Jak dioda LED zmienia kolor?
Data dodania: 08-12-2022
Przejdź do strony głównej Wróć do kategorii Oświetlenie bez tajemnic
Minęły już czasy, kiedy potrzebna była specjalna żarówka o określonym kolorze do zmiany koloru źródła światła. Dziś wystarczy mała dioda, aby zapewnić niezliczoną ilość kolorów.
Ale co takiego jest w diodach LED, w porównaniu do tradycyjnych żarówek, że pozwalają one na zmianę koloru? Jak to możliwe, że coś tak zaawansowanego technologicznie jest tak małe? Dioda LED zmieniająca kolor zawiera 3 oddzielne diody w jednej obudowie. Każda z tych diod emituje swój określony kolor: czerwony, zielony lub niebieski. Gdy wszystkie trzy diody są włączone na pełnej mocy, powstaje białe światło. Regulując intensywność każdej diody, można stworzyć gamę różnych kolorów i odcieni.
Różnica między kolorem a temperaturą barwową
Warto wyjaśnić, co rozumiem pod pojęciem koloru i czym różni się on od temperatury barwowej. Kolor odnosi się do koloru światła emitowanego przez diodę, który może być dowolnym kolorem tęczy. Z kolei temperatura barwowa odnosi się do odcienia emitowanego białego światła. Białe światła mogą dawać cieplejsze lub chłodniejsze efekty wizualne, a mierzy się to w stopniach Kelwina.
Skala Kelvina została stworzona przez brytyjskiego fizyka, Lorda Kelvina, który badał zmiany barwy w podgrzewanych metalach. Stwierdził on, że wraz ze wzrostem temperatury czarnego materiału jego barwa zmienia się z czerwonej na żółtą, a w końcu na niebieską. W przeciwieństwie do temperatury powietrza, która jest mierzona w stopniach Celsjusza lub Fahrenheita, ciepłe temperatury kolorów mają niskie Kelviny, a zimne - wysokie Kelviny. Skala Kelvina obejmuje zakres od 0 do 10 000 K, ale większość oświetlenie LED będzie miało temperaturę od 2 000 do 6 500 K.
Jak dioda LED zmienia kolor?
Diody LED mogą generować do 16 milionów kolorów. Jak więc działają? Koncepcja RGB jest modelem addytywnym, kolory te są używane, ponieważ nasze oczy widzą wszystkie kolory jako różne kombinacje długości fal czerwonych, zielonych i niebieskich.
Aby stworzyć kolorowe diody, producenci LED używają różnych materiałów półprzewodnikowych dla każdej diody. Półprzewodnik dla diod czerwonych wykonany jest najczęściej z arsenku galu. Z kolei w diodach zielonych zastosowano fosforek galu, a w niebieskich azotek galu.
Przepuszczenie prądu przez wszystkie 3 diody z jednakowym natężeniem daje białe światło. Ponieważ diody LED są tak małe i znajdują się tak blisko siebie, nasze oczy widzą kombinację kolorów, a nie każdą pojedynczą kolorową diodę. Regulując prąd tak, aby płynął tylko przez 2 diody, można stworzyć 3 dodatkowe kolory. Przepuszczenie prądu przez czerwone i niebieskie diody tworzy magentę, czerwone i zielone - żółty, a niebieskie i zielone – cyjan.
Poza tym, inne kolory są tworzone poprzez regulację poziomu prądu przechodzącego przez każdą diodę. Jeśli np. diody czerwona i zielona są włączone, ale dioda zielona pracuje na 50%, to powstanie kolor pomiędzy czerwonym a żółtym. W tym przypadku pomarańczowy. Poprzez naprzemienny przepływ prądu do każdej z diod można uzyskać ponad 16 milionów kolorów i odcieni. Tak, wszystko to dzięki zmieszaniu zaledwie trzech kolorów podstawowych.
Jaki element diody LED kontroluje zmianę koloru?
W diodach zmieniających kolor, używany jest mikrokontroler do kontrolowania, czy każda dioda jest włączona czy wyłączona. Do ściemniania diody, natomiast diody LED wykorzystują modulację szerokości impulsu (PWM). Jak sama nazwa wskazuje, PWM działa poprzez szybkie włączanie i wyłączanie diody. To migotanie jest tak szybkie, że niewykrywalne dla ludzkiego oka. Dlatego nasze oczy widzą tylko wynik netto, czyli kolor.
Większość diod LED migocze z częstotliwością 1000Hz, ale ludzkie oko potrafi rozpoznać tylko migotanie wolniejsze niż 200Hz. Aby ilościowo określić intensywność każdej diody, model RGB wykorzystuje kod koloru. Prawdopodobnie będziesz z tym zaznajomiony, jeśli masz doświadczenie w projektowaniu graficznym lub tworzeniu stron internetowych.
W ramach kodu kolorów RGB każda dioda otrzymuje wartość dziesiętną z przedziału od 0 do 255. Zatem kod koloru pomarańczowego, zgodnie z powyższym przykładem, wynosiłby 255, 128, 0. Można to również przedstawić w postaci procentowej, 100%, 50%, 0%.
Autor: Krzysztof Malinowski
Ale co takiego jest w diodach LED, w porównaniu do tradycyjnych żarówek, że pozwalają one na zmianę koloru? Jak to możliwe, że coś tak zaawansowanego technologicznie jest tak małe? Dioda LED zmieniająca kolor zawiera 3 oddzielne diody w jednej obudowie. Każda z tych diod emituje swój określony kolor: czerwony, zielony lub niebieski. Gdy wszystkie trzy diody są włączone na pełnej mocy, powstaje białe światło. Regulując intensywność każdej diody, można stworzyć gamę różnych kolorów i odcieni.
Różnica między kolorem a temperaturą barwową
Warto wyjaśnić, co rozumiem pod pojęciem koloru i czym różni się on od temperatury barwowej. Kolor odnosi się do koloru światła emitowanego przez diodę, który może być dowolnym kolorem tęczy. Z kolei temperatura barwowa odnosi się do odcienia emitowanego białego światła. Białe światła mogą dawać cieplejsze lub chłodniejsze efekty wizualne, a mierzy się to w stopniach Kelwina.
Skala Kelvina została stworzona przez brytyjskiego fizyka, Lorda Kelvina, który badał zmiany barwy w podgrzewanych metalach. Stwierdził on, że wraz ze wzrostem temperatury czarnego materiału jego barwa zmienia się z czerwonej na żółtą, a w końcu na niebieską. W przeciwieństwie do temperatury powietrza, która jest mierzona w stopniach Celsjusza lub Fahrenheita, ciepłe temperatury kolorów mają niskie Kelviny, a zimne - wysokie Kelviny. Skala Kelvina obejmuje zakres od 0 do 10 000 K, ale większość oświetlenie LED będzie miało temperaturę od 2 000 do 6 500 K.
Jak dioda LED zmienia kolor?
Diody LED mogą generować do 16 milionów kolorów. Jak więc działają? Koncepcja RGB jest modelem addytywnym, kolory te są używane, ponieważ nasze oczy widzą wszystkie kolory jako różne kombinacje długości fal czerwonych, zielonych i niebieskich.
Aby stworzyć kolorowe diody, producenci LED używają różnych materiałów półprzewodnikowych dla każdej diody. Półprzewodnik dla diod czerwonych wykonany jest najczęściej z arsenku galu. Z kolei w diodach zielonych zastosowano fosforek galu, a w niebieskich azotek galu.
Przepuszczenie prądu przez wszystkie 3 diody z jednakowym natężeniem daje białe światło. Ponieważ diody LED są tak małe i znajdują się tak blisko siebie, nasze oczy widzą kombinację kolorów, a nie każdą pojedynczą kolorową diodę. Regulując prąd tak, aby płynął tylko przez 2 diody, można stworzyć 3 dodatkowe kolory. Przepuszczenie prądu przez czerwone i niebieskie diody tworzy magentę, czerwone i zielone - żółty, a niebieskie i zielone – cyjan.
Poza tym, inne kolory są tworzone poprzez regulację poziomu prądu przechodzącego przez każdą diodę. Jeśli np. diody czerwona i zielona są włączone, ale dioda zielona pracuje na 50%, to powstanie kolor pomiędzy czerwonym a żółtym. W tym przypadku pomarańczowy. Poprzez naprzemienny przepływ prądu do każdej z diod można uzyskać ponad 16 milionów kolorów i odcieni. Tak, wszystko to dzięki zmieszaniu zaledwie trzech kolorów podstawowych.
Jaki element diody LED kontroluje zmianę koloru?
W diodach zmieniających kolor, używany jest mikrokontroler do kontrolowania, czy każda dioda jest włączona czy wyłączona. Do ściemniania diody, natomiast diody LED wykorzystują modulację szerokości impulsu (PWM). Jak sama nazwa wskazuje, PWM działa poprzez szybkie włączanie i wyłączanie diody. To migotanie jest tak szybkie, że niewykrywalne dla ludzkiego oka. Dlatego nasze oczy widzą tylko wynik netto, czyli kolor.
Większość diod LED migocze z częstotliwością 1000Hz, ale ludzkie oko potrafi rozpoznać tylko migotanie wolniejsze niż 200Hz. Aby ilościowo określić intensywność każdej diody, model RGB wykorzystuje kod koloru. Prawdopodobnie będziesz z tym zaznajomiony, jeśli masz doświadczenie w projektowaniu graficznym lub tworzeniu stron internetowych.
W ramach kodu kolorów RGB każda dioda otrzymuje wartość dziesiętną z przedziału od 0 do 255. Zatem kod koloru pomarańczowego, zgodnie z powyższym przykładem, wynosiłby 255, 128, 0. Można to również przedstawić w postaci procentowej, 100%, 50%, 0%.
Autor: Krzysztof Malinowski
Przejdź do strony głównej Wróć do kategorii Oświetlenie bez tajemnic