RGB-LEDs, die jede Farbe emittieren
Die Farbe der Emission der LED hängt von ihrer Struktur ab, genauer gesagt von dem Halbleitermaterial, aus dem ihr PN-Übergang besteht. Die Energie, die von der Leuchtdiode des Photons abgegeben wird, wird durch die Energielücke des Materials bestimmt – diese übersetzt sich in die Wellenlänge des Photons, also seine Farbe. Da die Energielücke in der fertigen Diode nicht geändert werden kann, werden RGB-Dioden verwendet, um die Farbe des emittierten Lichts zu steuern – in einer einzigen Struktur hat dieses System drei Dioden – rot (Rot), grün (Grün) und blau (Blau). Das RGB-Farbmodell ist ein additives Modell, bei dem rotes, grünes und blaues Licht addiert werden kann, um eine Vielzahl von Farben zu reproduzieren.
RGB-LED-Steuerung - PWM-Signal
Leuchtdioden werden durch ein Stromsignal gesteuert – es ist der Stromfluss, nicht die angelegte Spannung, die die Elektrolumineszenz der PN-Übergänge in der LED verursacht. Während die Stromstabilisierung einfach ist, ist die digitale Stromsteuerung komplexer. Um die Helligkeit von LEDs zu steuern, werden daher anstelle von digital geregelten Stromquellen PWM-Regler verwendet. Solche Systeme modulieren den durch die Diode fließenden Strom mit einem Rechtecksignal mit variabler Füllung. Durch Regulieren, wie viel Prozent der Zeit die Diode eingeschaltet ist, wird die Helligkeit reguliert - die Diode wird so schnell ein- und ausgeschaltet, dass das menschliche Auge das Blinken nicht wahrnimmt, sondern nur die durchschnittliche Intensität der Emission zu einem bestimmten Zeitpunkt.
Adressierbare RGB-LEDs mit integrierten Treibern
RGB-Dioden mit integriertem Controller sind eine intelligente Lichtquelle, die digital gesteuert werden kann. In einem einzigen Element ist neben drei LEDs auch ein adressierbarer dreikanaliger LED-Controller integriert. Es verfügt über einen digitalen Eingang, mit dem Sie Daten übertragen und die relative Helligkeit jeder der integrierten LEDs steuern können. Darüber hinaus können diese Elemente miteinander kaskadiert werden. Jeder Treiber hat einen 24-Bit-Schiebepuffer, der die Helligkeit jeder LED steuert (acht Bits pro LED). Die nächsten Daten, die über die serielle Schnittstelle an das Element übertragen werden, werden mit Hilfe nur einer GPIO-Leitung, z.B. einem Mikrocontroller oder einem Einplatinencomputer, an die nächste Diode gesendet.