Rgb-светодиоды: как они работают, внутреннее устройство, как подключить, rgb-led и arduino

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.

Устройство

SMD светодиод RGB – это плата, на которой кристаллы трех цветов могут не соединяться между собой или соединяться через общий анод или катод. При первом варианте у светодиода 6 выводов, при втором 4. На монтажной площадке указывается их назначение. Для изменения цвета свечения меняется яркость одного из цветов.

Светодиодная RGB лента – это гибкая плата шириной 8-20 мм, на которую установлены диоды (в корпусе или без корпуса) и резисторы. Чаще всего используются SMD 5050, на погонном метре их может быть 30 или 60. От количества зависит вольтаж и параметры светового потока. Крепление осуществляется двойным скотчем, расположенным на тыльной стороне полосы. Для повышения уровня защиты используется силиконовое покрытие.

Стандарт RGB ленты по длине – 5 метров, при необходимости ее можно разрезать по пунктирным линиям. Места разреза оснащены контактами, которые используются для присоединения к источнику электропитания. Назначение обозначается знаком «+» и буквами R, G, B.

Ошибки подключения

1

контроллер — блок — лента (должно быть: блок — контроллер — лента) или

блок — усилитель — контроллер — лента (правильно: блок — контроллер — усилитель — лента)

2

Так вот, при наклеивании ленты и срыве скотча, эти самые места могут оголиться. Такое зачастую происходит на изделиях эконом класса.

В итоге, когда вы ленту наклеите на алюминиевый профиль, вы тем самым просто закоротите все 4 дорожки между собой и сожгете свою подсветку. Поэтому всегда проверяйте обратную сторону, перед непосредственным процессом наклеивания.

3

Даже если для блока и был выбран запас в 30%, в конечном итоге работа на износ рано или поздно выведет из строя или блок или светодиоды.

SMD 5050 на 60 светодиодов

Этот вид самый популярный. Она яркая, мощная и на потолке дает плотный световой поток.

Ее мощность — 14,4 Вт/м.

Конечно все эти мощности не абсолютный показатель, который обязан быть у всех лент. На практике они всегда могут отличаться даже на несколько ватт, в большую или меньшую (чаще всего) сторону.

Многие совершают ошибку, когда хотят сравнить фактическую мощность подсветки с заявленными цифрами на упаковке. Подключают ленту с одного конца, замеряют силу тока и напряжение от блока питания.

После чего перемножают все и получают результат. Более верные данные получатся если ленту, в особенности протяженную, подключить с обеих сторон, а не с одной.

Световой поток у смд 5050/60 — 1200 люмен, что соответствует обычной лампочке на 85-90 Вт.

Ее используют как для частичной, так и в некоторых случаях для полной замены основного освещения. То есть при определенных условиях, она может заменить обычную люстру, простые и люминесцентные лампы.

Еще она очень хорошо подходит для подсветки рабочей поверхности на кухне.
Если у вас в подсветке потолка постоянно перегорают люминесцентные лампы, то можете их заменить на данный вид.

Эта лента уже обязательно клеится на алюминиевый профиль, в противном случае она быстро перегорит и потеряет яркость

При этом не важно будет, качественная она была или нет

На ленты разного качества магазины дают разный срок гарантии. Однако все это строго оговаривается условиями эксплуатации.

Расстояние между светодиодами здесь чуть больше 1см. Это создает сплошную световую полосу.

Например при использовании ленты 5050/30, на потолке возможны отдельные световые пятнышки из-за большой разбежки.

В ленте на 60 диодов такого уже не будет.

RGBW светодиоды

Получить чистый белый свет на стандартных RGB устройствах достаточно сложно. Проблема заключается в регулировке яркости. Если нужен белый, но довольно тусклый оттенок, приходится очень точно настраивать питание трех кристаллов. Учитывая, что каждый из них имеет собственный номинал напряжения, изменяющийся нелинейно, получать неяркие тона — сложная задача.

Для упрощения процесса и увеличения возможностей светодиодов выпускают четырехцветные, или RGBW устройства (от английского Red, Green. Blue и White). Дополнительный белый чип снимает нагрузку с контроллера, облегчает расчеты и увеличивает качество цветопередачи. Питание таких устройств обеспечивается специальными контроллерами с инфpaкрасными ПДУ.

Подключение

Самым простым способом присоединения RGB светодиодов к источнику питания считается подключение к микроконтроллеру Arduino. Общий вывод (обычно он самый длинный) припаивается к контакту «Gnd», а остальные присоединяют к соответствующим точкам, отмеченным как D12, D10 и D9. Напрямую паять контакты нельзя, каждый из них (кроме общего) должен иметь токоограничивающий резистор.

При подключении светодиода с общим анодом используется отрицательный контакт «Gnd», расположенный в том же ряду, что и катоды. Если используется подключение с общим катодом, используется плюсовой контакт «Gnd» с противоположного ряда.

Что это такое?

LED-сборка расцветки RGB – дополнение для светоленты, светящейся исключительно белым светом. В простейшем случае, когда RGBW-полос не нашлось под рукой, рядом с белыми светолентами прокладывают цветные – либо поодиночке (для каждого цвета), либо все сразу, чередуя друг с другом белый, красный, зелёный и синий цвета свечения.

Прогресс не стоит на месте – в продаже появились составные светодиоды, вырабатывающие белый, красный, зелёный и синий цвета. В такой составной светодиод встроены 4 простых светокристалла, каждый из которых даёт свой цвет. Для управления предусмотрена либо 5-контактная (5-проводная) линия, либо двухпроводная, по которой подводится питание к светодиоду, имеющему примитивный микроконтроллер. В последнем случае в «мультисветодиод» помещены 5 кристаллов: 4 светоизлучающих, один (простейший чип) управляющий. В качестве чипа предусмотрен мультивибратор (диммер), последовательно подающий питание от самого себя, которое приходит по внешней двухпроводной линии, на соответствующие светокристаллы.

Аналог RGBW – пятикомпоненный (5-криталльный) светодиод, в котором содержится ещё и жёлтый. Сборка RGBW стала бы RGBWY-светодиодом. Такая модификация многоэлементных светодиодов не нашла применения на практике – жёлтый цвет воспроизводится одновременным свечением красного и зелёного светокристаллов. Близко расположенные друг по отношению к другу светокристаллы, когда наблюдатель находится в одном-двух метрах (и дальше) от них, сливаются в его поле зрения в единую светоточку. Эта особенность зрения, открытая ещё Ломоносовым и подтверждённая на практике Гельмгольцем, позволяет создавать произвольный оттенок из видимых глазу 16777216 вариаций. Изменяя, например, яркость свечения красного и зелёного, человек видит на RG-светодиоде красновато-желтоватый оттенок света.

RGBW-ленты имеют интересную особенность – светокомпенсацию. Если белый светокристалл внезапно откажет, то с помощью красного, синего и зелёного, которые пока ещё работают, можно воссоздать динамический беловатый свет – от холодного до тёплого, выставив соответствующую яркость. Соотношение яркостного сигнала этих трёх светодиодов для простого белого (без оттенения по шкале цветовой температуры) следующее: 30% света даёт красный, 59% – зелёный, 11% – синий.

Если немного убавить свечение зелёного и добавить синего – оттенок будет холодным белым. Если синий убавить, а прибавить красный – оттенок станет тёплым белым. И так далее. В промышленных светолентах данным процессом руководит не человек, а специальное устройство – диммерный микроконтроллер, который задаёт оттенки и частоту, алгоритм их изменения по времени.

Встроенный микроконтроллер с жёстко заданными режимами свечения располагается в каждом из светодиодов: при включении такой светоленты все четыре светоэлемента светятся одновременно. Плавное или резкое циклическое переключение задаётся с помощью внешнего диммера. Адресное (алгоритмическое) – при помощи дополнительной цифровой (трёхпроводной линии связи).

Подведём итог. Светодиоды W – белые являются основными. Это светоэлементы, дающие свет для повседневной жизнедеятельности людей дома и на работе. Кристаллы R, G и B – красный, зелёный и синий дают фоновую подсветку. Так, в светодиодных люстрах, управляемых с пульта, подсветку владелец выбирает самостоятельно. Например, на Новый год пользователи часто включают RGBW-ленту или светильник в режиме «бегущих огней», как на ёлочной гирлянде: красный, зелёный и синий мигают последовательно или с разной периодичностью.

Подсвечиваемый таким образом потолок получает нарядный, праздничный вид. Пользователи, предпочитающие резкое мигание, мерцание плавному переходу из одного цвета в другой, выбирают другой режим. Использование произвольно программируемых микроконтроллеров Arduino позволило каждому владельцу такой светоленты задавать свой алгоритм, не ограничиваясь одной или несколькими заводскими предустановками.

