Двухцветные светодиоды на микроконтроллере

February 26, 2014 by admin Комментировать »

Двухцветные светодиоды содержат на одном кристалле два отдельных светзлучателя, которые изготавливаются из разных полупроводниковых сплавов. Такой индикатор может светиться как минимум двумя разными цветами. Почему «как минимум»? Потому что за счёт общего корпуса, выполненного из светорассеивающей пластмассы, при одновременном включении обоих излучателей можно получить суммарный третий цвет.

В Табл. 2.5 перечислены встречающиеся сочетания оттенков в двухцветных светодиодах. Надо чётко представлять, что не все цветовые смеси хорошо различаются визуально. Например, сочетание «жёлтый — зелёный» в смеси лучше не использовать, поскольку теряется однозначность, ведь суммарный «зелёно-жёлтый» оттенок сложно без навыка отличить от зелёного и от жёлтого цвета.

Таблица 2,5, Цветовые сочетания в двухцветных светодиодах

Первый цвет

Красный

Красный

Красный

Красный

Жёлтый

Жёлтый

Второй цвет

Жёлто-зелёный

Синий

Зелёный

Жёлтый

Зелёный

Жёлто-зелёный

Восприятие цвета человеком весьма субъективно. В колориметрии (науке о цвете) различают более тысячи образцов цветовых эталонов, стандартизованных в специальных книгах-атласах. Некоторые люди обладают даром «абсолютного цвета», но это столь же редко, как и «абсолютный слух» у музыкантов. На практике пользователь хорошо различает оттенки, но только при одновременном предъявлении ему нескольких образцов для сравнения.

Светодиоды формируют достаточно тусклые по насыщенности цвета. Если взять смесь красного с зелёным, то в сумме должен получиться жёлтый цвет. Однако в светодиодном исполнении образуется оттенок, который одни воспринимают как «оранжево-жёлтый», другие как «жёлто-зелёный». Более того, если смотреть на светодиод перпендикулярно прямо, то виден жёлтый цвет, но если смотреть с правой стороны, то оттенок «краснеет», а с левой — «зеленеет» или наоборот.

Вывод — конструировать устройство необходимо так, чтобы на панели постоянно светился хотя бы один образцовый индикатор базового цвета, по которому можно устойчиво идентифицировать остальные оттенки. Им обычно служит зелёный светодиод наличия питания. Другой вариант — каждому индикатору назначить своё посадочное место, примерно как в светофоре — «красный-жёлто зелёный» или ввести режим мигания для суммарного цвета.

Прямое падение напряжения у двухцветных светодиодов такое же, как у обычных светодиодов того же оттенка. Ориентироваться можно по условной точке начального подъёма ВАХ: 1.6 В (красный), 1.7 В (жёлтый/оранжевый), 1.8 В (зелёный), 3.5 В (белый/синий). Любой двухцветный светодиод можно заменить двумя обычными, рядом расположенными или накрытыми общим корпусом, если провести электрические соединения между ними согласно внутренней схеме.

Цветовая гамма наружных индикаторов должна подбираться по правилам эргономики. Например, красным цветом обозначают состояние «Авария», «Брак», зелёным — «Норма», «Готовность», «Работа». Смена режимов «Ждущий/Активный» можно индицировать жёлтым/зелёным цветом. «Синие» светодиоды хорошо смотрятся в полумраке или применяются для декоративной подсветки тёмных поверхностей. И ещё. Считается, что зелёный и красный — это нарядные рождественские цвета, а чёрный и оранжевый — предупреждающие цвета Хэллоуина.

Двухцветные светодиоды бывают двух трёх выводные. Первые из них имеют встречно-параллельное соединение (Рис. 2.15, а…ж), а вторые — два отдельных излучателя с общим анодом/катодом (Рис. 2.16, а…к). На всех последующих cxeмах для простоты будет принято, что светодиоды являются «красно-зелёными».

Важный нюанс. Обычно в трёхвыводных светодиодах общий контакт конструктивно располагается по центру корпуса, но иногда встречаются модели, например, BL-Bxx204-A (фирма Bright LED Electronics), у которых общий вывод находится с краю. Определить «что есть что» можно прозвонкой выводов омметром.

