LED diody měnící barvy

LED diody měnící barvy umožňují, aby jeden světelný zdroj postupně zobrazoval několik barevných odstínů bez použití dalších světelných součástek. Zvláštní duhové LED se samovolně přepínají mezi barvami, zatímco běžné RGB LED diody umožňují jednotlivé barevné kanály ovládat samostatně.

RGB LED dioda jsou vlastně tři obyčejné LED diody, které jsou integrované do jednoho pouzdra. Kromě základních RGB barev (red, greeen, blue) vznikají jejich vzájemným mísením i jiné (například žlutá).

Jak LED diody mění barvy

Pokud chceme různé barvy světla je třeba použít LED diody s různě zabarveným pouzdrem. Co když ale potřebujeme, aby jeden zdroj LED světla dokázal svítit různými barvami? V tom případě je třeba použít speciální elektronickou součástku, které se říká RGB LED dioda a jak na to si nyní ukážeme.

U RGB LED diody jsou v jednom pouzdru umístěny tři světelné čipy: červený, zelený a modrý. Každá barva má jeden vývod součástky, kterým je možné daný barevný kanál rozsvítit.

U běžné RGB LED diody se jednotlivé barvy kombinují podle toho, které kanály jsou současně aktivní. Červená a zelená vytvářejí žlutou, zelená a modrá azurovou, červená a modrá fialovou a při rozsvícení všech tří kanálů vzniká bílá.

Samoblikací duhové LED

Speciální duhová LED, která samovolně mění barvu, v čirém pouzdru 3 mm a 5 mm. Sama mění barvy a to v intervalu cca 3 změny/1 vteřinu, bliká různými barvami, potom barvy přecházejí plynule.

FAST jsou asi 5× rychlejší než SLOW. Větší LED 5mm svítí více než ty menší 3mm (viz tabulky níže).

Skladem ve čtyřech variantách: 3 mm - pomalu měnící barvu (SLOW) 3 mm - rychle měnící barvu (FAST) 5 mm - pomalu měnící barvu (SLOW) 5 mm - rychle měnící barvu (FAST).

Vyzařované barvy: červená, žlutá, oranžová, modrá, zelená, jantarová. Skvělý efekt a to do nich stačí je pouze napojit, nepotřebují žádná další zařízení.

Základní technické údaje duhové LED

Rozměry a světelné vlastnosti

U duhových LED jsou dostupné průměry 3 mm a 5 mm. LED 3 mm a LED 5 mm se liší především svítivostí jednotlivých barevných čipů.

Parametry jedné 5mm RGB samoblikací LED zahrnují velikost LED 5 mm, vyzařovanou barvu RGB, úhel svitu LED 30 stupňů, čirou čočku, samoblikací režim, jmenovité napětí 3.6 V, maximální proud 20 mA a svítivost 4000-7000 mcd.

RGB LED se společnou anodou a katodou

RGB LED diod jsou dva druhy a to podle toho jakou polaritu je nutné na společný vývod přivést. Je-li to kladná polarita (společný vývod se připojuje na +/5V) jedná se o RGB LED diodu se společnou anodou. Je-li tomu naopak (a na společný vývod je třeba přivést -/GND) jedná se o RGB LED diodu se společnou katodou.

Ke všem třem barvám patří jeden společný vývod. Zapojení se společnou katodou i se společnou anodou mají obrácenou polaritu, je třeba si před zapojením zjistit jaký druh LED diody chcete použít a tomu přizpůsobit zapojení součástek k desce i program, který do arduina uploadnete.

Pokud máte RGB LED diodu s čirým pouzdrem, jako je ta na doprovodném obrázku a pozorně si prohlédnete konstrukci osvitových ramen napojených na vývody bude vám systém jasný.

Rozpoznání vývodů

Kratší vývod = Katoda (mínus). Delší vývod = Anoda (plus).

Při zapojování RGB LED si dejte pozor, aby jste součástku neobrátili. Na nejdelší vývod přijde připojit GND.