Гибкие ленты RGBW – на 5, 12 и 24 вольта, в отличие от 220-вольтовых, режутся на секторы короче 0,5 или 1 метра. Потолок, стены и пол, обладающие ступенчатыми переходами, обкладываются по периметру с применением коротких и длинных отрезков, соединяемых 90-градусными коннекторами, создающими повороты ленты на этот угол. А значит, помещение с динамоподсветкой обретает элегантный и законченный облик. Простейшие светоленты без диммерного переключения подключаются напрямик. Им потребуется блок питания (адаптер, драйвер) с двумя независимыми напряжениями на выходе: 2 вольта – для цветных светодиодов, 3 – для белых.

RGBW и RGBWW светодиодные ленты

Для достижения лучшего качества белого цвета цветной светодиодной лентой помимо трехцветных светодиодов на ленты стали устанавливать дополнительные белые светодиоды, который управлялись по отдельному каналу. Такие светодиодные ленты маркируются как RGBW. Белый светодиод в таких лентах имеет цветовую температуру порядка 6000К. Причем остается возможность включения белого света путем комбинации всех цветов или отдельным каналом белыми светодиодами.

Белые светодиоды могут устанавливаться поочередно с RGB светодиодами, но для достижения лучшего качества чаще всего такие ленты имеют два ряда светодиодов, один RGB, другой белые светодиоды 5050. В последнее время на ленты RGBW все чаще стали устанавливать новые светодиоды, на которых помимо трех цветных кристаллов имеется и кристалл белого светодиода.

Но на этом не остановились, и добавили еще один светодиод с теплым белым светом с цветовой температурой в пределах 2900K. Такую светодиодную ленту маркируют RGBWW. Самый простой способ реализации заключается в установке помимо отдельного холодного белого светодиода еще одного теплого белого светодиода. Сейчас встречаются даже комбинированные белые светодиоды, способные излучать как белый, так и теплый белый свет, и комбинированные светодиоды с пятью кристаллами.

Применение белого и теплого белого светодиода позволяет более точно установить требуемый оттенок белого света, и к тому же получить его большую яркость.

Управление

Управление работой RGB светодиодов проще всего осуществлять с помощью микроконтроллера Ардуино. Изменение цветности происходит путем смешивания двух или трех цветов в разных соотношениях. Если все чипа горят на полную яркость, результатом будет белый цвет свечения. Для изменения оттенка и получения нужных цветов необходимо контролировать яркость каждого кристалла. Это делается методом широтно-импульсной модуляции. На управляющие контакты подаются сигналы прямоугольной формы с разной скважинностью. Чем шире пик (или ниже скважинность), тем ярче светится кристалл.

Есть способы управления RGB светодиодами аналоговыми методами. Собирается схема на транзисторах, которые регулируют яркость соответствующих кристаллов

В обоих случаях важно правильно определить полярность светодиодов, иначе ожидаемого эффекта не будет

Для управления режимом работы многоцветной светодиодной ленты также используются контроллеры. Они состоят из микропроцессора, а регулировку и настройку режима выполняют с помощью пульта управления. Мощность и рабочие параметры зависят от размеров и технических хаpaктеристик ленты, типа светодиодов и прочих факторов.

Светодиодная лента: особенности подключения

Для работы обычной однотонной LED-полосы необходим только индивидуальный блок питания. А вот для RGB-ленты придется приобрести еще и контроллер, который будет распределять подачу импульсов на тот или иной цвет, способствуя созданию различных оттенков. Такие устройства довольно разнообразны и могут отличаться количеством каналов или вариантами управления.

Наиболее популярными являются контроллеры с ПДУ на инфракрасном излучении. Стоимость таких устройств вполне приемлема. А вот оборудование, работающее по каналу Wi-Fi, стоит значительно дороже. Существуют и контроллеры с отдельным блоком управления, который монтируется на место штатного выключателя.

Как устроены?

Светодиодные приборы обладают надежной и прочной конструкцией, которая имеет защиту от повышенной влаги и перепадов температуры, ведь они зачастую используются снаружи. Внутри корпуса находятся блок питания, определенное количество светодиодов и импульсный источник питания. В качестве механизма крепления служат скобы, поэтому при необходимости свет можно направить в любую сторону. Оборудование обозначается аббревиатурой RGB, что значит три цвета. Этот термин описывает способ получения разных оттенков при помощи красного, зеленого и синего. Благодаря этой методике происходит синтезирование полного спектра цветов, которые может воспринимать человек.

