LED（发光二极管）是一种基于电致发光原理工作的半导体器件。1907年，马可尼实验室的H.J Round将碳化硅和猫须探测器结合在一起，发现了“电发光”一词。商业LED的首次使用是为了克服白炽灯、霓虹灯和7段显示器的缺点。使用这些LED的主要优点是尺寸小、寿命长、开关速度好等。因此，通过使用不同的半导体元件并改变其强度特性，我们可以在不同颜色的LED中获得单色LED，如蓝色和超暴力LED、白色LED、OLED和其他白色LED。光的颜色可以基于半导体的能隙来确定。下面的文章解释了RGB LED是白色LED的子分类之一。


什么是RGB LED？

定义：通过混合三种不同的颜色（如红、绿和蓝）产生的白光是RGB LED。这种RGB模型的主要目的是在电子系统中感应、表示和显示图像。

RGB LED结构

白光可以通过组合3种不同的颜色（如绿色、红色、蓝色）或通过使用磷光体材料来产生。该LED由内部存在的3个端子（RGB颜色）和一根长引线组成，该引线为阴极或阳极，如下所示

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RGB LED结构

这3个LED在组合时产生单色输出光，通过改变内部单个LED的强度，我们可以获得任何所需的输出彩色光。有两种类型的LED，它们是公共阴极或公共阳极，类似于7段LED。

共阳极和共阴极LED的结构

公共阳极和公共阴极LED的结构由4个端子组成，其中第一端子为“R”，第二端子为“阳极+”或“阴极-”，第三端子为“G”，第四端子为“B”，如下所示

Structure of Common Anode and Common Cathode RGB LED
共阳极和共阴极RGB LED的结构

在公共阳极配置中，可以通过施加低功率信号或通过将RGB引脚接地并将内部阳极连接到电源的正极引线来控制颜色，如下所示

Common Anode Configuration
普通阳极配置

在公共阴极配置中，可以通过向RGB引脚施加高功率输入并将内部阴极连接到电源的负引线来控制颜色，如下所示

Common Cathode Configuration
公共阴极配置

RGB LED与Arduino Uno接口的颜色设置

可以使用CCR–恒流资源或PWM技术从RGB LED获得所需的颜色输出。为了获得更好的结果，我们使用PWM和Arduino Uno模块以及RGB LED电路。

使用的组件

  • 微控制器
  • 带公共阴极配置的RGB LED
  • 100Ω 电阻器3个
  • 1公里Ω 电位计3个
  • 跳线数量为3。

Arduino Uno PIN图

Arduino Uno由14个数字输入和输出引脚、6个模拟输入引脚、一个USB引脚、一台16MHz谐振器、16 MHz石英晶体、一个电源插座、一个ICSP头和一个RST按钮组成。电源：IC提供高达12V的外部电源，

  • 内存：ATmega 328微控制器包含32KB内存、2KB SRAM和1KB EEPROM
  • 串行引脚：TX 1和RX 0引脚，用于在外围设备之间传输和接收数据的通信。
  • 外部中断引脚：引脚2和引脚3是当时钟变高时激活的外部中断引脚。
  • PWM引脚：PWM引脚为3,5,6,9,10和11，可提供8位输出
  • SPI引脚：引脚10,11,12,13
  • LED引脚：引脚13，当该引脚变高时LED发光
  • TWI引脚：A4和A5，有助于沟通
  • AREF引脚：模拟参考引脚为电压参考引脚
  • RST引脚：用于在需要时重置微控制器。

原理图

3个电位计与Arduino Uno ADC通道的引脚A0、引脚A1和引脚A2短路。在该ADC读取电位计两端的模拟形式的电压并且取决于所获得的电压的情况下，可以使用Arduino Uno来调节PWM信号占空比信号，其中可以使用Aruino Uno的D9 D10 D11引脚来控制RGB LED强度。当与Arduino Uno接口时，该LED的颜色设置可以通过两种方式构建，即公共阴极或公共阳极方法，如下所示

Common Anode Configuration
普通阳极配置

 

Schematic Diagram for Common Anode RGB LED
普通阳极RGB LED示意图

 

Common Cathode Configuration
公共阴极配置

 

Schematic Diagram for Common Cathode RGB LED
共阴极RGB LED原理图

为了理解使用Arduino Uno的RGB LED的工作，软件代码有助于理解电路。通过运行代码，我们可以观察到发光二极管发出RGB颜色的光。

RGB LED的优点

以下是优点

  • 占地面积较小
  • 尺寸较小
  • 重量更小
  • 更高的效率
  • 毒性较小
  • 与其他LED相比，光线的收缩性和亮度更好
  • Lumen维护良好。

RGB LED的缺点

以下是缺点

  • 制造成本高
  • 颜色的分散
  • 颜色的变化。

RGB LED的应用

以下是应用程序

  • 液晶显示器
  • 阴极射线管
  • 室内和室外照明
  • 汽车工业
  • 它们用于移动应用程序。

因此，这一切都是关于RGB LED的概述。LED是一种半导体器件，在提供外部电源时发光。它的工作原理是电致发光。有不同类型的LED可供选择，如蓝色和超暴力LED、白色LED（RGB LED或在LED中使用磷光体材料）、OLED和其他白色LED。混合3种不同的颜色，如蓝色、绿色和红色，产生白光。这种LED被称为RGB LED。它们可以用共阳极和共阴极两种方法来表示。RGB LED的主要功能是在电子系统中感应、表示和显示图像。