Verlichtingstechniek

In de mix

Het is een hele kunst om de lichtopbrengst van RGB LED’s goed te mengen, maar een demonstratiekaart en een PIC12 processor kunnen daarbij helpen.

Grafische ontwerpers willen hun artistieke werk vastleggen in goed bij elkaar passende kleuren om daarmee de samenhang van bijvoorbeeld logo/beeldmerk, merk- of bedrijfsnaam te versterken. Maar een nauwkeurige presentatie van kleur op verschillende apparaten en media blijft nog steeds een hele uitdaging.
Er zijn diverse manieren om de verschillende kleurwaarden uit te drukken, zoals CMYK, RGB, CIE en HunterLab. Elke willekeurige kleur kan worden beschreven met drie verschillende variabelen, dankzij de drie verschillende soorten kegeltjes in het menselijk oog die gevoelig zijn voor rood, groen en blauw. Verder bevat het oog ook nog staafjes om de helderheidsverschillen waar te nemen. De kleur is gestandaardiseerd door de CIE (Commission Internationale l’Eclairage) die voor het additief mengen van kleuren, ofwel het optellen van de kleurcomponenten, een chromatische kleurenruimte heeft vastgelegd als referentiemodel.
Een populaire manier voor het representeren van kleur geeft dus de CIE 1931 XYZ kleurenruimte, waarbij Y staat voor de luminantie of helderheid en de waarden van X en Z de kleursoort of chrominantie vormen. Grijs en wit hebben dezelfde chrominantie maar verschillen qua luminantie. Het resultaat is een driedimensionale kleurenruimte die alle kleuren omvat die het menselijk oog kan waarnemen.
Rode, groene en blauwe LED’s zijn in staat om een brede reeks kleuren te produceren, maar het vinden van individuele kleuren kan moeilijk zijn, net als het vloeiend overgaan van de ene kleur in de andere. Echter, een microcontroller kan worden geprogrammeerd voor het gebruik van een schuifregelaar waarmee de meeste beschikbare kleuren kunnen worden samengesteld, of er kan gebruik worden gemaakt van de chromatische afbeelding volgens de CIE 1931 kleurenruimte (zie figuur 1).

Als er in de kleurenruimte twee kleuren door een rechte lijn worden verbonden en deze kleuren in verschillende hoeveelheden worden gemengd, dan kan elke kleur langs die lijn worden samengesteld. Dat is de reden dat bij blauwe LED’s meestal een gele fosfor wordt gebruikt voor het creëren van wit licht.

Bij het toepassen van RGB verlichtingscomponenten voor het opwekken van kleuren die voorkomen in de chromatische kleurenruimte, blijkt dat de uitvoerbare kleuren worden ingesloten door een driehoek die ook wel wordt aangeduid met de kleurendriehoek van James Clerk Maxwell, een Schotse natuurkundige en wiskundige (zie nogmaals figuur 1). De kleurenreeks die kan worden geproduceerd, wordt ook wel kleurengamma of kleurenpalet genoemd. Als dit wordt bekeken op een computerscherm kunnen er nauwkeurigheidsafwijkingen ontstaan omdat het bereik van het kleurenpalet van de monitor beperkt is. De witte stip in het midden is klein en de mogelijkheid om zuiver wit licht te produceren is een goede indicatie dat het mengen van kleuren op de juiste manier plaatsvindt.

Voor het complete artikel klik hier

Aanvullende informatie is te vinden in het applicatiebericht AN1562A.pdf van Microchip, waarvan dit artikel als samenvatting kan worden beschouwd.