а) на двух линиях MK формируются противофазные уровни ВЫСОКИЙ-НИЗКИЙ или НИЗКИЙ-ВЫСОКИЙ. Соответственно, светодиод HL1 светится то красным, то зелёным цветом. Для полного гашения светодиода надо установить на выходах MK одинаковые уровни: НИЗКИЙ-НИЗКИЙ или ВЫСОКИЙ-ВЫСОКИЙ;

б) управление светодиодом HL1 от одной линии MK: ВЫСОКИЙ уровень — красный цвет, НИЗКИЙ — зелёный, вход с Z-состоянием — полное гашение. Недостатком схемы является лишний расход мощности на делителе R1, R2, что оправдано, если опорный уровень со средней точки используется для других узлов устройства;

в) аналогично Рис. 2.15, б, но с меньшими потерями мощности, поскольку через стабилитроны VD1, VD2 не протекает лишний ток. Резистором R1 регулируется общая яркость;

г) аналогично Рис. 2.15, в, но с возможностью раздельного регулирования яркости красного и зелёного светоизлучателей резисторами R1, R2;

д) аналогично Рис. 2.15, в, но с пониженным питанием и заменой двух стабилитронов транзисторными ключами F77, VT2. Резистором &2регулируется общая яркость; О

О Рис. 2.15. Схемы подключения двухцветных светодиодов с двумя выводами (окончание):

е) коммутация полярности включения яркого светодиода HL1 через мостовую схему. Сигналы на выходах MK должны быть строго противофазными. Резистор R5 защищает пары транзисторов VT3, VT4 и VT5, VT6 от перегрузки по току при их одновременном включении из-за ошибок в программе, а также при переходных процессах. Резистор R6 задаёт яркость свечения;

ж) управление тремя двухцветными светодиодами HL1…HL3 от трёх линий MK. Возможны одноцветные и разноцветные комбинации свечения в любом порядке.

Рис. 2.16. Схемы подключения двухцветных светодиодов с тремя выводами (начало):

а) при ВЫСОКОМ уровне на одном из выходов МК  светодиод  HL1 загорается красным или зелёным цветом. При двух ВЫСОКИХ уровнях должен получаться цвет, близкий к жёлтому. Его реальный оттенок зависит от типа светодиода и соотношения сопротивлений резисторов R1, R2. При обоих НИЗКИХ уровнях на выходах MK светодиод полностью погашен;

б) аналогично Рис. 2.16, а, но для светодиода HL1 с общим анодом и с активными НИЗКИМИ уровнями;

в) при НИЗКОМ уровне на выходе MK индикатор HL1 светится зелёным цветом, при ВЫСОКОМ — красным, поскольку «зелёный» излучатель (1.8 В) шунтируется «красным» (1.6 В). Диод VD1 устраняет небольшую подсветку «зелёного» излучателя при светящемся «красном»; О

г) аналогично Рис. 2.16, в, но для светодиода HL1 с общим анодом и с активным НИЗКИМ уровнем. Диод VD1 может отсутствовать (проверяется экспериментально). Если поменять местами выводы «R» и «G» индикатора HL1, то наличие диода VD1 обязательно;

д) один общий резистор на два излучателя светодиода HL /, что может привести к некоторому различию в яркости их свечения. Для получения промежуточных цветовых оттенков используют два противофазных сигнала ШИМ с изменяющейся скважностью;

е) аналогично Рис. 2.16, д, но для светодиода HL1 с общим анодом;

ж) выбор одного из двух излучателей производится механическим переключателем SA 1\

з) аналогично Рис. 2.16, в, но с полевым транзистором VT1 Схема эффективна при повышенном токе через светодиод HL1 (задаётся резистором R1).

и) плавное получение всей гаммы цветовых оттенков в спектре от красного до зелёного при помощи переменного резистора R2\

к) джампер, установленный между контактами 1-2 соединителя *S7, определяет красный, а между контактами 2-3 — зелёный цвет свечения всех индикаторов HL1…HLn одновременно.

Источник: Рюмик, С. М., 1000 и одна микроконтроллерная схема. Вып. 2 / С. М. Рюмик. — М.:ЛР Додэка-ХХ1, 2011. — 400 с.: ил. + CD. — (Серия «Программируемые системы»).

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты