Avertissement: vous pouvez le faire de manière simple ou difficile. Le moyen le plus simple est de choisir une LED RGB qui a un bon stock chez tous les grands distributeurs, de l'essayer et d'être heureux.
La difficulté est d'apprendre un peu sur la photométrie , qui est l'étude de la mesure de la lumière, puis de prendre sa décision. Rien ne garantit cependant que ce dernier produira de meilleurs résultats. Mais, il est probablement préférable de connaître un peu le contexte, alors c'est parti. Avertissement: Long post.
Critères de base
Les critères de base pour sélectionner une LED sont, en ignorant la couleur pour l'instant:
- Intensité / luminosité
- Angle de vue
- Style d'objectif (clair / diffus / externe)
Du haut:
Intensité / luminosité
Il s'agit d'une mesure de la luminosité que vous souhaitez que votre LED soit, et c'est étonnamment complexe. Pour une LED RVB, vous trouverez probablement plus facile de spécifier d'abord la zone de visualisation, puis de sélectionner le nombre de lumens dont vous avez besoin. Cette sélection sera probablement expérimentale, d'autant plus que vous voulez le faire chez Burning Man, qui a un environnement vraiment lumineux.
Il existe deux façons de mesurer l'intensité: radiométriquement et photométriquement. Le watt est une mesure radiométrique de la puissance, définie par le système métrique en termes d'électronique comme:
$ W = A ^ 2 * \ Omega $
En termes, la puissance dissipée par un ampère de courant traversant une résistance d'un ohm.
Les mesures photométriques définissent la luminosité d'une source à l'œil. La candela (ou, pour les LED, la millicandela ou le mcd) mesure l'intensité dans une direction. La lumière est une mesure de puissance et est définie comme une candela sur un stéradian de zone (un stéradian est un cône d'environ 64 $ ^ o $ de diamètre). Les deux sont pondérés par rapport aux unités radiométriques par la courbe de luminosité, qui ressemble à ceci (ligne noire en pointillés):
Notez qu'il culmine autour de 550 nm, ou la couleur verte. Cela signifie que vos couleurs rouge et bleu doivent avoir des puissances élevées pour obtenir une coloration uniforme. Si vous utilisez les indices de millicandella (pour une variété d'angles de vision) ou les indices de lumen (si vous avez déjà sélectionné un ensemble d'angles de vision similaires), vous n'avez pas à vous soucier de cette courbe.
Si vous faites toujours attention, ne vous inquiétez pas, le reste est plus simple et plus court.
Angle de vue
L'angle de vision est l'inclinaison maximale que vous pouvez avoir par rapport à la LED et voir toujours la couleur émise. Ceci est fonction de l'objectif et n'est pas toujours uniformément réparti. Pour un objectif diffus (nuageux), si vous pouvez voir l'objectif, vous pouvez voir la couleur, ne serait-ce qu'un peu. L'angle de vision n'est pas nécessairement ce nombre; ils sont généralement plus réalistes et ne définissent que la zone que l'objectif est conçu pour éclairer. Pour une lentille claire, les propriétés optiques de la lentille définiront l'angle de vision de manière plus rigide. Astuce: ce n'est pas 180 degrés pour le boîtier T 1 3/4 (la LED standard de 5 mm que vous avez montrée dans la plupart de vos liens - cela ne dépasse généralement pas 30 $ ^ 0 $).
Pour un globe POV, vous voulez probablement un angle de vision assez large.
Style d'objectif
Les verres peuvent être teintés ou incolores. Pour une LED RGB, vous voulez probablement incolore. Ils peuvent également être limpides ou diffusés (nuageux). Votre choix dans cette sélection dépendra de l'angle de vision des LED. Un objectif diffusé aidera à éliminer les taches lumineuses, mais réduira également l'efficacité de toute mise au point que l'objectif est conçu pour effectuer. Si vous obtenez une LED avec une lentille sphérique, elle doit être diffusée, ou vous aveuglerez vos utilisateurs pendant qu'elle tourne, et elle sera difficile à voir chez les autres.
Vous devez également décider si vous souhaitez un objectif intégré ou externe. Certaines LED super brillantes auront une lentille externe qui permet une optique de meilleure qualité mais coûte plus cher et nécessite plus de composants. Pour ce projet, vous voulez presque certainement un objectif intégré.
