสามารถนำมาประกอบในซอฟต์แวร์ได้ ตัวอย่างเช่นดวงตามนุษย์ตรวจพบสีเขียวได้ดีกว่าที่ตรวจพบสีน้ำเงินและ LED สีแดงมักมีประสิทธิภาพมากกว่าสีน้ำเงิน

นอกเหนือจากพลังงานสัมพัทธ์ระหว่างสีคุณต้องพิจารณาข้อมูลสเปกตรัม ผู้ผลิตหลายรายมีคำจำกัดความที่แตกต่างกันของแต่ละสี - สีแดงอาจเป็นแสงใด ๆ ที่มีความยาวคลื่นระหว่าง 629nm (สีแดงส้ม) และ 660nm สีเขียวอาจมีตั้งแต่ 515nm ถึง 565nm และสีฟ้าอาจอยู่ที่ใดก็ได้ตั้งแต่ 430nm ถึง 470nm และนั่นเป็นเพียงจุดสูงสุดเล็กน้อย! นี่ไม่ใช่เลเซอร์ดังนั้นแสงทุกลำที่มาจากมันมีความยาวคลื่นเท่ากัน - มีการกระจายความยาวคลื่นที่ผิดปกติสำหรับแต่ละสี LED สีแดงจะเปล่งแสงสีฟ้าจำนวนเล็กน้อยและในทางกลับกัน


8
+1 เพราะใช้เวลานานกว่านั้นฉันต้องการอ่านด้วยหัวเรื่องและรูปภาพสวย ๆ
Kellenjb

2
@Kellenjb - ไม่ใช่เหตุผลที่ฉันหวังว่ามันจะได้รับ upvotes แต่ฉันจะเอามัน : P
Kevin Vermeer

1
โปรดทราบว่าคุณสามารถกระจายไฟ LED ของคุณเองโดยการขัดด้านนอกเคสเล็กน้อย แสงที่มากขึ้นจะสะท้อนกลับเข้าไปใน LED และออกผ่านผนังอื่น ๆ เมื่อผนังมีพื้นผิวขรุขระ เพียงคำแนะนำสำหรับถ้าคุณบังเอิญติดกับ LED น้ำใสเมื่อคุณต้องการกระจายแสง
Joe Mac

@Joe Mac - สำหรับปริมาณมาก (อะไรที่มากกว่า 1 จริง ๆ ) คุณจะทำได้ดีกว่าในการทำเคมีนี้ (ไม่ว่าจะเป็นกรดเหมือนผู้ผลิตดั้งเดิมจะใช้) หรือพ่นด้วยสีใสหรือกาว ทั้งสองวิธีนี้ยังขาดความสามารถและทั้งคู่จะลดแสงที่ส่องลงมา
Kevin Vermeer

@Joe Mac - จริง ๆ แล้วการปรับเปลี่ยนส่วนประกอบใด ๆ น่าจะเป็นทางที่ดีที่สุดสำหรับผู้ผลิตซึ่งมีพวกมันอยู่ในสายการประกอบ ไม่มีเหตุผลใดที่คุณควรติดกับส่วนประกอบโดยไม่ตั้งใจ: หากซัพพลายเออร์ของคุณพลาดการโทรศัพท์ควรแก้ไขสถานการณ์
Kevin Vermeer
โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.