RGB LED ໄດ້ ປ່ຽນ ແປງ ແສງ ສະຫວ່າງ ແລະ ເຄື່ອງ ເອ ເລັກ ໂທຣນິກ ໂດຍ ເຮັດ ໃຫ້ ທ່ານ ສາມາດ ສ້າງ ສີ ປະສົມ ຫລາຍ ລ້ານ ສີ ໂດຍ ໃຊ້ ພຽງ ແຕ່ ສາມ ສີ ຕົ້ນຕໍ ຄື ສີ ແດງ, ສີ ຂຽວ ແລະ ສີຟ້າ. ຈາກແສງສະຫວ່າງຕາມອາລົມຈົນເຖິງການສະແດງທີ່ກະຕືລືລົ້ນ, LED ເຫຼົ່ານີ້ໃຫ້ການປັບປ່ຽນແລະການຄວບຄຸມທີ່ບໍ່ມີຂອບເຂດ. ຄວາມປັບປ່ຽນຂອງມັນເຮັດໃຫ້ມັນເປັນສ່ວນປະກອບສໍາຄັນໃນການອອກແບບ, ການປະດັບແຕ່ງແລະໂຄງການທາງດ້ານຄອມພິວເຕີທີ່ທັນສະໄຫມ.
ຄ1. RGB LED ແມ່ນຫຍັງ?
ຄ2. ຫຼັກການເຮັດວຽກ RGB LEDs
ຄ3. ໂຄງສ້າງ RGB LED ແລະ Pinout
ຄ4. ປະເພດ RGB LED
ຄ5. ການຄວບຄຸມສີ RGB LED ດ້ວຍ Arduino
ຄ6. ການປຽບທຽບ RGB LED vs Standard LED
ຄ7. ລັກສະນະການເຊື່ອມໂຍງແລະໄຟຟ້າຂອງ RGB LED
ຄ8. ວິທີການຄວບຄຸມ RGB LED
ຄ9. ຕົວຢ່າງຫມວດ LED RGB ທົ່ວໄປ
ຄ10. RGB LEDs vs Addressable RGB
ຄ11. ການແກ້ໄຂບັນຫາ RGB LED
ຄ12. ການນໍາໃຊ້ RGB LEDs
ຄ13. ສະຫລຸບ
ຄ14. ຄໍາຖາມທີ່ຖາມເລື້ອຍໆ [FAQ]
RGB LED ແມ່ນຫຍັງ?
RGB LED (Red-Green-Blue Light-Emitting Diode) ເປັນແພັກເກດ LED ດຽວທີ່ມີ LED ນ້ອຍໆສາມຫນ່ວຍ, ສີແດງ, ສີຂຽວ ແລະ ສີຟ້າ, ພາຍໃນກະເປົ໋າດຽວ. ແຕ່ ລະ ຊິບ ຈະ ສົ່ງ ແສງ ສະຫວ່າງ ອອກ ມາ ໃນ ໄລຍະ ທີ່ ສອດຄ່ອງ ກັບ ສີ ຂອງ ມັນ. ໂດຍ ການ ປ່ຽນ ແປງ ຄວາມ ສະຫວ່າງ ຂອງ ແຕ່ ລະ ຊ່ອງ ສີ, LED ສາມາດ ສ້າງ ສີ ປະສົມ ຫລາຍ ລ້ານ ສີ, ຮ່ວມ ທັງ ສີຂາວ. ຄວາມສາມາດນີ້ມາຈາກຄວາມສາມາດໃນການຄວບຄຸມແຕ່ລະຊ່ອງສີແຕ່ລະຊ່ອງ, ເຮັດໃຫ້ມີຜົນກະທົບສີທີ່ປ່ຽນແປງໄດ້.
ຫລັກ ທໍາ ການ ເຮັດ ວຽກ ຂອງ RGB LEDs
LED RGB ເຮັດວຽກໂດຍໃຊ້ແບບຢ່າງສີເພີ່ມເຕີມ, ບ່ອນທີ່ແສງສີແດງ, ສີຂຽວ ແລະ ສີຟ້າປະສົມກັນເພື່ອສ້າງສີສັນເຕັມທີ່. ແຕ່ລະຊ່ອງ LED (R, G ແລະ B) ຖືກຄວບຄຸມໂດຍບໍ່ເພິ່ງຕົວເອງ, ຕາມປົກກະຕິແລ້ວ ໂດຍ Pulse Width Modulation (PWM) ຫຼື driver ທີ່ບໍ່ປ່ຽນແປງ, ເພື່ອປັບຄວາມສະຫວ່າງຂອງມັນ.
ຕາຕະລາງການປະສົມສີ
| ຜົນຜະລິດສີ | RGB ປະສົມ (0–255) |
|---|---|
| ສີ ແດງ | (255, 0, 0) |
| ສີຂຽວ | (0, 255, 0) |
| ສີຟ້າ | (0, 0, 255) |
| ສີເຫລືອງ | (255, 255, 0) |
| ສີຄາມ | (0, 255, 255) |
| ສີມ່ວງ | (255, 0, 255) |
| ສີຂາວ | (255, 255, 255) |
ເມື່ອລະດັບຄວາມສະຫວ່າງທີ່ແຕກຕ່າງກັນປະສົມກັນ, ຕາມະນຸດຈະເຫັນວ່າການປະສົມທີ່ເກີດຂຶ້ນເປັນສີດຽວທີ່ປະສົມກັນແທນທີ່ຈະເປັນແຫຼ່ງແສງທີ່ແຍກກັນ.