Следует отметить, что устройство прожекторов напоминает LED-чипы. Внутри пластикового корпуса распаяны кристаллы, которые предназначены генерировать оптическое излучение того или иного цвета. К примеру, смешивание зеленого и красного без синего дает желтый цвет, а синий с красным – пурпурный. При необходимости можно регулировать яркость разных кристаллов, чтобы получить нужный оттенок. Внутри находится шим-контроллер, который выполняет задачу генерирования импульсов.

Как собрать после покупки?

В комплектацию каждой кольцевой лампы должна входить инструкция по ее сборке и использованию. При наличии классического штатива на трех ногах необходимо разложить конструкцию, ослабив крепежные болты. Высота настраивается в зависимости от потребностей съемочного процесса, но середина штатива должна находиться над полом не выше, чем в 10 см.

Прилагаемые пластиковые рассеиватели света устанавливают на кольцо лампы до щелчка затвора. Под кольцом осветителя обычно находится фиксатор в виде винта, с помощью которого можно прикрепить лампу к штативу, а затем регулировать угол наклона. После проверки собранной конструкции к гнезду блока питания можно подсоединить штекер провода, соединяющий прибор с электрической сетью.

Пионеры исследований цветовосприятия

Сегодня мы знаем, что сетчатка человеческого глаза содержит три разных типа фоторецепторных клеток, называемых колбочками. Каждый из трёх типов колбочек содержит белок из семейства белков опсинов, который поглощает свет в различных частях спектра:

Поглощение света опсинами Колбочки соответствуют красной, зелёной и синей частям спектра и часто называются длинными (L), средними (M) и короткими (S) согласно длинам волн, к которым они наиболее чувствительны. Одной из первых научных работ о взаимодействии света и сетчатки был трактат «Hypothesis Concerning Light and Colors» Исаака Ньютона, написанный между 1670-1675 гг. У Ньютона была теория, что свет с различными длинами волн приводил к резонансу сетчатки с теми же частотами; эти колебания затем передавались через оптический нерв в «сенсориум».

«Лучи света, падая на дно глаза, возбуждают колебания в сетчатке, которые распространяются по волокнам оптических нервов в мозг, создавая чувство зрения. Разные типы лучей создают колебания разной силы, которые согласно своей силе возбуждают ощущения разных цветов…» (Рекомендую вам обязательно прочитать отсканированные черновики Ньютона на веб-сайте Кембриджского университета. Я, конечно, констатирую очевидное, но каким же он был гением!)

Больше чем через сотню лет Томас Юнг пришёл к выводу, что так как частота резонанса — это свойство, зависящее от системы, то чтобы поглотить свет всех частот, в сетчатке должно быть бесконечное количество разных резонансных систем. Юнг посчитал это маловероятным, и рассудил, что количество ограничено одной системой для красного, жёлтого и синего. Эти цвета традиционно использовались в субтрактивном смешивании красок. По его собственным словам:

Предположение Юнга относительно сетчатки было неверным, но он сделал правильный вывод: в глазе существует конечное количество типов клеток. В 1850 году Герман Гельмгольц первым получил экспериментальное доказательство теории Юнга. Гельмгольц попросил испытуемого сопоставить цвета различных образцов источников света, регулируя яркость нескольких монохромных источников света. Он пришёл к выводу, что для сопоставления всех образцов необходимо и достаточно трёх источников света: в красной, зелёной и синей части спектра.

Управление

Управление работой RGB светодиодов проще всего осуществлять с помощью микроконтроллера Ардуино. Изменение цветности происходит путем смешивания двух или трех цветов в разных соотношениях. Если все чипа горят на полную яркость, результатом будет белый цвет свечения. Для изменения оттенка и получения нужных цветов необходимо контролировать яркость каждого кристалла. Это делается методом широтно-импульсной модуляции. На управляющие контакты подаются сигналы прямоугольной формы с разной скважинностью. Чем шире пик (или ниже скважинность), тем ярче светится кристалл.

Есть способы управления RGB светодиодами аналоговыми методами. Собирается схема на транзисторах, которые регулируют яркость соответствующих кристаллов

В обоих случаях важно правильно определить полярность светодиодов, иначе ожидаемого эффекта не будет

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.

Типы лент

Rgb изделия могут быть двух видов: аналоговые, цифровые. Ленты первого типа имеют параллельное включение светодиодов. То есть один цвет распространяется по всей длине цепи свечения, регулировка отдельного элемента невозможна. Монтаж и подключение несложный процесс, стоимость материалов невысокая.


RGB LED-3528-60

Цифровые модели обладают сложным механизмом, стоят дороже аналоговых. Но превосходят возможностью управлять любым светодиодом, потому как к каждому устанавливается микросхема.


