Advertencia: puede hacerlo de la manera fácil o de la manera difícil. La manera fácil es elegir un LED RGB que tenga un buen stock en todos los principales distribuidores, pruébelo y sea feliz.

La forma difícil es aprender un poco sobre fotometría , que es el estudio de la medición de la luz, y luego tomar una decisión. Sin embargo, no hay garantías de que este último produzca mejores resultados. Pero, probablemente sea mejor conocer un poco de historia, así que aquí vamos. Advertencia: publicación larga.

Criterios básicos

Los criterios básicos para seleccionar un LED son, ignorando el color por ahora:

• Intensidad/brillo
• Ángulo de visión
• Estilo de lente (transparente/difusa/externa)

Desde la parte superior:

Intensidad/Brillo

Esta es una medida de qué tan brillante desea que sea su LED, y es sorprendentemente compleja. Para un LED RGB, probablemente le resulte más fácil especificar primero el área de visualización y luego seleccionar la cantidad de lúmenes que necesita. Esta selección probablemente será experimental, especialmente porque querrás hacerlo en Burning Man, que tiene un ambiente realmente brillante.

Hay dos formas de medir la intensidad: radiométricamente y fotométricamente. El vatio es una medida radiométrica de potencia, definida por el sistema métrico en términos de electrónica como:

$W = A^2 * \Omega $

En palabras, la potencia disipada por un amperio de corriente que fluye a través de una resistencia de un ohmio.

Las mediciones fotométricas definen qué tan brillante aparece una fuente ante el ojo. La candela (o, para los LED, la milicandela o mcd) mide la intensidad en una dirección. El lumen es una medida de potencia y se define como una candela sobre un estereorradián de área (un estereorradián es un cono de aproximadamente $64^o$ de ancho). Ambos están ponderados con respecto a las unidades radiométricas por la curva de luminosidad, que se parece a esto (línea negra punteada):

Tenga en cuenta que alcanza un máximo de alrededor de 550 nm, o el color verde. Lo que esto significa es que sus colores rojo y azul deben tener clasificaciones de alto vataje para obtener una coloración uniforme. Si usa las clasificaciones de milicandelas (para una variedad de ángulos de visión) o las clasificaciones de lúmenes (si ya seleccionó un conjunto de ángulos de visión similares), no tiene que preocuparse por esta curva.

Si sigues prestando atención, no te preocupes, el resto es más sencillo y corto.

Ángulo de visión

El ángulo de visión es la máxima inclinación que puedes tener con respecto al LED y seguir viendo el color emitido. Esta es una función de la lente y no siempre se distribuye uniformemente. Para una lente difusa (turbia), si puede ver la lente, puede ver el color, aunque solo sea un poco. El ángulo de visión no es necesariamente este número; por lo general, son más realistas y solo definen el área que la lente está diseñada para iluminar. Para una lente clara, las propiedades ópticas de la lente definirán el ángulo de visión de manera más rígida. Sugerencia: no son 180 grados para el paquete T 1 3/4 (el LED estándar de 5 mm que mostraste en la mayoría de tus enlaces; por lo general, no cuesta más de $ 30 ^ 0 $).

Para un globo POV, probablemente desee un ángulo de visión bastante amplio.

Estilo de lente

Las lentes pueden ser tintadas o incoloras. Para un LED RGB, probablemente quieras incoloro. También pueden ser claros como el agua o difusos (turbios). Su elección en esta selección dependerá del ángulo de visión de los LED. Una lente difusa ayudará a eliminar los puntos brillantes, pero también reducirá la efectividad del enfoque para el que está diseñada la lente. Si obtiene un LED con una lente esférica, debe difundirlo, o cegará a sus usuarios mientras gira, y será difícil verlo en otros.

También debe decidir si desea una lente integrada o externa. Algunos LED superbrillantes tendrán una lente externa que permite una óptica de mayor calidad pero cuesta más y requiere más componentes. Para este proyecto, seguramente querrá una lente integrada.

Propiedades electricas

A continuación, debe considerar las propiedades eléctricas:

• Corriente, tanto nominal/prueba como máxima (Será diferente para cada color de un LED RGB)
• Voltaje directo $V_F$ (será diferente para cada color de un LED RGB)

Actual

Un LED crea luz al disipar energía a través de una unión de semiconductores. Por debajo de cierta corriente, los electrones no se impulsan a la siguiente capa y no se obtiene luz. Por encima de cierta corriente, destruyes tu dispositivo. Al modular la corriente (promedio) entre estos dos valores, puede obtener diversos grados de intensidad. Esta es una función no lineal con respecto a la intensidad de la luz, pero puede obtener una función más lineal usando una corriente constante y encendiendo y apagando rápidamente el LED. Esta técnica se conoce como modulación de ancho de pulso o PWM. Si su PWM nunca supera un ciclo de trabajo determinado y es lo suficientemente rápido, puede establecer la corriente constante a la que, en estado estable, superaría la potencia nominal máxima de su LED. Sin embargo, esto no suele darte un promedio más brillante.

Debe seleccionar LED cuyos requisitos actuales estén dentro de los límites de su circuito de accionamiento y cuyos requisitos de energía sean sostenibles utilizando la fuente de alimentación elegida.

Tensión directa

El voltaje directo será diferente para cada color en el LED. Esto solo complica un poco el cálculo de la corriente. Si está utilizando una resistencia para establecer la corriente y los LED son de ánodo común, probablemente debería seleccionar LED con voltajes directos similares para minimizar las pérdidas de energía en las resistencias. ¡Tenga en cuenta que el voltaje directo es una función de la corriente directa!

cosas estándar

Luego, están las propiedades genéricas que debes seleccionar para cualquier dispositivo electrónico:

• Paquete
• Temperatura de soldadura
• Proveedor de fabricante

Paquete

Es posible que tenga la tentación de utilizar un paquete de domo estándar T 1 3/4 de 5 mm. No aceptes esto a menos que estés seguro de que es lo que quieres. Para obtener 4 cables debajo de este paquete, necesita orificios pequeños y estrechos (la soldadura y la fabricación de PCB serán difíciles), y las propiedades ópticas no son óptimas.

Hay una gran cantidad de paquetes de montaje en superficie que tienen un perfil más bajo y un peso más bajo (lo que es deseable si desea hacer girar su proyecto) y que tienen ángulos de visión altos sin usar lentes difusos.

Temperatura de soldadura

Los LED son algunos de los componentes más sensibles al calor cuando se sueldan debido a los requisitos ópticos de sus lentes y a los semiconductores únicos que se utilizan para generar la luz. Tenga cuidado si está usando algo que no sea un soldador u horno de temperatura regulada para esto.

Fabricante y distribuidor

Para un proyecto o prototipo único, los productos Adafruit o Sparkfun están bien, pero (1) pagará una prima por su selección y respaldo y (2) no tendrá suerte si abandonan el producto. Los sitios de aficionados están bien si está haciendo un producto único, pero si desea distribuir planes, asegúrese de que haya un LED compatible disponible. De lo contrario, comuníquese con Cree, Avago o Lite-On (o su fabricante favorito) directamente, o use un distribuidor importante como Digikey o Mouser. Tendrás mejor suerte y obtendrás mejores precios si compras al por mayor y evitas a los intermediarios.

Color

Uno de los factores más importantes a considerar es el color, pero los LED RGB básicamente definen eso para ti. Debe considerar las relaciones entre cada color en su selección, pero esto generalmente se puede tener en cuenta en el software. Por ejemplo, el ojo humano detecta mucho mejor el verde que el azul, y los LED rojos suelen ser más eficientes que los azules.

Además del poder relativo entre los colores, debe considerar la información espectral. Muchos fabricantes tienen diferentes definiciones de cada color: el rojo puede ser cualquier luz con una longitud de onda entre 629nm (un rojo anaranjado) y 660nm, el verde puede ser de 515nm a 565nm y el azul puede estar entre 430nm y 470nm (un azul verdoso). ¡Y eso es solo el pico nominal! Esto no es un láser, por lo que no todos los rayos de luz que provienen de él tienen la misma longitud de onda, hay una distribución irregular de la longitud de onda para cada color. Un LED rojo emitirá una pequeña cantidad de luz azul y viceversa.