ໂຄງ ຮ່າງ LED RGB ແລະ Pinout
RGB LED ແມ່ນ LED ສາມ ຫນ່ວຍ, ສີ ແດງ, ສີ ຂຽວ ແລະ ສີຟ້າ, ຖືກ ຈັບ ຢູ່ ໃນ ແວ່ນ epoxy ທີ່ ແຈ່ມ ແຈ້ງ ຫລື ແຜ່ ຂະຫຍາຍ. ແຕ່ລະຊິບ LED ພາຍໃນຈະສົ່ງແສງສະຫວ່າງໃນໄລຍະຍາວສະເພາະທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບສີຂອງມັນ: ສີແດງຕາມປົກກະຕິປະມານ 620-630 nm, ສີຂຽວປະມານ 520-530 nm ແລະ ສີຟ້າປະມານ 460-470 nm. ຊິບ ເຫລົ່າ ນີ້ ຖືກ ວາງ ໄວ້ ໃກ້ ກັນ ຢ່າງ ລະມັດລະວັງ ເພື່ອ ໃຫ້ ແນ່ ໃຈ ວ່າ ແສງ ສະຫວ່າງ ຂອງ ມັນ ປະສົມ ເຂົ້າກັນ ຢ່າງ ສະບາຍ, ອະນຸຍາດ ໃຫ້ ຕາ ຂອງ ມະນຸດ ເຫັນ ສີ ທີ່ ປະສົມ ເຂົ້າກັນ ແທນ ທີ່ ຈະ ເປັນ ສາມ ສີ ທີ່ ແຕກ ຕ່າງ ກັນ. ການລວມເຂົ້າກັນແບບນີ້ເຮັດໃຫ້ RGB LED ສາມາດຜະລິດສີຫຼາຍລ້ານສີຜ່ານການຄວບຄຸມຄວາມຮຸນແຮງທີ່ແຕກຕ່າງກັນຂອງສາມຊ່ອງ.
ຕາມໂຄງສ້າງ, ແພັກເກດ RGB LED ປະກອບມີສີ່ lead ຫຼື pins ທີ່ຍາວອອກຈາກພື້ນຖານ. ສາມ pins ເຫລົ່າ ນີ້ ສອດຄ່ອງ ກັບ ຊ່ອງ ສີ, R (ສີ ແດງ), G (ສີ ຂຽວ) ແລະ B (ສີຟ້າ), ໃນ ຂະນະ ທີ່ pin ທີ ສີ່ ຮັບ ໃຊ້ ເປັນ terminal ທໍາ ມະ ດາ ທີ່ ແບ່ງປັນ ລະຫວ່າງ LED ທັງ ສາມ. terminal ທົ່ວໄປສາມາດເຊື່ອມຕໍ່ກັບแรงดันໄຟຟ້າຫຼືພື້ນດິນ, ຂຶ້ນກັບປະເພດຂອງ RGB LED. ຕາຕະລາງທາງລຸ່ມນີ້ສະຫລຸບຫນ້າທີ່ພື້ນຖານຂອງ pin:
| Pin Label | ຫນ້າ ທີ່ |
|---|---|
| R | ຄວບຄຸມຄວາມເຂັ້ມແຂງຂອງ LED ສີແດງ |
| G | ຄວບຄຸມຄວາມເຂັ້ມແຂງຂອງ LED ສີຂຽວ |
| ຂ | ຄວບຄຸມຄວາມເຂັ້ມແຂງຂອງ LED ສີຟ້າ |
| ທໍາມະດາ | ເຊື່ອມຕໍ່ກັບ +VCC (Anode) ຫຼື GND (Cathode) |
ປະເພດ RGB LED
ມີສອງໂຄງສ້າງຕົ້ນຕໍຂອງ RGB LED ໂດຍອີງໃສ່ຂົ້ວຂອງterminalທີ່ແບ່ງປັນ: Common Anode ແລະ Common Cathode.
Anode RGB LED ທົ່ວໄປ
ໃນ Common Anode RGB LED, anode ພາຍໃນທັງສາມຕິດຕໍ່ກັນແລະຜູກພັນກັບອຸປະກອນໄຟຟ້າບວກ (+VCC). cathode ຂອງແຕ່ລະຊ່ອງສີຕິດຕໍ່ກັບຈຸນລະຊີບຫຼືຫມວດຄວບຄຸມ. ສີຈະເປີດເມື່ອເຂັມ cathode ທີ່ກ່ຽວຂ້ອງຂອງມັນຖືກດຶງຕໍ່າ, ອະນຸຍາດໃຫ້ກະແສໄຫຼຈາກອາໂນດທົ່ວໄປຜ່ານ LED. ການຕັ້ງຄ່ານີ້ສ່ວນຫຼາຍເຫມາະສົມສໍາລັບ microcontrollers ເຊັ່ນ Arduino, ຊຶ່ງໃຊ້ເຂັມທີ່ຈົມລົງໃນກະແສເພື່ອພື້ນຊ່ອງສີແຕ່ລະສີ. ມັນ ຍັງ ຊ່ວຍ ເຮັດ ໃຫ້ ການ ຄວບ ຄຸມ ກະ ແສ ງ່າຍ ຂຶ້ນ ເມື່ອ ຂັບ ລົດ LED ຫລາຍ ຢ່າງ ດ້ວຍ ຜູ້ ຂັບ ລົດ transistor ຫລື MOSFET.