RGB 5050-48 IC IP67 влагозащищённая

Существуют также ленты, устойчивые к влаге. Особенность их в покрытии силиконом или трубкой из пластика.

RGBW светодиоды

Для того чтобы получить чисто белый цвет, используя разноцветный rgb светодиод, необходима точная балансировка яркости свечения по кристаллу каждого цвета. На практике это бывает затруднительно. Поэтому, для воспроизведения белого цвета и увеличения разнообразия цветовых эффектов, rgb диод стали дополнять четвертым кристаллом белого свечения. Чаще всего, RGBW светодиоды используются в светодиодных лентах RGBW SMD. Для питания таких светодиодных лент созданы специальные RGBW контроллеры, как правило, управляемые пультами дистанционного управления на инфракрасных лучах.

Свет от светодиодов RGB

Смешение цветов

Чем RGB-светодиод, лучше трех обычных? Всё дело в свойстве нашего зрения смешивать свет от разных источников, размещенных близко друг к другу. Например, если мы поставим рядом синий и красный светодиоды, то на расстоянии несколько метров их свечение сольется, и глаз увидит одну фиолетовую точку. А если добавим еще и зеленый, то точка покажется нам белой. Именно так работают мониторы компьютеров, телевизоры и уличные экраны.

Будет интересно  Как расшифровать цветовую маркировку транзисторов?

Матрица телевизора состоит из отдельно стоящих точек разных цветов. Если взять лупу и посмотреть через нее на включенный монитор, то эти точки можно легко увидеть. А вот на уличном экране точки размещаются не очень плотно, так что их можно различить невооруженным глазом. Но с расстояния несколько десятков метров эти точки неразличимы.

Получается, что чем плотнее друг к другу стоят разноцветные точки, тем меньшее расстояние требуется глазу чтобы смешивать эти цвета. Отсюда вывод: в отличие от трех отдельностоящих светодиодов, смешение цветов RGB-светодиода заметно уже на расстоянии 30-70 см. Кстати, еще лучше себя показывает RGB-светодиод с матовой линзой.

Как изменяется цвет свечения

Регулировка цвета осуществляется путем регулировки яркости излучения каждым из кристаллов. Мы уже рассматривали способ регулировки яркости светодиодов с помощью ШИМ-контроллера. RGB-контроллер для ленты работает по такому же принципу, в нём стоит микропроцессор, который управляет минусовым выводом источника питания – подключает и отключает его от цепи соответствующего цвета. Обычно в комплекте с контроллером идёт пульт дистанционного управления. Контроллеры бывают разной мощности, от этого зависит их размер, начиная от такого миниатюрного.

Интересный материал для ознакомления: что нужно знать об устройстве силового трансформатора.

Так как сечение дорожек на ленте не позволяет подключать последовательно с ней следующий отрезок ленты, если длина первого превышает 5м, нужно подключать второй отрезок проводами напрямую от РГБ-контроллера. Но можно выйти из положения, и не тянуть допоkнительных 4 провода на 5 метров от контроллера и использовать RGB-усилитель. Для его работы нужно протянуть всего 2 провода (плюс и минус 12В) или запитать еще один блок питания от ближайшего источника 220В, а также 4 «информационных» провода от предыдущего отрезка (R, G и B) они нужны для получения команд от контроллера, чтобы вся конструкция светилась одинаково. А к усилителю уже подключают следующий отрезок, т.е. он использует сигнал с предыдущего куска ленты. То есть вы можете запитать ленту от усилителя, который будет расположен непосредственно возле неё, тем самым сэкономив деньги и время на прокладку проводов от первичного RGB-контроллера.

Светодиодная лента.

Как работает светодиод

Светодиод является двухпроводным полупроводниковым источником света. Это p-n переходной диод, который излучает свет при активации. Когда к выводам приложено подходящее напряжение, электроны могут рекомбинировать с электронными отверстиями внутри устройства, выделяя энергию в виде фотонов. Этот эффект называется электролюминесценцией, а цвет света (соответствующий энергии фотона) определяется энергетической шириной запрещенной зоны полупроводника.

Материал, используемый в светодиодах, в основном алюминий-галлий-арсенид (AlGaAs). В своем первоначальном состоянии атомы этого материала прочно связаны. Без свободных электронов проводимость электричества здесь становится невозможной.

При добавлении примеси, которая известна как легирование, вводятся дополнительные атомы, что эффективно нарушает баланс материала.

