白色的顏色
　　該項目的目標(biāo)是創(chuàng)建一種測量光“顏色”的設(shè)備。您可能知道，通常照亮人類生活的光實際上是無數(shù)不同波長的電磁輻射的混合物?？梢姽庾V（從大約 400 nm 延伸到 700 nm）中的每個波長都對應(yīng)于一種特定的顏色，我們的眼睛將這種顏色的混合解釋為“白”光?！　∪欢鸁o疑已經(jīng)注意到，根據(jù)主要光源的不同，生活看起來有些不同。熒光燈和強烈的陽光看起來特別白，而白熾燈泡和蠟燭則營造出更溫暖的“淡黃色”氛圍。這些變化的發(fā)生是因為不同的“白”光源產(chǎn)生截然不同的顏色混合。強度和波長之間的這種關(guān)系被稱為光譜成分，這是用圖像比用文字更容易解釋的概念之一。

　　它提供了有關(guān)不同燈泡光譜特性的有趣且詳細的信息，包括人們可能用來描述每個燈泡產(chǎn)生的光質(zhì)量的一些詞語。
　　紅色、綠色和藍色　　“RGB”一詞如今非常常見，幾乎可以說是一個獨立的詞。我們不想通過對原色和人類視覺三色性的廣泛討論來增加本文的負擔(dān)；可以說，標(biāo)準附加顯示系統(tǒng)（例如計算機顯示器）使用紅、綠和藍光的組合來生成各種不同的顏色。由此可見，我們可以使用紅色、綠色和藍色光電探測器的組合來“測量”顏色。在白光的背景下，這樣思考可能更有幫助：通過使用對紅、綠和藍光敏感的單獨（盡管相鄰）探測器，我們可以根據(jù)光能量的大小來估計光譜成分。可見光譜的下三分之一（對應(yīng)于藍色探測器）、中三分之一（對應(yīng)于綠色）和上三分之一（對應(yīng)于紅色）?？紤]一下下圖后，您應(yīng)該會更清楚這一點，該圖傳達了用于此項目的 RGB 傳感器（來自 Rohm 的部件號BH1745NUC）中的紅色、綠色、藍色和透明光電探測器的相對光譜靈敏度。

　　單像素 RGB 顯示器
　　除非我們有某種方法來報告結(jié)果，否則我們的顏色測量不會很有用。我們將使用 RGB LED 模塊來實現(xiàn)此目的：我們可以根據(jù) RGB 光電探測器的輸出調(diào)整每個 LED 的強度（又稱亮度），因此模塊的整體顏色將類似于照亮 BH1745NUC 傳感器 IC 的顏色。在本文中，我們將討論 LED 控制器，在下一篇文章中，我們將將此功能與從 BH1745NUC 讀取數(shù)據(jù)結(jié)合起來。
　　該項目使用定制設(shè)計的 PCB，其中包括 EFM8 Universal Bee 微控制器（部件號 EFM8UB20F64G-A-QFP32，單擊此處查看數(shù)據(jù)表，單擊此處查看參考手冊）、四通道 DAC（部件號DAC084S085，來自德克薩斯州） Instruments）、一個四通道運算放大器（德州儀器的部件號LMV614）、一個 RGB LED（部件號Avago 的ASMT-YTB7-0AA02）和 BH1745NUC?！　≈匾氖且私?LED 強度與正向電流之間的關(guān)系比 LED 強度與正向電壓之間的關(guān)系簡單得多。請考慮本項目中使用的 LED 模塊數(shù)據(jù)表中的以下圖表。

　　強度與電流呈線性關(guān)系；電流和電壓之間的關(guān)系是高度非線性的，這意味著強度和電壓之間的關(guān)系也是高度非線性的。因此，如果我們想以可預(yù)測且直接的方式控制強度，我們需要調(diào)整電流，而不是電壓。
　　從電壓源到電流源　　DAC 是一款 4 通道、8 位電壓輸出器件，通過 SPI 進行控制。 EFM8 提供 2.4 V 參考電壓。因此，DAC 輸出電壓從 0V 變化到 2.4V，步長為 (2.4V)/(2 8 ) = 9.4mV。我們希望將此電壓轉(zhuǎn)換為電流，使 LED 從零強度變?yōu)樽畲髲姸取榇?，我們需要一個運算放大器和一些負反饋；一般做法如下：

　　這里的基本原理是，運算放大器將以任何必要的方式調(diào)整其輸出，以使負輸入端的電壓等于正輸入端的電壓。反饋電阻 (RFB )將通過 LED 的電流轉(zhuǎn)換為電壓，這樣施加到正輸入的控制電壓就決定了 LED 的正向電流，從而決定了其強度。本項目所用電路的設(shè)計流程如下：
　　選擇最大正向電流。我們將使用 20 mA，這明顯低于綠色和藍色 LED 指定的最大值 25 mA（紅色 LED 的最大值為 50 mA）。請記住選擇能夠安全提供如此大電流的運算放大器。
　　使用電阻分壓器可將控制電壓降低 10 倍。這使我們能夠使用更小的反饋電阻，從而增加可用于 LED 正向壓降的輸出電壓比例?！　≌{(diào)整反饋電阻的大小，使最大電流時的反饋電壓等于最大除以 10 的控制電壓：　(2.4 V÷10)=RFB×20 mA  \右箭頭  RFB=240 mV20 mA=12 Ω

　　這是實際電路的原理圖：