Cathode RGB LED ທົ່ວໄປ
Common Cathode RGB LED ມີ cathode ທັງ ຫມົດ ຕິດ ຕໍ່ ແລະ ຕິດ ຕໍ່ ກັບ ພື້ນ ດິນ (GND). LED ແຕ່ລະສີຈະເປີດເມື່ອເຂັມ anode ຂອງມັນຖືກຂັບໄລ່ສູງໂດຍຜູ້ຄວບຄຸມ. ການຕັ້ງຄ່ານີ້ງ່າຍກວ່າສໍາລັບຜູ້ເລີ່ມຕົ້ນ ເພາະມັນເຮັດວຽກໂດຍກົງກັບເຫດຜົນທາງບວກມາດຕະຖານ ໂດຍເປີດສີໂດຍການສົ່ງສັນຍານ HIGH. ມັນຖືກໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນຫມວດເຂົ້າຈີ່, ການທົດລອງໃນຫ້ອງຮຽນ ແລະ ໂຄງການປະສົມ RGB ທີ່ງ່າຍໆ ເນື່ອງຈາກການເຊື່ອມຕໍ່ທີ່ກົງໄປກົງມາແລະເຂົ້າກັນໄດ້ກັບແຫຼ່ງຄວບຄຸມພະລັງງານຕໍ່າ.
ການຄວບຄຸມສີ RGB LED ດ້ວຍ Arduino
PWM (Pulse Width Modulation) ເປັນວິທີທີ່ເກີດຜົນດີທີ່ສຸດໃນການປ່ຽນແປງຄວາມສະຫວ່າງແລະປະສົມສີໃນ RGB LED. ໂດຍ ການ ປ່ຽນ ວົງ ຈອນ ຫນ້າ ທີ່ ຂອງ ສັນຍານ PWM ສໍາລັບ ແຕ່ ລະ ສີ, ທ່ານ ສາມາດ ສ້າງ ສີ ທີ່ ແຕກ ຕ່າງ ກັນ.
ສ່ວນປະກອບທີ່ຈໍາເປັນ
• Arduino Uno
• LED RGB Cathode ທົ່ວໄປ
• 3 × 100 Ω ຕ້ານທານ
• 3 × 1 kΩ potentiometers (ສໍາລັບການໃສ່ດ້ວຍມື)
• Breadboard ແລະ jumper wire
ຂັ້ນຕອນຫມວດ
ທໍາອິດ, ເຊື່ອມຕໍ່ cathode ຂອງ LED ກັບ GND.
ທີສອງ, ເຊື່ອມຕໍ່ເຂັມສີແດງ, ສີຂຽວ ແລະ ສີຟ້າຜ່ານ resistors ກັບ PWM pins D9, D10, D11.
ທີສາມ, ເຊື່ອມຕໍ່ potentiometers ກັບຂໍ້ມູນ analog A0, A1, A2.
ສຸດທ້າຍ, Arduino ອ່ານຄ່າ analog (0-1023), maps ກັບ PWM (0-255) ແລະສົ່ງສັນຍານຄວາມສະຫວ່າງໄປແຕ່ລະສີ.
ແສງ ສະຫວ່າງ ທີ່ ປະສົມ ເຂົ້າກັນ ປະກົດ ວ່າ ເປັນ ສີ ທີ່ ລະອຽດ ແລະ ປະສົມ ເຂົ້າກັນ ທີ່ ຕາ ຂອງ ມະນຸດ ສາມາດ ເຫັນ ໄດ້.
(ສໍາລັບຄໍາອະທິບາຍລາຍລະອຽດຂອງ PWM ໃຫ້ເບິ່ງພາກທີ 2.)
ການ ປຽບທຽບ RGB LED vs Standard LED
| ລັກສະນະ | LED ມາດຕະຖານ | RGB LED |
|---|---|---|
| ຜົນຜະລິດສີ | ສີດຽວ | ຫຼາຍສີ (R, G, B ປະສົມ) |
| ການ ຄວບ ຄຸມ | ເປີດ / ປິດ ງ່າຍໆ | ຄວາມສະຫວ່າງທີ່ຄວບຄຸມໂດຍ PWM ສໍາລັບແຕ່ລະສີ |
| ຄວາມສະຫຼັບຊັບຊ້ອນ | ສາຍໄຟຟ້າຫນ້ອຍທີ່ສຸດ | ຕ້ອງການ 3 ສັນຍານຄວບຄຸມ |
| ໂປຣເເກຣມ | ເຄື່ອງຊີ້ບອກ, ໂຄມໄຟ | ການສະແດງ, ຜົນກະທົບ, ແສງສະຫວ່າງໃນສະພາບແວດລ້ອມ |
| ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍ | ລຸ່ມ | ພໍ ສົມ ຄວນ |
| ປະສິດທິພາບ | ສູງ | ສູງ |
ລັກສະນະການເຊື່ອມໂຍງແລະໄຟຟ້າຂອງ RGB LED
LED RGB (ທັງ anode ແລະ cathode) ມີຂໍ້ຮຽກຮ້ອງທາງໄຟຟ້າແບບດຽວກັນ. ໃຊ້ຕົວຕ້ານທານທີ່ຈໍາກັດກະແສເພື່ອປົກປ້ອງແຕ່ລະຊ່ອງ LED.
| พารามิเตอร์ | ຄຸນຄ່າທໍາມະດາ |
|---|---|
| Forward Voltage (ສີແດງ) | 1.8 – 2.2 V |
| Forward Voltage (ສີຂຽວ) | 2.8 – 3.2 V |
| Forward Voltage (ສີຟ້າ) | 3.0 – 3.4 V |
| ກະແສໄປຫນ້າ (ຕໍ່ສີ) | 20 mA ປົກກະຕິ |
ບັນທຶກ ການ ເຊື່ອມ ໂຍງ
• ຢ່າເຊື່ອມຕໍ່ LED ໂດຍກົງກັບແຫຼ່ງໄຟຟ້າ.
• ໃຊ້ຕົວຕ້ານທານທີ່ແຍກກັນສໍາລັບແຕ່ລະຊ່ອງສີ.
• ໃຫ້ສອດຄ່ອງກັບຂົ້ວສຸດທ້າຍທົ່ວໄປ (Anode = +VCC, Cathode = GND).
• ໃຊ້ pins ທີ່ ສາມາດ PWM ເພື່ອ ຄວບ ຄຸມ ຄວາມ ສະຫວ່າງ.
• ອ້າງເຖິງໃບຂໍ້ມູນຂອງຜູ້ຜະລິດສໍາລັບການປ່ຽນແປງຂອງຮູບແບບ pin.
ວິທີການຄວບຄຸມ RGB LED
LED RGB ສາມາດຄວບຄຸມໄດ້ໂດຍວິທີແບບ analog ຫຼື digital (PWM). ຕາຕະລາງທາງລຸ່ມນີ້ເຮັດໃຫ້ການປຽບທຽບງ່າຍຂຶ້ນເພື່ອຫຼີກລ່ຽງທິດສະດີຂອງ PWM ຊ້ໍາອີກ.
| ວິທີການຄວບຄຸມ | ຄໍາອະທິບາຍ | ຜົນປະໂຫຍດ | ຂໍ້ຈໍາກັດ |
|---|---|---|---|
| ການຄວບຄຸມແບບ Analog | ປັບຄວາມສະຫວ່າງຂອງ LED ຜ່ານການປ່ຽນແປງ voltage ຫຼື ກະແສ (ຕົວຢ່າງ: potentiometers). | ງ່າຍໆ, ລາຄາ ແພງ, ບໍ່ ຈໍາ ເປັນ ຕ້ອງ ມີ ໂປຣແກຣມ. | ຄວາມແນ່ນອນຈໍາກັດ; ຍາກທີ່ຈະສ້າງສີທີ່ແນ່ນອນ. |
| PWM (Digital Control) | ໃຊ້ສັນຍານ PWM ທີ່ສ້າງໂດຍ microcontroller ເພື່ອປັບປຸງຄວາມສະຫວ່າງຂອງແຕ່ລະຊ່ອງສີ. | ຄວາມຖືກຕ້ອງສູງ, ການປ່ຽນແປງທີ່ສະດວກສະບາຍ, ສະຫນັບສະຫນູນອັດຕະໂນມັດ ແລະ animation. | ຕ້ອງໃຊ້ໂປຣແກຣມຫຼືຫມວດຂັບລົດ. |
ຕົວຢ່າງຫມວດ LED RGB ທົ່ວໄປ
RGB LEDs ສາມາດໃຊ້ໄດ້ໃນຮູບແບບຫມວດທີ່ແຕກຕ່າງກັນຂຶ້ນກັບວ່າເຈົ້າຕ້ອງການການຄວບຄຸມດ້ວຍມື, ການຄ່ອຍໆໂດຍອັດຕະໂນມັດ ຫຼືຜົນກະທົບຂອງແສງສະຫວ່າງທີ່ມີພະລັງສູງ. ສາມຕົວຢ່າງທົ່ວໄປມີການອະທິບາຍທາງລຸ່ມນີ້.
RGB LED Strip (5 V / 12 V)
ການຈັດຕັ້ງນີ້ຖືກໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງສໍາລັບແສງສະຫວ່າງອ້ອມແອ້ມ, ແສງສະຫວ່າງທາງສະຖາປະນິກ ແລະ ການປະດັບປະດາເວທີ. ມັນ ທໍາ ງານ ໃນ 5 V ຫລື 12 V, ຂຶ້ນ ຢູ່ ກັບ ຊະນິດ ຂອງ ສາຍ LED. ແຕ່ລະຊ່ອງສີ, ສີແດງ, ສີຂຽວ ແລະ ສີຟ້າ, ຖືກຂັບໄລ່ຜ່ານ MOSFET ທີ່ແຍກກັນເຊັ່ນ IRLZ44N ຫຼື IRF540N, ຊຶ່ງເຮັດຫນ້າທີ່ເປັນເຄື່ອງປ່ຽນເອເລັກໂຕຣນິກ. MOSFETs ເຫຼົ່ານີ້ຖືກຄວບຄຸມໂດຍ PWM (Pulse Width Modulation) pins ຂອງ microcontroller ເຊັ່ນ Arduino, ESP32 ຫຼື STM32. ໂດຍການປັບວົງຈອນຫນ້າທີ່ຂອງແຕ່ລະສັນຍານ PWM, ຄວາມສະຫວ່າງຂອງແຕ່ລະຊ່ອງສີຈະປ່ຽນແປງ, ເຮັດໃຫ້ການປ່ຽນແປງສີທີ່ສະດວກສະບາຍແລະການຄວບຄຸມທີ່ຖືກຕ້ອງ. ສ່ວນ ຫລາຍ ແລ້ວ capacitor 1000 μF ຈະ ຖືກ ວາງ ໄວ້ ຂ້າມ ອຸປະກອນ ໄຟຟ້າ ເພື່ອ ປ້ອງ ກັນ ການ ເພີ່ມ ທະວີ ຂຶ້ນ, ແລະ ຕ້ານທານ ນ້ອຍໆ ຈະ ຖືກ ຕື່ມ ໃສ່ ໃນ ປະຕູ MOSFET ເພື່ອ ເຮັດ ໃຫ້ ສັນຍານ ຫມັ້ນຄົງ. ການຕັ້ງຄ່ານີ້ເຫມາະສົມສໍາລັບການຕັ້ງແສງສະຫວ່າງຂະຫນາດໃຫຍ່ ເພາະມັນສະຫນັບສະຫນູນພາລະຫນັກໃນກະແສສູງ ແລະ ເຮັດໃຫ້ມີຜົນກະທົບສີທີ່ປະສານກັນໃນແຖວ LED ຍາວ.