Эти примеси в виде дополнительных атомов способны либо обеспечивать свободные электроны (N-тип) в системе, либо высасывать некоторые из уже существующих электронов из атомов (P-тип), создавая «дыры» на атомных орбитах. В обоих случаях материал становится более проводящим. Таким образом, под воздействием электрического тока в материале N-типа электроны могут перемещаться от анода (положительный) к катоду (отрицательный) и наоборот в материале P-типа. Из-за свойства полупроводника ток никогда не будет идти в противоположных направлениях в соответствующих случаях.

Из приведенного выше объяснения ясно, что интенсивность света, излучаемого источником (в данном случае светодиодом), будет зависеть от уровня энергии испускаемых фотонов, который, в свою очередь, будет зависеть от энергии, выделяемой электронами, прыгающими между атомными орбитами из полупроводникового материала.

Мы знаем, что для того, чтобы заставить электрон выстрелить с более низкой орбиты на более высокую, его энергетический уровень необходимо поднять. И наоборот, если электроны вынуждены падать с более высоких на более низкие орбитали, логически энергия должна высвобождаться в процессе.

В светодиодах вышеуказанные явления хорошо используются. В ответ на P-тип легирования электроны в светодиодах движутся, падая с верхних орбиталей на нижние, высвобождая энергию в виде фотонов, то есть света. Чем дальше эти орбитали отстоят друг от друга, тем больше интенсивность излучаемого света.

Различные длины волн, вовлеченные в процесс, определяют различные цвета, производимые светодиодами. Следовательно, свет, излучаемый устройством, зависит от типа используемого полупроводникового материала. Инфракрасный свет создается с использованием арсенида галлия (GaAs) в качестве полупроводника. Красный или желтый свет получают с использованием галлия-арсенида-фосфора (GaAsP) в качестве полупроводника. Красный или зеленый свет получается при использовании галлия-фосфора (GaP) в качестве полупроводника.

Популярные схемы подключения

Простота подключения цветной светодиодной ленты дает возможность провести эту работу самостоятельно при наличии небольшого уровня знаний и навыков в электротехнике. Если их нет, лучше пригласить специалиста.

Стандартная схема подключения

Для подключения к блоку электропитания контроллера при помощи коннекторов или пайки используется двухжильный провод, для подключения светодиодной полосы – четырехжильный. Сечение провода от 0,25 мм, более надежны соединения коннекторами. Система присоединяется к бытовой сети при помощи стандартной розетки.

Чаще всего неопытные электрики неверно соединяют оборудование. Следует соблюдать определенную последовательность: блок питания, управляющее устройство, светодиодная полоса. Если требуется усилитель, он подключается между контроллером и лентой.

У изделий эконом класса обязательно необходимо проверить места пайки с обратной стороны после отрыва скотча. Случаются, что они оголяются, после установки на металлический профиль происходит короткое замыкание, выводящее светодиодную ленту из строя.

Еще одна частая ошибка – подключение к одному блоку питания отрезка длиннее, чем 10 метров, в расчете на то, что недостаток мощности компенсируется усилителем. Даже при наличии запаса источник энергии и диоды долго работать не смогут.

Вариант подключения двух светодиодных лент

Если подключить 2 светодиодные полосы (10 м) последовательно, яркость свечения второго отрезка снизится.

Он подключается параллельно к усилителю, если у регулятора достаточно мощности. В противном случае необходимо купить дополнительный блок электропитания. К одному источнику подключается управляющее устройство, ко второму – усилитель. Дополнительный отрезок запитывается от усилителя, расположенного по близости (не нужно тянуть провода от регулятора до усилителя).

В итоге получаются 2 цепочки:

  • блок электропитания, контроллер, светодиодная полоса;
  • блок электропитания, усилитель, светодиодная полоса.

Подключение RGB ленты длиной в 20 метров

Для подключения длинной RGB ленты одного управляющего устройства может оказаться недостаточно. Если купить дополнительный, потребуется второй пульт. Синхронизировать работу такой подсветки сложно.

Гораздо удобнее приобрести 4 маломощных блока электропитания, соединить параллельно через диодный мост и подключить регулятор.

Если у контроллера достаточно мощности для 20-и метров, усилители из схемы исключаются. Отрезки подключаются к нему параллельно, монтируется общий источник электропитания.

Еще один вариант – присоединить к контроллеру отрезок 5 м, остальные включить в схему последовательно через отдельные блоки электропитания и усилители.

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.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Электрик в доме
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: