Ардуино трехцветный светодиод. Двухцветные и трехцветные светодиоды

Каждый светодиод имеет свой цвет свечения. Он зависит от материала полупроводника и не меняется в процессе работы прибора. Чтобы сделать многоцветные светодиоды, необходимо собрать вместе несколько кристаллов, излучающих разные цвета.

Как работает двухцветный светодиод?

Название двухцветный светодиод появилось не от того, что прибор как-то по-особенному окрашен, а потому что он может светиться двумя цветами. Включаются они отдельно. Например, если речь идет о красно-зеленом светильнике, вначале горит только красный, затем красный гаснет и загорается зеленый. Такая особенность связана с устройством прибора.

Все двухцветные светодиоды сделаны с двумя выводами. Цвет меняется в зависимости от того, в какую сторону через лампу течет ток. Схема такого прибора вполне понятна. В ней присутствует резистор и два включенные друг навстречу другу диода. Диоды соединяются параллельно. Когда ток протекает в прямом направлении, то один диод оказывается запертым и не светится. При обратном направлении тока все повторяется с точностью наоборот.

Набор чистых цветов у светодиодов ограничен. С большими усилиями ученым удалось создать кристаллы, генерирующие цвета, подобные цветам радуги. Там есть:

красный;
оранжевый (янтарный);
желтый;
зеленый;
синий

И еще насколько оттенков. Белый, как и миллионы других тонов, получается в результате их сочетания.

Принцип работы трехцветного светодиода

Для трехцветных светодиодов предусмотрена несколько другая схема. Она отличается общим катодом и двумя анодными выводами. В ней можно включать сразу два светодиода. В этом случае одновременно смогут гореть красный и зеленый свет, а мы будет видеть их результат совместной работы – желтый.

С помощью импульсного модулятора (специальный прибор) меняют интенсивность свечения, и от этого меняется тон цвета у светодиода. Для предотвращения перегрузок на каждый диод устанавливается свой резистор.

Трехцветная схема более востребована, чем двухцветная, и это понятно. При наличии одного и того же набора источников возникает значительно больше возможностей. Такая схема позволяет собрать недорогие светильники, меняющие свет в широком спектре.

Еще больше тонов, и в том числе белый свет, получают при собрке схемы с тремя разноцветным светодиодами. Это известная RGB -схема с общим анодом. Внешне трехцветная лампа сразу узнается по наличию четырех выводов, к тому же на ней обязательно проставляется соответствующая маркировка.

Теоретически можно объединять в одном корпусе или на одной плате множество кристаллов и получать разноцветные яркие светодиоды. Но на практике используется одна из перечисленных выше трехцветных схем.

Применение

Несмотря на свой не слишком широкий спектр излучения, двухцветные светодиоды находят собственную нишу в приборостроении. Их используют для световой сигнализации, в декорировании помещений, в рекламе. Двухцветные светодиоды являются индикаторами вращения двигателя, работающего от постоянного тока. Они показывает, в какую сторону происходит вращение.

Аналогичное применение находят трехцветные светодиоды, работающие на двух кристаллах. Их преимущество перед трехкристаллическими светильниками заключается в сравнительно низкой стоимосте. В тоже время возможности приборов достаточно широкие.

Работу такого светодиода хорошо иллюстрирует индикаторная лампочка зарядного устройства наших фотоаппаратов, телефонов, планшетов и многих других приборов. При разрядке аккумулятора она светится красным, а при полной зарядке – зеленым.

Трехцветный светодиод может переливаться всеми цветами радуги! Согласитесь, это намного интереснее, чем просто мигать обычным светодиодом
Начнем третий урок знакомства с Arduino.

Подключение оборудования:
На самом деле, трехцветный светодиод, это три светодиода (красный, зеленый и синий) в одном корпусе. Когда мы запускаем его с разной степенью яркости и интенсивности красного, зеленого и синего, мы получаем на выходе новые цвета.

На кромке светодиода есть небольшой скос, это ключ, он указывает на ножку красного светодиода, дальше идет общая, дальше зеленый и синий.

Подключите ногу КРАСНОГО светодиода к резистору 330 Ом. Подключите другой конец резистора в порт Arduino pin9.

Подключите Общий вывод к земле GND .

Подключите ногу ЗЕЛЕНОГО к резистору 330 Ом.

Подключите другой конец резистора в порт Arduino pin10.

Подключите ногу СИНЕГО к резистору 330 Ом.

Подключите другой конец резистора в порт Arduino pin11.

Следующий рисунок показывает внешний вид макетной платы с собранной схемой, и плату Arduino с проводами идущими от макетной платы.