RGB LED with Potentiometers (Analog Control)
ນີ້ເປັນວິທີທີ່ງ່າຍທີ່ສຸດໃນການຄວບຄຸມ RGB LED ແລະເຫມາະສົມສໍາລັບຜູ້ເລີ່ມຕົ້ນຫຼືການສາທິດໃນຫ້ອງຮຽນ. ໃນໂຄງສ້າງນີ້, potentiometer ສາມຫນ່ວຍ, ຫນຶ່ງສໍາລັບແຕ່ລະຊ່ອງສີ, ຕິດຕໍ່ກັບຕົວຕ້ານທານ LED. ການຫມູນວຽນແຕ່ລະຫນ່ວຍຈະປ່ຽນแรงดันທີ່ໃຊ້ກັບ LED die ຂອງມັນ, ດ້ວຍເຫດນີ້ຈຶ່ງຄວບຄຸມກະແສແລະຄວາມສະຫວ່າງຂອງສີນັ້ນ. ໂດຍ ການ ປັບ potentiometer ສາມ ຢ່າງ ດ້ວຍ ຕົວ ເອງ, ຜູ້ ໃຊ້ ສາມາດ ປະສົມ ກັບ ແສງ ສີ ແດງ, ສີ ຂຽວ ແລະ ສີຟ້າ ເພື່ອ ສ້າງ ສີ ທີ່ ແຕກ ຕ່າງ ກັນ, ຮ່ວມ ທັງ ສີຂາວ. ເຖິງ ແມ່ນ ວ່າ ວິທີ ນີ້ ບໍ່ ຈໍາ ເປັນ ຕ້ອງ ໃຊ້ microcontroller ຫລື ໂປຣແກຣມ, ແຕ່ ມັນ ມີ ຄວາມ ແນ່ນອນ ຈໍາກັດ ແລະ ບໍ່ ສາມາດ ສ້າງ ສີ ໄດ້ ຢ່າງ ສະ ຫມ່ໍາສະ ເຫມີ. ເຖິງ ຢ່າງ ໃດ ກໍ ຕາມ, ມັນ ເປັນ ສິ່ງ ດີ ທີ່ ສຸດ ສໍາ ລັບ ຄວາມ ເຂົ້າ ໃຈ ແນວ ຄິດ ຂອງ ການ ປະສົມ ສີ ເພີ່ມ ເຕີມ ແລະ ສໍາ ລັບ ຫມວດ ສາ ທິດ ນ້ອຍໆ ທີ່ ໃຊ້ ແຫລ່ງ DC ທີ່ ລຽບ ງ່າຍ.
RGB Fading Circuit ໃຊ້ 555 Timer IC
ຫມວດນີ້ໃຫ້ຜົນກະທົບການຄ່ອຍໆໂດຍອັດຕະໂນມັດໂດຍບໍ່ຕ້ອງໃຊ້ໂປຣແກຣມໃດໆ. ມັນ ໃຊ້ IC ເວລາ 555 ຫນ່ວຍ ຫນຶ່ງ ຫລື ຫລາຍ ກວ່າ ນັ້ນ ທີ່ ຕັ້ງ ຄ່າ ເປັນ multivibrator ທີ່ ຫມັ້ນຄົງ ເພື່ອ ສ້າງ ສັນຍານ PWM ທີ່ ແຕກ ຕ່າງ ກັນ ສໍາລັບ ແຕ່ ລະ ຊ່ອງ ສາມ ສີ. ແຕ່ລະເວລາມີເຄືອຂ່າຍ RC (resistor-capacitor) ຂອງມັນເອງ ເຊິ່ງກໍານົດເວລາຂອງຄື້ນແລະຄວາມໄວຂອງການຄ່ອຍໆ. ເມື່ອສັນຍານ PWM ລອຍອອກໄປຈາກລະດັບ, ຄວາມສະຫວ່າງຂອງ LED ສີແດງ, ສີຂຽວ ແລະ ສີຟ້າຈະປ່ຽນແປງໂດຍບໍ່ເພິ່ງຕົວເອງ, ເຮັດໃຫ້ມີການປະສົມສີທີ່ສະດວກສະບາຍແລະປ່ຽນແປງຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ. ຕາມປົກກະຕິແລ້ວ Transistor ຫຼື MOSFETs ຈະໃຊ້ເພື່ອຂະຫຍາຍຜົນອອກຂອງ 555 timer ເພື່ອໃຫ້ມັນສາມາດຂັບໄລ່ກະແສ LED ທີ່ສູງກວ່າ. ການອອກແບບນີ້ເປັນທີ່ນິຍົມໃນໂຄມໄຟອາລົມ, ແສງສະຫວ່າງປະດັບ ແລະ ເຄື່ອງມືການສຶກສາທີ່ສະແດງໃຫ້ເຫັນການຄວບຄຸມການປ່ຽນແປງສີ RGB ໂດຍບໍ່ຕ້ອງໃຊ້ microcontroller.
