警告:これは簡単な方法でも難しい方法でも行えます。簡単な方法は、すべての主要な販売代理店で在庫が豊富なRGB LEDを選択し、試してみて、幸せになることです。
難しい方法は、測光について少し学ぶことです。これは光の測定の研究であり、それからあなたの決定を下します。ただし、後者の方がより良い結果が得られるという保証はありません。しかし、おそらく少しの背景を知るのが最善なので、ここに行きます。警告:長い投稿。
基本基準
LEDを選択するための基本的な基準は、現時点では色を無視することです。
- 強度/明るさ
- 視野角
- レンズスタイル(クリア/拡散/外部)
上から:
強度/明るさ
これは、LEDの明るさの測定値であり、驚くほど複雑です。RGB LEDの場合、最初に表示領域を指定し、次に必要なルーメン数を選択するのが最も簡単でしょう。この選択はおそらく実験的なものになります。特に、非常に明るい環境のBurning Manでやりたいので。
強度を測定するには、放射測定と測光の2つの方法があります。ワットは、電力に関する放射測定値であり、電子工学の観点からメートル法によって次のように定義されます。
$ W = A ^ 2 * \ Omega $
言い換えると、1オームの抵抗を流れる1アンペアの電流によって消費される電力です。
測光測定は、光源が目に見える明るさを定義します。カンデラ(または、LEDの場合、ミリカンデラまたはmcd)は、ある方向の強度を測定します。ルーメンはパワーの測定値であり、1面積のステラジアン上の1カンデラとして定義されます(ステラジアンは直径約$ 64 ^ o $の円錐です)。両方は、次のようなルミノシティカーブによって放射単位に対して重み付けされます(黒い点線)。
ピークは550nm付近、つまり緑色です。これが意味することは、あなたの赤と青の色が均一な色を得るために高いワット数定格を持っている必要があるということです。ミリカンデラ評価(さまざまな表示角度)またはルーメン評価(類似の表示角度のセットを既に選択している場合)を使用する場合、この曲線について心配する必要はありません。
あなたがまだ注意を払っているなら、心配しないでください、残りはより簡単で短いです。
視野角
視野角は、LEDに対して持つことができる最大の傾きであり、放射される色を見ることができます。これはレンズの機能であり、常に均一に分布するとは限りません。拡散(曇り)レンズの場合、レンズを見ることができれば、ほんの少しでも色を見ることができます。視野角は必ずしもこの数ではありません。通常はより現実的で、レンズが照らすように設計された領域のみを定義します。透明なレンズの場合、レンズの光学特性により視野角がより厳密に定義されます。ヒント:T 1 3/4パッケージ(ほとんどのリンクで示した標準の5mm LED-通常は$ 30 ^ 0 $以下)では180度ではありません。
POVグローブの場合、おそらくかなり広い視野角が必要です。
レンズスタイル
レンズは着色または無色にすることができます。RGB LEDの場合、おそらく無色にする必要があります。また、それらは透明または拡散(曇り)することもあります。この選択での選択は、LEDの視野角に依存します。拡散レンズは、明るいスポットを除去するのに役立ちますが、レンズが行うように設計された焦点合わせの効果も低下させます。球面レンズを備えたLEDを入手する場合、拡散させる必要があります。そうしないと、回転中にユーザーを盲目にしてしまい、他の人には見えにくくなります。
また、統合レンズと外部レンズのどちらを使用するかを決定する必要があります。一部の超高輝度LEDには、高品質の光学部品を使用できる外部レンズがありますが、コストがかかり、より多くのコンポーネントが必要です。このプロジェクトでは、ほぼ確実に統合レンズが必要です。
電気的性質
次に、電気的特性を考慮する必要があります。
- 電流、公称/テストおよび最大の両方(RGB LEDの色ごとに異なります)
- 順方向電圧$ V_F $(RGB LEDの色ごとに異なります)
現在
LEDは、半導体接合部で電力を消費することにより光を生成します。一定の電流を下回ると、電子は次のシェルにブーストされず、光が届きません。特定の電流を超えると、デバイスが破壊されます。これらの2つの値の間で(平均)電流を変調することにより、さまざまな強度を得ることができます。これは、光の強さに関して非線形関数ですが、定電流を使用してLEDをすばやく点滅させることにより、より線形関数を得ることができます。この手法は、パルス幅変調、またはPWMとして知られています。PWMが所定のデューティサイクルを決して超えず、十分に速い場合、定常状態でLEDの最大電力定格を超える定電流を設定できます。ただし、通常はこれで平均が明るくなるわけではありません。
現在の要件がドライブ回路の制限内であり、選択した電源を使用して電力要件が持続可能なLEDを選択する必要があります。
順方向電圧
順方向電圧は、LEDの色ごとに異なります。これは、電流の計算を少し複雑にします。抵抗を使用して電流を設定し、LEDが共通アノードである場合、抵抗での電力損失を最小限に抑えるために、おそらく同様の順方向電圧を持つLEDを選択する必要があります。順方向電圧は順方向電流の関数であることに注意してください!
標準的なもの
次に、電子デバイス用に選択する必要がある一般的なプロパティがあります。
- パッケージ
- はんだ付け温度
- メーカー/サプライヤー
パッケージ
標準のT 1 3/4 5mmドームパッケージを使用したくなるかもしれません。あなたがそれがあなたが望むものであることが確かでない限り、これを受け入れないでください。このパッケージの下に4本のリード線を得るには、小さくタイトな穴が必要で(はんだ付けとPCB製造は困難です)、光学特性は最適ではありません。
薄型で軽量な表面実装パッケージが多数あり(プロジェクトを回転させたい場合に望ましい)、拡散レンズを使用せずに高い視野角を実現します。
はんだ付け温度
LEDは、レンズの光学的要件と、光を生成するために使用される独自の半導体のために、はんだ付け時に熱に最も敏感なコンポーネントの一部です。このために温度調整されたはんだごてまたはオーブン以外を使用している場合は注意してください。
製造業者および販売業者
1回限りのプロジェクトまたはプロトタイプの場合、AdafruitまたはSparkfun製品は問題ありませんが、(1)それらの選択と承認にプレミアムを支払い、(2)製品をドロップすると運が悪くなります。あなたが一回限りの製品を作っているなら趣味のサイトは問題ありませんが、計画を配布したいなら、互換性のあるLEDが広く利用可能であることを確認してください。それ以外の場合は、Cree、Avago、Lite-On(またはお気に入りのメーカー)に直接お問い合わせいただくか、DigikeyやMouserなどの主要な販売代理店をご利用ください。一括購入して仲介業者をスキップすることで、より良い運とより良い価格を得ることができます。
色
考慮すべき最も重要な要素の1つは色ですが、RGB LEDは基本的にそれを定義します。選択した各色の関係を考慮する必要がありますが、これは通常ソフトウェアで説明できます。たとえば、人間の目は青よりも緑の方がはるかによく検出され、通常、赤のLEDは青よりも効率的です。
色間の相対的なパワーに加えて、スペクトル情報を考慮する必要があります。多くのメーカーは各色の定義が異なります-赤は629nm(オレンジ色の赤)から660nmの波長を持つ光、緑は515nmから565nm、青は430nmから470nm(緑がかった青)のいずれかの光です。そして、それはまさに名目上のピークです!これはレーザーではないので、そこから来る光線のすべてが同じ波長を持っているわけではありません-各色の波長の不規則な分布があります。赤色のLEDはごくわずかな青色の光を発し、その逆も同様です。