预警:您可以通过简单或困难的方式进行操作。最简单的方法是选择在所有主要分销商处都有丰富库存的RGB LED,然后尝试一下并感到高兴。
困难的方法是学习一些有关测光的知识,即对光的测量的研究,然后做出决定。但是,不能保证后者会产生更好的结果。但是,最好是了解一些背景知识,所以我们开始吧。警告:过长的帖子。
基本标准
选择LED的基本标准是暂时忽略颜色:
从顶部:
强度/亮度
这是您想要LED亮度的一种度量,而且非常复杂。对于RGB LED,您可能会发现最简单的方法是先指定查看区域,然后选择所需的流明数。这种选择可能是实验性的,特别是因为您要在环境非常明亮的《燃烧的人》中进行选择。
有两种测量强度的方法:放射测量和光度测量。瓦特是功率的辐射度量,由公制系统按照电子学的定义为:
$ W = A ^ 2 * \ Omega $
换句话说,流过一欧姆电阻的一安培电流会消耗功率。
光度测量定义了光源在眼睛中的亮度。烛光(或对于LED而言,烛光或mcd)在一个方向上测量强度。流明是功率的量度,并且被定义为在一个球面度的面积上的一个烛台(球面度是大约64澳元的圆锥体)。两者都通过亮度曲线相对于辐射单位进行加权,该曲线看起来像这样(黑色虚线):
请注意,它的峰值在550nm左右,或者是绿色。这意味着您的红色和蓝色必须具有较高的功率额定值才能获得均匀的颜色。如果您使用毫安坎德拉等级(针对各种视角)或流明等级(如果您已经选择了一组相似的视角),则不必担心此曲线。
如果您仍在关注,请不用担心,其余的操作会更简单明了。
视角
视角是相对于LED的最大倾斜角度,并且仍然可以看到发出的颜色。这是镜头的功能,并不总是均匀分布的。对于散光(阴天)镜头,如果可以看到,就可以看到颜色(如果只有一点点)。视角不一定是这个数字。它们通常更逼真,并且仅定义镜头要照亮的区域。对于透明镜片,镜片的光学特性将更严格地定义视角。提示:T 1 3/4封装不是180度(您在大多数链接中显示的标准5mm LED-通常不超过$ 30 ^ 0 $)。
对于POV地球仪,您可能需要一个相当宽的视角。
镜头风格
镜片可以是有色的或无色的。对于RGB LED,您可能想要无色。它们也可以是水透明的或散布的(多云的)。您在此选择中的选择将取决于LED的视角。扩散透镜将有助于消除亮点,但也会降低透镜设计要进行的任何聚焦的效率。如果您获得带有球面透镜的LED,则需要对其进行漫射,否则在旋转时您会蒙蔽用户,而在其他情况下很难看到。
您还需要决定是否要使用集成镜头或外接镜头。某些超高亮LED将具有一个外部透镜,该透镜可提供更高质量的光学元件,但成本更高且需要更多组件。对于这个项目,您几乎可以肯定需要集成镜头。
电学特性
接下来,您需要考虑电气特性:
- 电流,标称/测试和最大值(RGB LED的每种颜色都会有所不同)
- 正向电压$ V_F $(对于RGB LED的每种颜色都会有所不同)
当前
LED通过耗散半导体结上的功率来发光。在一定电流以下,电子不会被提升到下一个壳,并且您将不会得到光。超过一定电流,您将破坏设备。通过调制这两个值之间的(平均)电流,您可以获得不同程度的强度。这是关于光强度的非线性函数,但是您可以通过使用恒定电流并快速开启和关闭LED来获得更线性的函数。这种技术称为脉冲宽度调制或PWM。如果您的PWM从未超过给定的占空比,并且速度足够快,则可以设置恒定电流,在稳态下该恒定电流将超过LED的最大额定功率。但是,通常这不会使您获得更高的平均值。
您需要选择电流要求在驱动电路限制范围内并且使用所选电源可以承受功率要求的LED。
正向电压
LED中每种颜色的正向电压都不同。这只是使电流的计算复杂化了一点。如果使用电阻器设置电流,并且LED为共阳极,则应选择正向电压相似的LED,以最大程度地减小电阻器中的功率损耗。请注意,正向电压是正向电流的函数!
标准的东西
然后,您需要为任何电子设备选择通用属性:
包
您可能会想使用标准的T 1 3/4 5mm球型包装。除非您确定它就是您想要的,否则请不要接受。为了在这种封装下获得4根引线,您需要小而紧的孔(焊接和PCB制造将很困难),并且光学性能并非最佳。
有很多表面贴装封装,它们外形小巧,重量轻(如果要旋转项目,则很理想),并且在不使用漫射透镜的情况下具有高视角。
焊接温度
由于透镜的光学要求以及用于产生光的独特半导体,LED是焊接时对热量最敏感的一些组件。如果您使用的不是调温烙铁或烤箱,请小心。
制造商和分销商
对于一次性项目或原型,Adafruit或Sparkfun产品很好,但(1)您将为他们的选择和认可支付高价,(2)如果他们放弃产品,您将不走运。如果您要生产一次性产品,那么业余爱好者的站点很好,但是如果您要分发计划,请确保兼容的LED广泛可用。否则,请直接联系Cree,Avago或Lite-On(或您最喜欢的制造商),或使用Digikey或Mouser等主要分销商。通过批量购买并跳过中间商,您将获得更好的运气和更好的价格。
颜色
要考虑的最重要因素之一是颜色,但是RGB LED基本上可以为您定义颜色。您确实需要考虑选择中每种颜色之间的关系,但这通常可以在软件中解决。例如,人眼对绿色的感知比对蓝色的感知要好得多,而红色LED通常比蓝色更有效。
除了颜色之间的相对功率之外,还需要考虑光谱信息。许多制造商对每种颜色都有不同的定义-红色可能是波长在629nm(橙红色)和660nm之间的任何光,绿色可能是515nm至565nm,蓝色可能是430nm至470nm(绿色的蓝色)。那只是名义上的峰值!这不是激光,因此并非所有来自它的光线都具有相同的波长-每种颜色的波长都有不规则的分布。红色LED会发出少量蓝光,反之亦然。