刚才我们介绍了3535双色LED灯珠:陶瓷封装、红外850nm与白光你是不是正琢磨着,怎么能让它听你的话,有时候只亮红外,有时候只亮白光,或者白光亮一点,红外亮暗一点?没错,这就是“独立控制”的需求,很多朋友在玩电子或者设计产品时都会遇到这个问题。
别担心,实现3535双色LED的红外光和白光独立控制,其实原理并不复杂。今天我就用最简单的话,一步一步告诉你怎么搞定它!
什么是3535双色LED?为什么它能独立控制?
我们说的3535,其实是这种LED封装尺寸的代号,就是长3.5毫米、宽3.5毫米。它是个小家伙,但里面藏着小心思。
双色LED之所以能发两种颜色的光(这里是红外和白光),不是因为它能变色,而是因为它的外壳里,其实装了两个独立的LED芯片! 一个是发出红外光的芯片,另一个是发出白光的芯片。
就像你家里有两个灯泡,虽然装在同一个灯罩里,但它们有各自的电线。只要你能分别控制这两根电线的通断或者电流大小,就能控制这两个灯泡独立亮灭或调节亮度。
3535双色LED也是一样。它通常有三个引脚(或者更多,但最常见的双色是三脚):一个公共引脚(可能是公共阳极或公共阴极),以及分别连接到红外芯片和白光芯片的另外两个引脚。
共阳极 (Common Anode, CA) :公共引脚是正极 (+),红外和白光芯片的负极 (-) 分别引出来。共阴极 (Common Cathode, CC) :公共引脚是负极 (-),红外和白光芯片的正极 (+) 分别引出来。
搞清楚它是共阳极还是共阴极,是实现独立控制的第一步,也是最关键的一步!这决定了你后续电路的接法。通常在购买时或者看产品手册(Datasheet)时会说明。
为什么你需要独立控制红外和白光?
你可能会问,为啥要这么麻烦,让它们独立控制呢?原因有很多,比如:
安防监控: 白光用于白天或光线充足时的普通照明/补光,红外光用于夜间或黑暗环境下的隐蔽监控(人眼看不到红外光)。需要根据环境光线切换。
植物照明: 某些植物在不同生长阶段需要特定波长的红外光,而白光用于满足其他波长的需求或作为普通照明。需要根据植物需求调节。
传感器应用: 红外光用于感应或通信,白光用于指示或普通照明。
特殊照明: 舞台灯光、医疗设备等可能需要红外和白光的组合或独立使用。
看吧,需求还不少呢!
如何实现3535双色LED的独立控制?
既然知道里面是两个独立的芯片,那方法就很直接了:给每个芯片搭一套独立的“供电+控制”线路。
1. 最简单的方法:独立开关控制
就像控制两个独立的灯泡一样。你需要:
一个电源。
两个开关(或者其他能断开/闭合电路的器件)。
两个限流电阻(非常重要!保护LED不被烧坏)。
你的3535双色LED。
电路思路(以共阴极LED为例):
电源负极 (-) 连接到LED的公共阴极引脚。
电源正极 (+) 经过一个开关和一个限流电阻后,连接到红外LED的正极引脚。
电源正极 (+) 经过另一个开关和一个限流电阻后,连接到白光LED的正极引脚。
这样,你就可以通过拨动两个开关,分别控制红外和白光的亮灭了。共阳极的接法类似,只是公共引脚接正极,开关和电阻放在负极这边。
2. 灵活一些的方法:使用晶体管(三极管/MOS管)控制
用开关手动控制有点low?想用低电平信号(比如微控制器或者其他芯片输出的信号)来控制?那就需要晶体管出场了。晶体管在这里就像一个“电控开关”。
你需要:
电源。
两个合适的晶体管(比如NPN三极管或N沟道MOS管,用于共阴极LED;PNP三极管或P沟道MOS管,用于共阳极LED)。
两个限流电阻(LED用)。
可能还需要基极/栅极电阻(控制晶体管用)。
你的3535双色LED。
提供控制信号的源(比如一个简单的按钮电路,或者一个微控制器)。
电路思路(以共阴极LED和NPN三极管为例):
电源负极 (-) 连接到公共地。
LED的公共阴极引脚连接到地。
红外LED的正极引脚经过限流电阻后,连接到电源正极 (+)。
白光LED的正极引脚经过限流电阻后,连接到电源正极 (+)。
红外LED的负极引脚(这是在LED内部,通过外部引脚连接到电路的)连接到第一个NPN三极管的集电极 (Collector)。三极管的发射极 (Emitter) 连接到地。
白光LED的负极引脚连接到第二个NPN三极管的集电极。三极管的发射极连接到地。
你的控制信号源(比如微控制器的IO口)通过一个基极电阻连接到第一个NPN三极管的基极 (Base),控制红外。
另一个控制信号源连接到第二个NPN三极管的基极,控制白光。
当控制信号给到高电平时,对应的三极管导通,形成回路,LED就亮了。给低电平时,三极管截止,LED就灭了。这样,你就可以通过控制信号独立控制两个LED了。
共阳极的接法需要用PNP三极管或P沟道MOS管,电路结构略有不同,但基本原理类似,都是用晶体管作为独立开关。
3. 最智能的方法:微控制器(如Arduino)+ PWM控制
如果你想实现独立调节亮度,而不是简单的亮灭,那就需要用到PWM(脉冲宽度调制)技术,这通常需要一个微控制器来完成。
你需要:
电源。
两个晶体管(同上,作为开关)。
两个限流电阻。
你的3535双色LED。
一个微控制器(比如Arduino Uno、STM32等)。
电路思路:
电路连接部分和使用晶体管控制类似。关键在于控制信号源换成了微控制器的两个支持PWM输出的引脚。
微控制器可以通过编程,在不同的引脚上输出不同占空比(高电平持续时间比例)的PWM波形。占空比越大,LED接收到的平均电流越高,看起来就越亮;占空比越小,就越暗。
通过改变控制红外LED的PWM引脚的占空比,你可以独立调节红外光的亮度。同样,改变控制白光LED的PWM引脚的占空比,就可以独立调节白光的亮度。这给了你最大的灵活性。
你需要注意什么?
在实际动手操作时,有几个事情你一定要注意:
确认LED的极性! 它是共阳极还是共阴极?看datasheet或者用万用表测量。接反了不会亮,甚至可能损坏。
限流电阻!限流电阻!限流电阻! 重要的事情说三遍。LED需要恒定电流驱动,直接接电压会烧掉。电阻的作用就是限制流过LED的电流。计算方法很简单:
电阻值 = (电源电压 - LED正向压降) / LED工作电流
。红光和白光的正向压降和工作电流不一样,所以需要用两个独立的电阻! [链接到如何计算LED限流电阻的文章]功率和散热: 特别是白光LED,如果功率比较大,长时间工作可能会发热。考虑是否需要散热片。
晶体管的选择: 确保你选择的晶体管能够承受LED的工作电流和电压。
控制信号电压: 如果使用晶体管,确保控制信号的电压(比如微控制器的输出电压)能有效地驱动晶体管饱和导通。
常见问题解答
问:我可以用一个电阻同时给红外和白光限流吗?
答: 不行!红外和白光LED有不同的正向压降和最佳工作电流。用一个电阻无法同时为它们提供合适的电流。必须用两个独立的限流电阻,每个颜色一个。
问:共阳极和共阴极有什么区别?怎么判断?
答: 区别在于公共引脚是接电源正极还是负极。共阳极是公共引脚接正极,另外两个引脚通过电阻和控制电路接负极。共阴极是公共引脚接负极,另外两个引脚通过电阻和控制电路接正极。判断方法是查阅LED的型号规格书(datasheet),或者用万用表的二极管档测试。
问:我一定要用微控制器才能独立控制吗?
答: 不是。如果你只需要独立开关控制(亮或灭),用独立的开关或晶体管就可以实现。微控制器主要用于实现更复杂的控制逻辑,比如独立调光(PWM)、定时开关、响应外部信号等。
问:3535封装的LED是不是都含有红外和白光?
答: 不是。3535只是一个封装尺寸,里面可以装单色LED(比如只有白光或只有红光)、双色LED(比如红外+白光,或者红光+绿光)、甚至三色LED(RGB)。购买时一定要看清楚产品说明。
朋友,现在你应该清楚了,实现3535双色LED(红外+白光)的独立控制,核心就在于利用它内部是两个独立LED芯片的特性。
你需要为红外和白光分别搭建一套独立的驱动电路。这套电路可以是最简单的开关+电阻,可以是晶体管控制的开关+电阻,也可以是微控制器+晶体管实现的PWM调光电路。
记住,最重要的是确认LED的极性(共阳极还是共阴极)以及为每个颜色的LED都配上合适的限流电阻。
只要掌握了这些基本原理和注意事项,你就能轻松玩转你的3535双色LED,让红外和白光乖乖听你的指挥了!
希望这篇文章对你有帮助!如果你还有其他问题,随时可以问我。