RGB LEDs vs Addressable RGB
| ລັກສະນະ | ມາດຕະຖານ RGB LED | LED RGB ທີ່ສາມາດແກ້ໄຂໄດ້ (WS2812B, SK6812) |
|---|---|---|
| ເຂັມຄວບຄຸມ | 3 pins (R, G, B) + terminal ທົ່ວໄປ | Single data pin (serial communication) |
| ການຄວບຄຸມພາຍໃນ | ຄວບຄຸມພາຍນອກຜ່ານສັນຍານ PWM | IC ທີ່ຕິດຢູ່ໃນແຕ່ລະ LED ຄວບຄຸມສີ |
| ສີຕໍ່ LED | LED ທັງຫມົດສະແດງສີດຽວກັນ | LED ແຕ່ລະດວງສາມາດສະແດງສີທີ່ບໍ່ຄືກັນ |
| Microcontroller Load | ສູງ — ຕ້ອງການ 3 ຊ່ອງ PWM ຕໍ່ LED | ຕ່ໍາ - ສາຍ ຂໍ້ ມູນ ດຽວ ສາມາດ ຄວບ ຄຸມ LED ໄດ້ ຫລາຍ ຮ້ອຍ ຫນ່ວຍ |
| ຄວາມສະຫຼັບຊັບຊ້ອນຂອງສາຍໄຟຟ້າ | ສາຍເພີ່ມເຕີມ, ແຍກເຂັມ PWM | ການເຊື່ອມຕໍ່ແບບ daisy-chain ທີ່ງ່າຍໆ |
| ຄວາມຕ້ອງການພະລັງງານ | ຕ່ໍາເຖິງປານກາງ | ສູງກວ່າ (≈5 V @ 60 mA ຕໍ່ LED ທີ່ຄວາມສະຫວ່າງເຕັມທີ່) |
| ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍ | ລຸ່ມ | ສູງກວ່າຫນ້ອຍຫນຶ່ງ |
| ກໍລະນີການໃຊ້ | ການປະສົມສີພື້ນຖານ, ແສງສະຫວ່າງປະດັບ | ຜົນກະທົບທີ່ກ້າວຫນ້າ, animations, LED matrixes, ໄຟຟ້າເກມ |
ການແກ້ໄຂບັນຫາ RGB LED
ເມື່ອເຮັດວຽກກັບ RGB LED, ບັນຫາທົ່ວໄປມັກຈະເກີດຈາກຄວາມຜິດພາດຂອງສາຍ, ຄ່າຕ້ານທານທີ່ບໍ່ຖືກຕ້ອງ ຫຼືແຫຼ່ງໄຟຟ້າທີ່ບໍ່ຫມັ້ນຄົງ. ທາງລຸ່ມນີ້ແມ່ນບັນຫາທີ່ເກີດຂຶ້ນເລື້ອຍໆແລະການແກ້ໄຂທີ່ໃຊ້ການໄດ້.
• ມີແຕ່ສີດຽວເທົ່ານັ້ນທີ່ສ່ອງແສງຂຶ້ນ: ຕາມປົກກະຕິແລ້ວສິ່ງນີ້ຈະເກີດຂຶ້ນເມື່ອແສງແດດດວງຫນຶ່ງຖືກໄຟໄຫມ້ຫຼືບໍ່ຖືກເຊື່ອມຕໍ່ຢ່າງຖືກຕ້ອງ. ກວດ ເບິ່ງ ສາຍ jumper ແລະ ຂໍ້ ຕໍ່ solder ທັງ ຫມົດ ຢ່າງ ລະ ມັດ ລະ ວັງ. ຖ້າ ຫາກ ຊ່ອງ ສີ ຫນຶ່ງ ຍັງ ປິດ ຢູ່ ແມ່ນ ແຕ່ ຫລັງ ຈາກ ໄດ້ ສ້ອມ ແປງ ແລ້ວ, LED ອາດ ຈໍາ ເປັນ ຕ້ອງ ປ່ຽນ ໃຫມ່.
• Dim Output: ຖ້າ LED ເບິ່ງ ຄື ວ່າ ມືດ ມົວ, ສ່ວນ ຫລາຍ ແລ້ວ ມັນ ເປັນ ເພາະ resistor ຂາດ ຫລື ບໍ່ ຖືກຕ້ອງ. ແຕ່ລະຊ່ອງສີຕ້ອງມີຕົວຕ້ານທານທີ່ຈໍາກັດກະແສ (ຕາມປົກກະຕິແລ້ວ 100 Ω ເຖິງ 220 Ω). ຖ້າບໍ່ມີຕົວຕ້ານທານທີ່ເຫມາະສົມ, ຄວາມສະຫວ່າງຈະບໍ່ສອດຄ່ອງກັນ, ແລະ ອາຍຸຂອງ LED ຈະຫລຸດລົງ.
• Flickering: ສີທີ່ຟ້າວຟັ່ງຫຼືບໍ່ຫມັ້ນຄົງບົ່ງບອກເຖິງການສະຫນອງໄຟຟ້າທີ່ອ່ອນແອຫຼືບໍ່ມີການຄວບຄຸມ. ໃຫ້ແນ່ໃຈວ່າ LED ຫຼື strip ໃຊ້ແຫຼ່ງ 5 V DC ທີ່ຫມັ້ນຄົງເຊິ່ງສາມາດສະຫນອງກະແສໄຟຟ້າໄດ້ພຽງພໍ. ການ ເພີ່ມ capacitors ຂ້າມ ສາຍ supply ກໍ ສາມາດ ຊ່ອຍ ໃຫ້ volt ຫລຸດ ລົງ ໄດ້ ຢ່າງ ສະດວກ.