Набор для экспериментов ArduinoKit
Код программы для опыта №3:

Остается загрузить программу в Arduino через USB шнур. Скачать скетч с третьим уроком LED RGB — выше в статье.

Само название - двухцветный светодиод основано на том, что чип способен светиться двумя цветами. Ярким примером такого типа диодов - зарядка мобильного телефона, зарядка аккумуляторных батарей, где индикатор во время зарядки светится красным цветом, по мере наполнения зарядом аккумулятора цвет меняется на зеленый.

Двухцветные светодиоды подразделяются на несколько типов. Наиболее распространенные - трехвыводные светодиоды. В одном корпусе интегрированы два светодиода зеленого и красного свечения.

Двухцветный светодиод с двумя выводами

Двухцветные светодиоды имеют два вывода. Изменение цвета происходит в зависимости от того, в какую сторону течет ток. схема управления двухцветными светодиодами представлена ниже.

Правильное соединение двухцветного светодиода

Диоды соединены параллельно.При протекании тока в одном направлении второй диод запирается и не светится. В случае обратного протекания тока свечение происходит наоборот. При использовании ШИМ контроллера можно зажигать сразу оба светодиода, в результате смешения цветов получится желтый, либо несколько других оттенков.

Не смотря на то, что на данной схеме мы видим всего два диода, в некоторых инструкциях его принято называть трехцветным. Такие диоды имеют три вывода. Такое деление - условное, поэтому заострять на этом внимание не следует.

Схема управления двухцветным светодиодом на таймере 555

остаточно простая и легкая схема управлением двухцветным светодиодом. В этом случае включается поочередно зеленый и красный цвет.

Управление двухцветным LEDs на микросхеме 555

схема управления двухцветными светодиодами до 1А

Схема управления двухцветными светодиодами на контроллере

Схема управления двухцветными светодиодами построена на микросхеме TA7291P с двумя выходами OUT и двумя входами IN. К выходу подключаем два диода или один двухцветный мощностью не менее 1А. Если логика на входах одинакова, то потенциалы выходов равные, соответственно светодиод не горит.

При разных логических уровнях на входах микросхема работает следующим образом. Если на одном из входов, например, IN1 имеется низкий логический уровень, то выход OUT1, соединяется с общим проводом. Катод светодиода HL2 через резистор R2 тоже соединяется с общим проводом. Напряжение на выходе OUT2 (при наличии на входе IN2 логической единицы) в этом случае зависит от напряжения на входе V_ref, что позволяет регулировать яркость свечения светодиода HL2.

В данном случае напряжение V_ref получается из ШИМ импульсов от микроконтроллера с помощью интегрирующей цепочки R1C1, что регулирует яркость светодиода, подключенного к выходу. Микроконтроллер управляет также и входами IN1 и IN2, что позволяет получить самые разнообразные оттенки свечения и алгоритмы управления светодиодами. Сопротивление резистора R2 рассчитывается исходя из предельно допустимого тока светодиодов.

Самые простые схемы подключения двухцветных светодиодов

Как бы оно ни было, но знаю, что работы с микроконтроллерами многих пугают, поэтому приведу еще пару рабочих схем управления двухцветным светодиодом без каких-либо "наворотов".

Первая представляет собой схему для подключения двухцветного диода с двумя выводами:

Управление 2-х цветным светодиодом

Следующая схема для 2х цветного светодиода на трех выводах:

Схема 2х цветного LEDs с тремя пинами

Наиболее полная, но для многих покажется сложноватой, информация по двухцветным светодиодам - на этом сайте

Видео по работе двухцветных светодиодов, простые схемы подключения

Вконтакте

Как-то раз попросили меня сделать светильник, который бы мог менять цвета, ибо одноцветный может довольно быстро приесться: короче, что-то типа ночника. Конечно, способ подсветки, который описан в данной статье, хорошо подходит и для внутреннего освещения компа, посему данная статья может быть интересна как с точки зрения дизайнерской мысли, так и для любителей моддинга.

Делать обычный трехцветный светильник на тумблерах и трех светодиодах как-то не хотелось, ведь гораздо интереснее, когда количество цветов не ограничивается количеством светодиодов.

