Предупреждение: вы можете сделать это простым или трудным путем. Самый простой способ - выбрать светодиод RGB с хорошим запасом на всех основных дистрибьюторах, попробовать его и быть счастливым.
Трудный путь состоит в том, чтобы немного узнать о фотометрии , которая изучает измерение света, а затем принять решение. Однако нет никаких гарантий, что последний даст лучшие результаты. Но, вероятно, лучше знать немного предыстории, поэтому здесь мы идем. Предупреждение: длинный пост.
Основные критерии
Основными критериями выбора светодиода являются игнорирование цвета на данный момент:
- Интенсивность / яркость
- Угол обзора
- Стиль объектива (прозрачный / рассеянный / внешний)
Сверху:
Интенсивность / Яркость
Это измерение того, насколько ярким должен быть ваш светодиод, и это поразительно сложно. Для светодиода RGB вам, вероятно, будет проще сначала указать область просмотра, а затем выбрать необходимое количество люмен. Этот выбор, вероятно, будет экспериментальным, особенно если учесть, что вы хотите сделать это в Burning Man, где действительно светлая обстановка.
Существует два способа измерения интенсивности: радиометрический и фотометрический. Ватт - это радиометрическое измерение мощности, определяемое метрической системой в терминах электроники как:
$ W = A ^ 2 * \ Omega $
Словом, мощность, рассеиваемая одним током, протекает через одноомное сопротивление.
Фотометрические измерения определяют, насколько яркий источник кажется глазу. Кандела (или, для светодиодов, милликандела или mcd) измеряет интенсивность в направлении. Люмен является мерой мощности и определяется как одна кандела на один стерадиан области (стерадиан - это конус с поперечным сечением около $ 64 ^). Обе они взвешены относительно радиометрических единиц кривой яркости, которая выглядит примерно так (пунктирная черная линия):
Обратите внимание, что он достигает максимума около 550 нм или зеленого цвета. Это означает, что ваш красный и синий цвета должны иметь высокую мощность, чтобы получить равномерную окраску. Если вы используете рейтинги милликанделлы (для различных углов обзора) или оценки люмена (если вы уже выбрали набор похожих углов обзора), вам не нужно беспокоиться об этой кривой.
Если вы все еще обращаете внимание, не волнуйтесь, все остальное проще и короче.
Угол обзора
Угол обзора - это максимальный угол наклона, который вы можете иметь по отношению к светодиоду и при этом видеть излучаемый цвет. Это функция объектива, и она не всегда равномерно распределена. Для рассеянных (облачных) линз, если вы можете видеть линзу, вы можете видеть цвет, хотя бы немного. Угол обзора не обязательно является этим числом; они обычно более реалистичны и определяют только область, на которую рассчитан объектив. Для прозрачной линзы оптические свойства линзы будут определять угол обзора более жестко. Подсказка: это не 180 градусов для пакета T 1 3/4 (стандартный 5-миллиметровый светодиод, который вы показали в большинстве своих ссылок - обычно это не более $ 30 ^ 0 $).
Для шара POV, вы, вероятно, хотите достаточно широкий угол обзора.
Стиль объектива
Линзы могут быть тонированными или бесцветными. Для RGB LED, вы, вероятно, хотите бесцветный. Они также могут быть прозрачными или диффузными (облачными). Ваш выбор в этом выборе будет зависеть от угла обзора светодиодов. Рассеянный объектив поможет устранить яркие пятна, но также снизит эффективность любой фокусировки, для которой предназначен объектив. Если у вас есть светодиод со сферической линзой, его нужно рассеять, иначе вы будете ослеплять своих пользователей, когда они вращаются, и это будет трудно увидеть в других.
Вы также должны решить, хотите ли вы встроенный или внешний объектив. Некоторые сверхяркие светодиоды будут иметь внешний объектив, который позволяет получать оптику более высокого качества, но стоит дороже и требует большего количества компонентов. Для этого проекта вам почти наверняка понадобится встроенный объектив.
Электрические свойства
Далее необходимо учитывать электрические свойства:
- Ток, как номинальный / тестовый, так и максимальный (будет разным для каждого цвета светодиода RGB)
- Прямое напряжение $ V_F $ (будет различным для каждого цвета светодиода RGB)
Текущий
Светодиод создает свет, рассеивая энергию через полупроводниковый переход. Ниже определенного тока электроны не направляются к следующей оболочке, и вы не получаете света. Выше определенного тока вы уничтожаете свое устройство. Модулируя (средний) ток между этими двумя значениями, вы можете получить различные степени интенсивности. Это нелинейная функция в отношении интенсивности света, но вы можете получить более линейную функцию, используя постоянный ток и быстрое включение и выключение светодиода. Этот метод известен как широтно-импульсная модуляция или ШИМ. Если ваш ШИМ никогда не превышает заданный рабочий цикл и является достаточно быстрым, вы можете установить постоянный ток, при котором в установившемся режиме превышается максимальная номинальная мощность вашего светодиода. Это обычно не дает вам более яркую среднюю, хотя.
Вам необходимо выбрать светодиоды, текущие требования которых находятся в пределах вашей схемы привода и требования к питанию которых являются устойчивыми, используя выбранный вами источник питания.
Прямое напряжение
Прямое напряжение будет отличаться для каждого цвета светодиода. Это просто немного усложняет вычисление тока. Если вы используете резистор для установки тока, а светодиоды имеют общий анод, вам, вероятно, следует выбрать светодиоды с одинаковыми прямыми напряжениями, чтобы минимизировать потери мощности в резисторах. Помните, что прямое напряжение является функцией прямого тока!
Стандартные вещи
Далее, есть общие свойства, которые нужно выбрать для любого электронного устройства:
- пакет
- Температура пайки
- Производитель / Поставщик
пакет
Вы можете испытать желание использовать стандартную купольную упаковку T 1 3/4 5 мм. Не принимайте это, если вы не уверены, что это то, что вы хотите. Чтобы получить 4 провода в этом пакете, вам понадобятся небольшие, плотные отверстия (пайка и изготовление печатных плат будут трудными), а оптические свойства ниже оптимальных.
Существует множество пакетов для поверхностного монтажа, которые имеют меньший профиль и меньший вес (что желательно, если вы хотите раскрутить проект) и которые имеют большие углы обзора без использования рассеивающих линз.
Температура пайки
Светодиоды являются одними из наиболее чувствительных компонентов к нагреванию при пайке из-за оптических требований их линз и из-за уникальных полупроводников, используемых для генерации света. Будьте осторожны, если вы используете для этого что-либо кроме паяльника или печи с регулируемой температурой.
Производитель и дистрибьютор
Для одноразового проекта или прототипа хорошо подходят продукты Adafruit или Sparkfun, но (1) вы заплатите премию за их выбор и одобрение и (2) вам не повезет, если они уронят продукт. Сайты для любителей хороши, если вы делаете разовый продукт, но если вы хотите распространять планы, убедитесь, что совместимый светодиод широко доступен. В противном случае, свяжитесь напрямую с Cree, Avago или Lite-On (или вашим любимым производителем) или воспользуйтесь крупным дистрибьютором, таким как Digikey или Mouser. Вам повезет больше и вы получите лучшие цены, купив оптом и пропустив посредника.
цвет
Одним из наиболее важных факторов, которые следует учитывать, является цвет, но RGB-светодиоды в основном определяют это для вас. Вы должны учитывать отношения между каждым цветом в вашем выборе, но это обычно может быть учтено в программном обеспечении. Например, человеческий глаз обнаруживает зеленый цвет намного лучше, чем синий, и красные светодиоды обычно более эффективны, чем синий.
В дополнение к относительной мощности между цветами необходимо учитывать спектральную информацию. Многие производители имеют разные определения каждого цвета - красный может быть любым светом с длиной волны от 629 нм (оранжево-красный) до 660 нм, зеленый - от 515 до 565 нм, а синий - от 430 до 470 нм (зеленовато-синий). И это только номинальный пик! Это не лазер, поэтому не все лучи света, приходящие от него, имеют одинаковую длину волны - существует неравномерное распределение длины волны для каждого цвета. Красный светодиод будет излучать небольшое количество синего света, и наоборот.