Propriétés électriques
Ensuite, vous devez considérer les propriétés électriques:
- Courant, nominal / test et maximum (sera différent pour chaque couleur d'une LED RGB)
- Tension directe $ V_F $ (sera différente pour chaque couleur d'une LED RGB)
Courant
Une LED crée de la lumière en dissipant de l'énergie à travers une jonction semi-conductrice. En dessous d'un certain courant, les électrons ne sont pas boostés vers le prochain obus et vous n'obtenez aucune lumière. Au-dessus d'un certain courant, vous détruisez votre appareil. En modulant le courant (moyen) entre ces deux valeurs, vous pouvez obtenir différents degrés d'intensité. Il s'agit d'une fonction non linéaire en ce qui concerne l'intensité lumineuse, mais vous pouvez obtenir une fonction plus linéaire en utilisant un courant constant et en allumant et éteignant rapidement la LED. Cette technique est connue sous le nom de modulation de largeur d'impulsion, ou PWM. Si votre PWM ne dépasse jamais un rapport cyclique donné et est suffisamment rapide, vous pouvez définir le courant constant auquel, à l'état stationnaire, dépasserait la puissance nominale maximale de votre LED. Cependant, cela ne vous donne généralement pas une moyenne plus brillante.
Vous devez sélectionner des LED dont les exigences actuelles sont dans les limites de votre circuit de commande et dont les exigences d'alimentation sont durables en utilisant la source d'alimentation que vous avez choisie.
Tension directe
La tension directe sera différente pour chaque couleur de la LED. Cela complique juste un peu le calcul du courant. Si vous utilisez une résistance pour régler le courant et que les LED sont à anode commune, vous devez probablement sélectionner des LED avec des tensions directes similaires pour minimiser les pertes de puissance dans les résistances. Sachez que la tension directe est fonction du courant direct!
Trucs standard
Ensuite, il y a les propriétés génériques que vous devez sélectionner pour tout appareil électronique:
- Paquet
- Température de soudure
- Fabricant / fournisseur
Paquet
Vous pourriez être tenté d'utiliser un boîtier de dôme standard T 1 3/4 5 mm. N'acceptez pas cela à moins d'être sûr que c'est ce que vous voulez. Pour obtenir 4 fils sous ce package, vous avez besoin de petits trous serrés (la soudure et la fabrication de PCB seront difficiles), et les propriétés optiques sont moins qu'optimales.
Il existe une pléthore de montages en surface qui sont de profil plus bas et de poids inférieur (ce qui est souhaitable si vous voulez faire tourner votre projet) et qui ont des angles de vision élevés sans utiliser d'objectifs diffus.
Température de soudure
Les LED sont parmi les composants les plus sensibles à la chaleur lors du soudage en raison des exigences optiques de leurs lentilles et en raison des semi-conducteurs uniques utilisés pour générer la lumière. Soyez prudent si vous utilisez autre chose qu'un fer à souder ou un four à température régulée pour cela.
Fabricant et distributeur
Pour un projet ou un prototype unique, les produits Adafruit ou Sparkfun conviennent, mais (1) vous paierez une prime pour leur sélection et leur approbation et (2) vous n'aurez pas de chance s'ils abandonnent le produit. Les sites amateurs sont parfaits si vous créez un produit unique, mais si vous souhaitez distribuer des plans, assurez-vous qu'une LED compatible est largement disponible. Sinon, contactez directement Cree, Avago ou Lite-On (ou votre fabricant préféré), ou utilisez un distributeur majeur comme Digikey ou Mouser. Vous aurez plus de chance et obtiendrez de meilleurs prix en achetant en vrac et en évitant les intermédiaires.
Couleur
La couleur est l'un des facteurs les plus importants à prendre en compte, mais les LED RVB définissent cela pour vous. Vous devez tenir compte des relations entre chaque couleur de votre sélection, mais cela peut généralement être pris en compte dans le logiciel. Par exemple, l'œil humain détecte le vert beaucoup mieux qu'il ne détecte le bleu, et les LED rouges sont généralement plus efficaces que le bleu.
En plus de la puissance relative entre les couleurs, vous devez tenir compte des informations spectrales. De nombreux fabricants ont des définitions différentes de chaque couleur - le rouge peut être n'importe quelle lumière avec une longueur d'onde comprise entre 629 nm (un rouge orangé) et 660 nm, le vert peut aller de 515 nm à 565 nm et le bleu peut aller de 430 nm à 470 nm (un bleu verdâtre). Et c'est juste le pic nominal! Ce n'est pas un laser, donc tous les rayons de lumière qui en proviennent n'ont pas la même longueur d'onde - il y a une distribution irrégulière de la longueur d'onde pour chaque couleur. Une LED rouge émettra une infime quantité de lumière bleue et vice versa.