• ການປະສົມສີທີ່ບໍ່ຖືກຕ້ອງ: ການຕັ້ງຄ່າ PWM ທີ່ບໍ່ຖືກຕ້ອງສາມາດເຮັດໃຫ້ເກີດການປະສົມສີທີ່ບໍ່ຄາດຄິດ. ກວດເບິ່ງວ່າ pin microcontroller ແຕ່ລະຫນ່ວຍສອດຄ່ອງກັບຊ່ອງສີທີ່ຕັ້ງໃຈ (ສີແດງ, ສີຂຽວ ຫຼື ສີຟ້າ) ທັງໃນສາຍແລະລະຫັດ.
• ຄວາມຮ້ອນເກີນໄປ: ກະແສໄຟຟ້າເກີນໄປອາດເຮັດໃຫ້ LED ຫຼືສ່ວນປະກອບຂອງຄົນຂັບລົດຮ້ອນຂຶ້ນ. ໃຫ້ໃຊ້ຕົວຕ້ານທານທີ່ເຫມາະສົມສະເຫມີ ຫຼື MOSFET drivers ສໍາລັບການຕັ້ງຄ່າທີ່ມີພະລັງສູງ ແລະ ໃຫ້ມີອາກາດທີ່ພຽງພໍ ຫຼື heatsink ນ້ອຍໆຖ້າຫມວດເຮັດວຽກຕໍ່ເນື່ອງ.
ການນໍາໃຊ້ RGB LEDs
RGB LED ຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນໂປຣແກຣມຜູ້ໃຊ້, ອຸດສະຫະກໍາ ແລະ ການສ້າງ ເພາະຄວາມສາມາດຂອງມັນໃນການຜະລິດຫຼາຍລ້ານສີດ້ວຍການຄວບຄຸມຄວາມສະຫວ່າງທີ່ແນ່ນອນ. ຄວາມສາມາດຂອງມັນເຮັດໃຫ້ມັນເຫມາະສົມສໍາລັບທັງການໃຊ້ງານແລະການປະດັບປະດາ.
• Smart-Home Ambient Lighting – ໃຊ້ໃນໂຄມໄຟທີ່ສະຫລາດແລະແຖວ LED ເພື່ອສ້າງອາລົມແສງສະຫວ່າງທີ່ສາມາດປັບປ່ຽນໄດ້ຜ່ານແອັບຫຼືຜູ້ຊ່ວຍສຽງເຊັ່ນ Alexa ແລະ Google Home.
• PC ແລະ Gaming Keyboard Illumination – ປະກອບເຂົ້າກັບອຸປະກອນການຫຼິ້ນເກມ, ກະເປົ໋າຄອມພິວເຕີ ແລະ ແປ້ນພິມເພື່ອໃຫ້ມີຜົນກະທົບຂອງແສງສະຫວ່າງ, ຫົວຂໍ້ທີ່ສາມາດປັບປ່ຽນໄດ້ ແລະ ຮູບພາບທີ່ປະສານກັບການຫຼິ້ນເກມ.
• LED Matrix Displays and Signage – ໃຊ້ໃນປ້າຍໂຄສະນາສີເຕັມສີ, ຫນ້າຈໍ ແລະ ແຜ່ນໂຄສະນາ ບ່ອນທີ່ສາມາດຄວບຄຸມສີຂອງແຕ່ລະpixelໄດ້ເພື່ອພາບເຄື່ອນໄຫວທີ່ເຂັ້ມແຂງ.
• Stage and Event Lighting – ຈໍາເປັນໃນໂຮງລະຄອນ, ການສະແດງ ແລະ ສະຖານທີ່ຈັດງານເພື່ອຜະລິດຜົນກະທົບຂອງແສງສະຫວ່າງທີ່ມີພະລັງ, ການລ້າງສີ ແລະ ການສະແດງແສງສະຫວ່າງທີ່ປະສານກັນ.
• ພາບດົນຕີທີ່ມີປະຕິກິລິຍາສຽງ – ປະກອບກັບໄມໂກນ ຫຼື sensor ສຽງເພື່ອສ້າງແບບແຜນແສງສະຫວ່າງທີ່ເຄື່ອນເຫນັງໄປຕາມຈັງຫວະຂອງສຽງ ຫຼື ຈັງຫວະດົນຕີ.
• Arduino ແລະ IoT Lighting Projects – ໃຊ້ທົ່ວໄປໃນໂຄງການສຶກສາເພື່ອຮຽນຮູ້ກ່ຽວກັບ PWM, ໂປຣແກຣມ microcontroller ແລະ ການປະສົມສີສໍາລັບລະບົບແສງສະຫວ່າງທີ່ເຊື່ອມຕໍ່.
• Wearable Gadgets and Cosplay Gear – ປະກອບເຂົ້າກັບເຄື່ອງນຸ່ງ, ເຄື່ອງນຸ່ງຫົ່ມ ຫຼື ເຄື່ອງມືຖືເພື່ອສ້າງສຽງທີ່ສ່ອງແສງແລະຜົນກະທົບທີ່ປ່ຽນແປງສີໂດຍໃຊ້ຖ່ານນ້ອຍໆ ຫຼື microcontrollers.