U čtyřvývodové RGB LED jsou tři vývody určeny pro jednotlivé barevné kanály a jeden vývod je společný. U varianty se společnou anodou se společný vývod připojuje na kladnou polaritu, u varianty se společnou katodou na zápornou polaritu neboli GND.

Napájení a ochranný odpor

Uvnitř pouzdra je procesor, který řídí všechny tři LED čipy. Každý LED čip má však jiné vlastnosti, které jsou uvedeny v tabulkách.

Proto je nutné LED diodu napájet proudově (zdrojem konstantního proudu) nikoliv napěťově (přesným stabilizovaným napětím, které je uvedeno v tabulkách). Obvykle se to dělá tak, že se LED připojí před odpor na nějaké vyšší napětí.

Při použití pevného napájecího napětí se do obvodu zapojuje sériový odpor. Orientační hodnoty jsou uvedeny v následující tabulce.

V zapojení, které je na obrázku, je počítáno s RGB LED diodou se společnou katodou. Použité odpory jsou 220 ohmů.

Zapojení RGB LED s Arduinem

Na nejdelší vývod přijde připojit GND. Zbytek barevných kanálů připojte na piny 2, 3 a 4 tak, aby 2 pin spouštěl kanál R, třetí pin kanál G a čtvrtý pin kanál B.

Pokud by cokoliv nebylo jasné doporučuji prostudovat obrázky a popřemýšlet. Pokud máte již hotové zapojení přidávám pravdivostní tabulku, aby bylo jasné jakým způsobem můžete spustit základní barevné odstíny.

Program pro zobrazení všech základních RGB barev

Jestli již máte hotové zapojení přeneste si do arduina následující program.

/* Světelný maják s RGB diodou LED diody se střídavě rozsvěcí po dobu jedné sekundy. Program použit pro rgb led diodu se společnou anodou - připojení na digitální piny */

//Nastavení desky - inicializace pinů
void setup() {
pinMode(2, OUTPUT);
pinMode(3, OUTPUT);
pinMode(4, OUTPUT);
}

//Provedení programu - spuštění v nekonečné smyčce
void loop() {
//1 - červná
digitalWrite(2, 0); //R
digitalWrite(3, 0); //G
digitalWrite(4, 0); //B
delay(1000);
//2-bílá
digitalWrite(2, 1); //R
digitalWrite(3, 1); //G
digitalWrite(4, 1); //B
delay(1000);
//3-červená
digitalWrite(2, 1); //R
digitalWrite(3, 0); //G
digitalWrite(4, 0); //B
delay(1000);
//4-žlutá
digitalWrite(2, 1); //R
digitalWrite(3, 1); //G
digitalWrite(4, 0); //B
delay(1000);
//5-zelená
digitalWrite(2, 0); //R
digitalWrite(3, 1); //G
digitalWrite(4, 0); //B
delay(1000);
//6-azurová
digitalWrite(2, 0); //R
digitalWrite(3, 1); //G
digitalWrite(4, 1); //B
delay(1000);
//7-modrá
digitalWrite(2, 0); //R
digitalWrite(3, 0); //G
digitalWrite(4, 1); //B
delay(1000);
//8-fialová
digitalWrite(2, 1); //R
digitalWrite(3, 0); //G
digitalWrite(4, 1); //B
delay(1000);
}

Tip: Všimněte si, že v příkazu digitalWrite jako jeden z parametrů nepoužívám vlastnost HIGH/LOW, ale hodnoty 1/0. Obojí je funkční a přípustné. Hodnota parametru 0/1 myslím jasněji demonstruje (zejména ve spojení s pravdivostní tabulkou) stav pinu.

Využití LED diod měnících barvy

RGB LED diodu lze použít jako jednoduchý semafor, který staví cestáři na vozovku, když potřebují zastavit auta. Semafor bude postupně přepínat ze zelené na červenou a zpět.

RGB LED dioda může fungovat také jako maják na policejním autě - měl by střídat červenou a modrou.

Další možností je naprogramovat RGB LED diodu, aby svítila jako česká trikolóra - barvy v pořadí - bílá - modrá - červená.

tags: #led #diody #menici #barvy