Необходимые материалы:

Трехцветный сверхъяркий RGB-светодиод диаметром 8 мм с яркостью так - эдак 4000 мКд (либо 3 сверхъярких светодиода диаметром 3 - 5 мм: синий, зеленый, красный).
Переменные резисторы 0 - 1,5 кОм с выключением нагрузки - 3 шт.
Четырехжильный провод
Кубик оргстекла 30х30х30 мм
Корпус для радиоустройств
3 ручки для регулировки
Крышка от пластиковой бутылки (или магнит от PC-спикера)
Регулируемый источник питания (если данный девайс Вы будете запитывать от компа, возьмите либо USB- кабель, либо разветвитель питания (molex))
Термоусадка, либо изоляционные кембрики
Черная изолента

Инструменты :

Гравер (он же Дремель) - в принципе можно обойтись и без него
Клеевой пистолет
Набор напильников
Дрель
Надфили
Наждачная бумага
Плоскогубцы
Бокорезы
Пистолетный нож
Зажигалка
Немного фантазии

Итак, приступим.

Для начала рассмотрим трехцветный светодиод. У него имеется 4 вывода: общий (+) и 3 ножки, отвечающие за цвет. Подключая минус к одной из ножек, светодиод будет светиться либо синим, либо зеленым, либо красным цветом. Выглядит он так:

Если присмотреться, можно увидеть, что одна из ножек внутри корпуса светодиода имеет Т-образную форму - это и есть общий (+). На фотографии ножки слева направо: красный (-), общий (+), синий (-), зеленый (-). Если Вы не нашли в продаже трехцветного светодиода, то можно заменить его тремя одноцветными, спаяв их плюсовые ножки воедино.

По-сути нужного цвета светильника можно добиться, изменяя яркость каждого из трех цветов светодиода, которые будут светить одновременно из-под одного плафона и, сливаясь в один цвет, будут давать тот, который нам нужен.

Регулировку яркости будут выполнять переменные резисторы, каждый из которых будет последовательно соединен с ножками цветности светодиода.

Переменный резистор имеет 3 вывода:

Центральная ножка - общий вывод. Вращая ручку по часовой стрелке, сопротивление между первой ножкой и второй (центральная ножка) будет увеличиваться, а между второй и третьей - уменьшаться. Удобней всего задействовать вторую и третью ножку - так вращая ручку по часовой стрелке, будет увеличиваться яркость того цвета, к ножке которого будет подведен данный резистор.

Так как блок управления цветом я решил сделать выносной, пришлось купить корпус для радиоустройств. Размер его должен быть таким, дабы хватало, чтоб разместить 3 переменных резистора. Например, диаметр круглой части у моих резисторов был 15 мм, соответственно был выбран корпус небольшого размера. Маломощные резисторы имеют небольшие размеры, как раз таких и будет достаточно. Корпус представляет собой пластиковую коробку с крышкой, которая крепится на саморезы:

Для начала надо выбрать место расположения ручек и определиться, с какой стороны будет заходить провод в блок управления цветом, и с какой стороны выходить. Затем делаем разметку центров отверстий (сделать это очень удобно шилом). Перед тем как сверлить нужно накернить разметку. Сделать это можно сверлом диаметром 3 мм, пару раз прокрутив его вручную. Теперь сверлим отверстия под провод дрелью на небольших оборотах. Если же сверлить на больших - пластик поплавится и его придется убирать. Размер отверстия естественно будет зависеть от диаметра проводов.

Перед тем, как сверлить отверстия под регулировочные ручки, определяемся со способом монтажа переменных резисторов. Один из способов - это выполнить монтаж на печатной плате и затем скобами ее закрепить к внутренним стенкам корпуса. В этом случае ручки углубляют в корпус, соответственно отверстия делаются под них. Ручки, которые я использовал, выглядят так:

Если же делать навесной монтаж, то можно просто просверлить отверстия в корпусе под крепление переменных резисторов, что собственно я и сделал. Мне, например, просто удобней, если ручка полностью открыта. Когда все отверстия просверлены - убираем заусенции надфилями.

По поводу источника питания - тут можно взять, например регулируемый блок питания от 1,5 до 12 В с шагом 1,5 В.

Напряжение нужно выставлять соответствующее светодиоду. Обычно такие светодиоды на 3 В, так что ставить дополнительный резистор нет необходимости. Лично я в качестве источника питания выбрал зарядку от Motorola C350 и поставил на каждую минусовую ножку диода по резистору на 150 Ом.

Если же подключать наш девайс к компу, то его можно запитывать либо от разветвителя питания (molex), либо от USB - кабеля.

Тем, кто не знает - красный провод в молексе это +5 В, черный - земля. Либо возьмите кабель USB и отрежьте ненужный штекер, оставив только выход на USB. Зачистите его. Там будет 4 провода: черный (земля), красный (+5 В), зеленый и белый (обязательно их заизолируйте: они нам не пригодятся). Так как питание 5 В, а светодиод на 3 В, то ставим по резистору на каждую ножку цветности светодиода. В данном случае это по 150 Ом (лучше брать немного с запасом).