本文主要是关于三色发光二极管的相关介绍,并侧重对三色发光二极管变色的规划进程及其原理进行了翔实的论述。
发光二极管
发光二极管简称为LED。由含镓(Ga)、砷(As)、磷(P)、氮(N)等的化合物制成。当电子与空穴复合时能辐射出可见光,因此能够用来制成发光二极管。在电路及仪器中作为指示灯,或许组成文字或数字显现。砷化镓二极管发红光,磷化镓二极管发绿光,碳化硅二极管发黄光,氮化镓二极管发蓝光。因化学性质又分有机发光二极管OLED和无机发光二极管LED。
特色
电压
LED运用低压电源,供电电压在直流3-24V之间,依据产品不同而异,也有少量DC36V、DC40V等,所以它是一个比运用高压电源更安全的电源,特别适用于公共场所。
效能
耗费能量较同光效的白炽灯削减80%左右,较节能灯削减40%左右。
适用性
体积很小,每个单元LED小片是3-5mm的正方形,所以能够制备成各种形状的器材,而且适合于易变的环境
稳定性
10万小时,光衰为初始的50%
呼应时刻
其白炽灯的呼应时刻为毫秒级,LED灯的呼应时刻为纳秒级
环境污染
不含有害金属汞等
色彩
发光二极管方便地经过化学修饰办法,调整资料的能带结构和禁带宽度,完成红黄绿蓝橙多色发光。红光管作业电压较小,色彩不同的红、橙、黄、绿、蓝的发光二极管的作业电压顺次升高。
价格
LED的价格越来越平民化,因LED省电的特性,或许不久的将来,人们都会把白炽灯换成LED灯。我国部分城市公路、校园、厂区等场所已换装完LED路灯、节能灯等。
怎么操控三色发光二极管的变色
LED变色灯是一种新式灯泡。它的外形与一般乳白色白炽灯泡相同,但点亮后会主动按必定的时刻距离变色。循环地宣布青、黄、绿、紫、蓝、红、白色光。它适用于家庭生日派对、节日集会、过节春节,给节日增加欢乐气氛:也可用于娱乐场所及作广告灯等。该变色灯泡的特色是,节能(耗电约1W)、寿命长、运用方便、价格便宜。 变色的光学原理
变色灯是由红(R)、绿(G)、蓝(B)三基色LED组成的。双色LED是咱们十分了解的。一般由红光LED及绿光LED组成。它能够独自宣布红光或绿光。若红光及绿光一起亮点时,红绿两种光混组成橙黄色。变色灯的变色原理如图1所示。三种基色LED别离点亮两个LED时,它能够宣布黄、紫、青色(如红、蓝两LED点亮时宣布紫色光);若红、绿、蓝三种LED一起点亮时,它会发生白光。假如有电路能使红、绿、蓝光LED别离两两点亮、独自点亮及三基色LED一起
点亮,则能按图1的状况宣布七种不同色彩的光来。
LED变色灯是一种新式灯泡。它的外形与一般乳白色白炽灯泡相同,但点亮后会主动按必定的时刻距离变色。循环地宣布青、黄、绿、紫、蓝、红、白色光。它适用于家庭生日派对、节日集会、过节春节,给节日增加欢乐气氛:也可用于娱乐场所及作广告灯等。该变色灯泡的特色是,节能(耗电约1W)、寿命长、运用方便、价格便宜。 变色的光学原理
变色灯是由红(R)、绿(G)、蓝(B)三基色LED组成的。双色LED是咱们十分了解的。一般由红光LED及绿光LED组成。它能够独自宣布红光或绿光。若红光及绿光一起亮点时,红绿两种光混组成橙黄色。变色灯的变色原理如图1所示。三种基色LED别离点亮两个LED时,它能够宣布黄、紫、青色(如红、蓝两LED点亮时宣布紫色光);若红、绿、蓝三种LED一起点亮时,它会发生白光。假如有电路能使红、绿、蓝光LED别离两两点亮、独自点亮及三基色LED一起
点亮,则能按图1的状况宣布七种不同色彩的光来。
电源输出15V电压供LED
阵列,输出14.6V供LED操控器。操控器的输出端(1、2、3)中有一个是低电平时(如1为低电平),则绿色LED亮,若三个输出端都是低电平时,则宣布白光(绿、红、蓝光LED都亮)。
LED操控器是变色灯的要害,它是由CD4060来承当的。
LED变色灯的电路如图所示。它由电源部分、变色操控部分和三基色LED阵列组成。
由Buck电容C2、全波整流器D2-D5和调压二极管D4组成的电容降压电路是典型的AC/DC改换电路。15V稳压二极管(严厉约束)作为驱动LED阵列的功率。在D1和C1滤波(约为145V)之后,电压被供给给CD4060和复位电压(高电平)。与电容器C2并联的电阻器R4是当电源断开时,C2上的电荷由R4放电,以避免灯头被充电。
这种电源的特色是,当负载的电压远小于220V时,负载上电流IL≈69C(C为降压电容,单位为uF,IL的单位为mA)。例如,C=0.47 u F时,
流过负载的电流约32.4mA,而且这个电流是比较稳定的:别的,这种电源尺度小(占空间小)。其缺陷是对市电是不阻隔的,要求关闭在灯头内,并有杰出的绝缘。
三色发光二极管的色彩操控及混色达到
关于加法混色: LED灯具选用多个光源取得各种色光和强度。关于演艺灯具职业,加法混色已是陈词滥调了。多年来,从业者选用带滤色片的灯具来投射天幕上的同一区域,这种办法操控起来并不简略。笔者运用的首台智能型灯具是一台选用3个MR16光源的聚光灯,它们别离带有赤色、绿色和蓝色滤色片。前期,这类灯具只要3个DMX512操控通道,没有独立的强度操控通道。所以很难在调光进程中坚持色彩不变。一般,电脑灯程序员还会设置一个“灭光换色”,以便轻易地平息灯具。当然,还有更好的办法,此处不再一一列举。
色彩的操控与界说: 假如运用者不必朴实的DMX值来操控智能型灯具,而用某种笼统的操控办法,就能够选用一个虚拟的强度值。即便制作厂家规则灯具运用3个DMX通道,笼统的操控办法也可分配4个手柄来操控:强度值和3个色彩参数。 此处笔者写的是“3个色彩参数”,而非赤色、绿色和蓝色,因为RGB仅仅描绘色彩的一种办法。另一种描绘办法是色彩(hue)、饱和度(saturation)与亮度(luminance)-HSL(有人称它为强度(intensity)或明度(lightness),而非亮度)。另一种描绘是色彩(hue)、饱和度(saturaTIon)与明度(value)-HSV。Value(明度)也常被称为brightness(亮度),它与Iumlnance(亮度)类似。可是,HSL和HSV关于饱和度的界说不同很大。为简略起见,笔者在本文中把色彩界说为色彩,把饱和度界说为色彩的量。假如“L”被设为100%,那就是白色,0%是黑色,那么,50%的L则是饱和度为l00%的纯色。关于“V”,O%是黑色,l00%是纯色,此刻饱和度值有必要补偿其不同。 另一种有用的描绘办法是CMY,它们是三原色,选用减法混色。假如起先宣布白光,那么,能够使用2张滤色片来得到赤色:品赤色和黄色;它们别离移除白光中的绿色和蓝色成分。一般,LED变色灯具不选用减法混色,可是这依然是一种描绘色彩的有用办法。 从理论上讲,当操控LED时,应该能够调理强度和RGB、CMY.HSL或HSV中的一个(它们之间存在一些差异)。
关于LED混色: 人眼能够发觉波长为390nm-700nm的光。开始的LED灯具仅选用赤色(约630nm)、绿色(约540nm)和蓝色(约470nm)的LED。这3种色彩无法混合出人眼所能看到的每一种色彩。图l是根据整个可见光谱之上提出的RGB模型的假定区域。 三角形的3个极点别离落在高饱和度的赤色、绿色和蓝色区域内。经过改动每个LED芯片宣布的功率,能够得到色域内的任一色彩,但这仅仅是理论,其实,混色作用遭到许多要素的影响。例如赤色、绿色和蓝色的切当波长因灯而异,它们之间或许存在巨大差异。 色域不仅能描绘色彩,还能描绘强度与饱和度。假如经过谷歌快速查找“colorgamut”(色域),则会看到圆、圆环、立方体、圆锥体,乃至生果形,所有这些图形都企图展现HSL的三维联系。
4增加更多的色彩: 跟着LED的技能革新、价格下降等改变,越来越多的厂家进入了这个商场。灯火规划师对这种新光源的等待越来越强,由此关于灯具的亮度和操控色彩一致性的要求也随之进步。白色、琥珀色、青色和紫罗兰等新的LED色彩面世。起先,最盛行的组合办法是RGBA,即增加了琥珀色芯片。这使色域的形状更像矩形,而非三角形。 另一变种是RGBW,它带有宽光谱的白色LED。更有新的灯具在RGB基础上增加了白色和琥珀色(RGBAW)。 跟着LED技能的不断进步,芯片制作厂家还成功出产出了深赤色、青色和品蓝色LED。这些色彩已应用于7色系统(深赤色、赤色、琥珀色、绿色、青色、蓝色和品蓝色),然后扩展了色域,可为规划师供给更多的色彩。 操控这么多的芯片或许很吃力;每片芯片功率的多种组合办法都可取得色彩空间中的同一色点。
5怎么操控这些LED: 因为LED技能的进一步开展,操控也变得越来越杂乱了。可喜的是,一些现代化的操控系统能以十分简略的办法驱动任一类型的色彩系统。除强度外,运用者会得到不同的色彩参数:RGB、CMY.HSL和HSV。 笔者经过一个实际中的比如调查这些或许性。比方说,规划师做一部音乐剧,正选用混色灯具给天幕染色。 舞台上需求营建一个日落场景,规划师想从琥珀色改变到粉赤色。选用RGB色彩空间,cuel为琥珀色(R=lOO%、G=60%、B=O%),cue2为粉赤色(R=100%、G=0%、B=60%)。
结语
关于三色发光二极管的变色相关介绍就到这了,如有不足之处欢迎纠正。