Простейший генератор RGB с плавным изменением цвета

Журнал РАДИОЛОЦМАН, январь 2020

М.П. Басков, О.Д. Левашов
Moсква – Брешия (Италия)

В романе «Особый контроль» российского фантаста Василия Головочёва есть некий таинственный артефакт, представляющий собой точку с плавным изменением цвета, которую инопланетяне оставляли на объектах, угрожающих экологии. Этот артефакт использовался авторами в нескольких RPG-играх по мотивам произведений фантаста.

Программируется экранная реализация этого артефакта достаточно просто, но его аппаратная реализация на дискретных компонентах является весьма сложной задачей и не имеет практического смысла. Времена изменились, и теперь RGB-светодиоды, самостоятельно меняющие цвет, стали привычным атрибутом елочных украшений. С целью расширения прикладной функциональности этих «игрушек», мы исследовали изменение напряжения на аноде такого светодиода. Результат представлен на Рисунке 1.

Рисунок 1.	Диаграмма напряжения на аноде в привязке к спектру излучения.

После анализа диаграммы стало ясно, что такой светодиод может служить основной частью генератора RGB-последовательности с раздельными каналами основных цветов… Дальше – дело техники (Рисунок 2). С помощью двух компараторов и одного элемента «И-НЕ» нам удалось выделить RGB-компоненты. Их дальнейшее использование зависит только от фантазии читателя. Видео, сделанное на этапе проверки идеи, можно посмотреть по ссылке в конце статьи.

Рисунок 2.	RGB-генератор псевдослучайной цветовой последовательности.

В качестве источника опорного напряжения используется синий светодиод V2, что обеспечивает относительное постоянство уставок опорных каналов компараторов А1-1 и А1-2.

Это обеспечивает стабильность работы генератора в широком диапазоне питающих напряжений, ограниченных сверху только предельным значением напряжения питания микросхемы D1 (18 В). Если сопротивления резисторов R1 и R2 уменьшить до 2 кОм, то схема будет работать от 3.7 В. Указанные на схеме значения напряжений измерены при напряжении питания 12 В. На выходе RGB-генератора формируются управляющие сигналы высокого уровня для n-канальных MOSFET. Если нужны управляющие сигналы низкого уровня, инверторы D1-2, D1-3, D1-4 следует исключить.

Изложенную в статье идею авторы применили для изготовления декоративных светильников, освещающих территорию загородного дома. Разумеется, можно было бы приобрести светодиодные прожекторы с аналогичным функционалом, но они, как правило, требуют высоковольтного питания. Наши же светильники питаются от мощной батареи из восстановленных автомобильных аккумуляторов, заряжаемых щедрым итальянским солнцем. Поскольку через некоторое время светодиоды начинают работать асинхронно, то ночной сад представляет собой феерическое зрелище.

Испытание RGB-генератора с плавным изменением цвета