ການສະຫລຸບ
RGB LED ປະສົມ ກັບ ເທັກ ໂນ ໂລ ຈີ ແລະ ການ ສ້າງ, ອະນຸຍາດ ໃຫ້ ຄວບ ຄຸມ ສີ ທີ່ ແຈ່ມ ແຈ້ງ ໃນ ທຸກ ສິ່ງ ຈາກ ຫມວດ DIY ຈົນ ເຖິງ ລະບົບ ແສງ ສະຫວ່າງ ມື ອາຊີບ. ການ ເຂົ້າ ໃຈ ໂຄງ ຮ່າງ, ວິທີ ການ ຄວບ ຄຸມ ແລະ ການ ປະຕິບັດ ຄວາມ ປອດ ໄພ ຈະ ໃຫ້ ແນ່ ໃຈ ວ່າ ມີ ປະສິດທິພາບ ແລະ ຍືນ ຍົງ. RGB LED ສະເຫນີປະຕູທີ່ຫນ້າຕື່ນເຕັ້ນເຂົ້າສູ່ແສງສະຫວ່າງທີ່ມີສີສັນ.
ຄໍາຖາມທີ່ຖາມເລື້ອຍໆ [FAQ]
ຂ້ອຍສາມາດຄວບຄຸມ RGB LED ໂດຍບໍ່ຕ້ອງໃຊ້ Arduino ໄດ້ບໍ?
ແມ່ນແລ້ວ. ທ່ານສາມາດຄວບຄຸມ RGB LED ໂດຍໃຊ້ potentiometers ງ່າຍໆ, ຫມວດເວລາ 555 ຫຼື ຄວບຄຸມ LED ສະເພາະ. ແຕ່ ລະ ວິ ທີ ຈະ ປັບ ເຄື່ອງ ຫມາຍ ຫລື PWM ຂອງ ຊ່ອງ ສີ ແດງ, ສີ ຂຽວ ແລະ ສີ ຟ້າ ເພື່ອ ສ້າງ ສີ ທີ່ ແຕກ ຕ່າງ ກັນ, ບໍ່ ຈໍາ ເປັນ ຕ້ອງ ຂຽນ ລະຫັດ.
ເປັນຫຍັງ LED RGB ຂອງຂ້ອຍຈຶ່ງບໍ່ສະແດງສີທີ່ຖືກຕ້ອງ?
ສີທີ່ບໍ່ຖືກຕ້ອງຕາມປົກກະຕິແລ້ວເປັນຜົນມາຈາກຄວາມຜິດພາດຂອງສາຍຫຼືເຂັມ PWM ທີ່ບໍ່ສອດຄ່ອງ. ໃຫ້ແນ່ໃຈວ່າແຕ່ລະຊ່ອງສີ (R, G, B) ຕິດຕໍ່ກັບ pin ຄວບຄຸມທີ່ຖືກຕ້ອງ, resistors ຖືກໃຫ້ຄະແນນຢ່າງເຫມາະສົມ ແລະ ປະເພດ LED (anode ຫຼື cathode ທໍາມະດາ) ສອດຄ່ອງກັບການຕັ້ງຄ່າຫມວດຂອງເຈົ້າ.
RGB LED ດຶງດູດກະແສໄຟຟ້າຫຼາຍປານໃດ?
ຕາມ ປົກກະຕິ ແລ້ວ LED ພາຍ ໃນ ແຕ່ ລະ ຫນ່ວຍ ຈະ ດຶງ ດູດ 20 mA ທີ່ ຄວາມ ສະຫວ່າງ ເຕັມທີ່, ດັ່ງນັ້ນ LED RGB ດຽວ ສາມາດ ໃຊ້ ໄດ້ ເຖິງ 60 mA. ສໍາລັບແຖວ LED, ໃຫ້คูณດ້ວຍຈໍານວນ LED, ໃຫ້ໃຊ້ອຸປະກອນໄຟຟ້າທີ່ຄວບຄຸມແລະຂັບລົດ MOSFET ສໍາລັບພາລະຫນັກທີ່ມີກະແສສູງ.
ຂ້ອຍສາມາດເຊື່ອມຕໍ່ RGB LED ໂດຍກົງກັບແຫຼ່ງໄຟຟ້າ 12 V ໄດ້ບໍ?
ບໍ່. ການເຊື່ອມຕໍ່ RGB LED ໂດຍກົງກັບ 12 V ສາມາດທໍາລາຍdiodes ໄດ້. ໃຊ້ຕ້ານທານທີ່ຈໍາກັດກະແສຫຼືຫມວດຂັບລົດທີ່ເຫມາະສົມສະເຫມີເພື່ອຄວບຄຸມການໄຫຼຂອງກະແສແລະປົກປ້ອງແຕ່ລະຊ່ອງ LED.
ຄວາມແຕກຕ່າງລະຫວ່າງ LED RGB ແລະ RGBW ແມ່ນຫຍັງ?
RGB LED ມີ ສາມ ຊ່ອງ ສີ, ສີ ແດງ, ສີ ຂຽວ ແລະ ສີຟ້າ, ທີ່ ປະສົມ ເຂົ້າກັນ ເພື່ອ ສ້າງ ສີ. RGBW LEDs ເພີ່ມ LED ສີຂາວສະເພາະສໍາລັບສີຂາວທີ່ບໍລິສຸດ ແລະ ປະສິດທິພາບຄວາມສະຫວ່າງທີ່ດີຂຶ້ນ, ເຮັດໃຫ້ມັນເຫມາະສົມສໍາລັບແສງສະຫວ່າງອ້ອມແອ້ມຫຼືສະຖາປະນິກ.
