該項(xiàng)目的目標(biāo)是創(chuàng)建一種測(cè)量光的 “顏色” 的設(shè)備。您可能知道，通常照亮人類生活的光實(shí)際上是無(wú)數(shù)不同波長(zhǎng)的電磁輻射的混合物。可見光譜中的每個(gè)波長(zhǎng)（從大約 400 nm 延伸到 700 nm）都對(duì)應(yīng)于一種特定的顏色，我們的眼睛將這種顏色混合物解釋為“白”光?！　∪欢鶕?jù)主要的照明來(lái)源，生活看起來(lái)會(huì)有所不同。熒光燈和強(qiáng)烈的陽(yáng)光看起來(lái)特別白，而白熾燈泡和蠟燭營(yíng)造出更溫暖的“淡黃色”氛圍。之所以會(huì)出現(xiàn)這些變化，是因?yàn)椴煌?“白” 光源會(huì)產(chǎn)生截然不同的顏色混合。強(qiáng)度和波長(zhǎng)之間的這種關(guān)系稱為光譜組成，這是用圖像比用文字更容易解釋的概念之一?？纯催@張來(lái)自 Popular Mechanics 的圖片。

　　標(biāo)題為終極燈泡測(cè)試：白熾燈 vs. 緊湊型熒光燈 vs. LED。它提供了有關(guān)不同燈泡的光譜特性的有趣而詳細(xì)的信息，包括人們可能用來(lái)描述每個(gè)燈泡產(chǎn)生的光質(zhì)量的一些詞。
　　紅色、綠色和藍(lán)色　　“RGB”一詞如今非常普遍，它本身幾乎是一個(gè)詞。我們不想讓這篇文章對(duì)原色和人類視覺的三色性進(jìn)行廣泛的討論;可以說(shuō)，標(biāo)準(zhǔn)的增材顯示系統(tǒng)（例如計(jì)算機(jī)顯示器）使用紅光、綠光和藍(lán)光的組合來(lái)生成各種不同的顏色。因此，我們可以結(jié)合使用紅色、綠色和藍(lán)色光電探測(cè)器來(lái)“測(cè)量”顏色。在白光的背景下，這樣想可能更有幫助：通過(guò)使用對(duì)紅、綠、藍(lán)光敏感的單獨(dú)（盡管相鄰）探測(cè)器，我們可以根據(jù)可見光譜下三分之一（對(duì)應(yīng)于藍(lán)色探測(cè)器）、中間三分之一（對(duì)應(yīng)于綠色）中的光能量來(lái)估計(jì)光譜組成， 和上三分之一（對(duì)應(yīng)于紅色）。在您思考下圖后，這一點(diǎn)應(yīng)該會(huì)更清楚，該圖像傳達(dá)了用于此項(xiàng)目的 RGB 傳感器中紅色、綠色、藍(lán)色和透明光電探測(cè)器的相對(duì)光譜靈敏度（來(lái)自 Rohm 的 p/n BH1745NUC）。

　　單像素 RGB 顯示屏
　　除非我們有某種方法來(lái)報(bào)告結(jié)果，否則我們的顏色測(cè)量不會(huì)很有用。我們將使用 RGB LED 模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)：可以根據(jù) RGB 光電探測(cè)器的輸出調(diào)整每個(gè) LED 的強(qiáng)度（又名亮度），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，在下面的文章中，我們將此功能與從 BH1745NUC 讀取數(shù)據(jù)相結(jié)合。
　　本項(xiàng)目使用定制設(shè)計(jì)的 PCB，其中包括一個(gè) EFM8 通用 Bee 微控制器（部件號(hào) EFM8UB20F64G-A-QFP32，單擊此處查看數(shù)據(jù)表，單擊此處查看參考手冊(cè)）、一個(gè)四通道 DAC（德州儀器 （TI） 的部件號(hào) DAC084S085）、一個(gè)四通道運(yùn)算放大器（德州儀器 （TI） 的部件號(hào) LMV614）、一個(gè) RGB LED（部件號(hào) ASMT-YTB7-0AA02來(lái)自 Avago）和 BH1745NUC。
　　強(qiáng)度和電流之間的關(guān)系是線性的;電流和電壓之間的關(guān)系是高度非線性的，這意味著強(qiáng)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(cè)和直接的方式控制強(qiáng)度，我們需要調(diào)整電流，而不是電壓。
　　從電壓源到電流源　　DAC 是一個(gè) 4 通道、8 位、電壓輸出器件，通過(guò) SPI 進(jìn)行控制。EFM8 提供 2.4 V 參考電壓。因此，DAC 輸出電壓在 0 V 至 2.4 V 范圍內(nèi)以 （2.4 V）/（28） = 9.4 mV。我們希望將此電壓轉(zhuǎn)換為電流，使 LED 從零強(qiáng)度變?yōu)樽畲髲?qiáng)度。為此，我們需要一個(gè)運(yùn)算放大器和一些負(fù)反饋;一般方法如下：

　　這里的基本原理是運(yùn)算放大器將以任何必要的方式調(diào)整其輸出，以使負(fù)輸入端的電壓等于正輸入端的電壓。反饋電阻 （RFB的） 將通過(guò) LED 的電流轉(zhuǎn)換為電壓，這樣施加到正輸入的控制電壓將決定 LED 的正向電流，從而決定其強(qiáng)度。以下是本項(xiàng)目中使用的電路的設(shè)計(jì)過(guò)程：
　　選擇最大正向電流。我們將使用 20 mA，這遠(yuǎn)低于綠色和藍(lán)色 LED 的指定最大值 25 mA（紅色 LED 的最大值為 50 mA）。請(qǐng)記住選擇可以安全提供如此大電流的運(yùn)算放大器。
　　使用電阻分壓器將控制電壓降低 10 倍。這允許我們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。
　　調(diào)整反饋電阻的大小，使最大電流下的反饋電壓等于最大除以 10 控制電壓：
　　\[\left（2.4\ V\div10\right）=R_{FB}\times20\ mA\ \ \ \rightarrow\ \ R_{FB}=\frac{240\ mV}{20\ mA}=12\ \Omega\]　　以下是實(shí)際電路的原理圖：