LED dioda koju možete ugasiti poput svijeće!: 5 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:36

LED diode su dizajnirane za emitiranje svjetlosti, ali također stvaraju iznenađujuće sposobne senzore. Koristeći samo Arduino UNO, LED diodu i otpornik, napravit ćemo vrući LED anemometar koji mjeri brzinu vjetra i isključuje LED na 2 sekunde kada otkrije da na njemu puše. Ovo možete upotrijebiti za izradu sučelja kontroliranih dahom ili čak elektroničku svijeću koju možete ugasiti!

Materijali:

Arduino UNO (s USB kabelom za povezivanje s računalom)

Otpornik 1/4W 220 ohma (https://www.amazon.com/Projects-25EP514220R-220-Re…)

Unaprijed ožičena, 0402 žuta LED (https://www.amazon.com/Lighthouse-LEDs-Angle-Pre-W…)

Zaglavlje odlomka (https://www.amazon.com/SamIdea-15-Pack-Straight-Co…)

Također će vam trebati:

Računalo za pokretanje Arduino okruženja

Osnovna oprema/vještine lemljenja

Korak 1: Kako ovo funkcionira?

Kad kroz LED vodite struju, njena temperatura raste. Količina porasta ovisi o tome koliko ga učinkovito hladite. Kad pušete na vruću LED diodu, dodatno hlađenje snižava radnu temperaturu. To možemo otkriti jer se napredni pad napona LED -a povećava kako postaje sve hladniji.

Krug je vrlo jednostavan i nalikuje na vožnju LED diode. Jedina razlika je u tome što ćemo dodati dodatnu žicu za mjerenje pada napona LED diode dok je uključena. Da biste radili dobro, želite upotrijebiti vrlo malu LED diodu (predlažem korištenje 0402 LED za površinsko montiranje) povezanu najtanjim mogućim žicama. To će omogućiti da se LED dioda vrlo brzo zagrije i ohladi te će smanjiti toplinu izgubljenu kroz žice. Promjene napona koje tražimo su samo milivolti - na samom rubu onoga što se pouzdano može otkriti putem UNO analognih pinova. Ako LED dioda leži na nečemu što odvodi toplinu, možda se neće moći dovoljno zagrijati, pa najbolje radi ako je u zraku.

Korak 2: Pripremite LED i otpornik za spajanje na vaš Arduino UNO

Za lemljenje izuzetno tankih žica na vrlo male LED diode za površinsko postavljanje potrebna je prilično vještina. Srećom, jednostavno možete kupiti unaprijed ožičene 0402 LED diode. Oni često dolaze s otpornikom (prekrivenim toplinskim skupljanjem na slici) veličine 12V. Ako to dobijete, morat ćete odrezati otpornik. Ako presiječete termoskupljajuću cijev pored izbočine otpornika, vjerojatno ćete moći izvući preostalu cijev ostavljajući dio izloženog žice za lemljenje. Ako samo odrežete žicu, morat ćete skinuti malu količinu izolacije kako biste mogli lemiti, a s obzirom na debljinu žice, to može biti teško.

Žice su previše mršave da bi imale dobru vezu u Arduino zaglavlju, pa ćemo ih morati lemiti na nešto deblje. Za povezivanje sam koristio igle iz odlomljenog zaglavlja, ali možete upotrijebiti gotovo svaki komad žice odgovarajućeg mjerila. Stražnja (katodna) žica od LED -a lemljena je na jedan odvojni pin zaglavlja. Crvena (anodna) žica treba biti lemljena na savijeni otpornik kao što je prikazano. Odrežite vodiče na otporniku na jednaku duljinu i lemite ih na dvije susjedne pinove zaglavlja kao što je prikazano na slici.

Korak 3: Veze

Spojite LED/otpornik kao što je prikazano na slikama. Strana otpornika spojena na crvenu LED žicu ide na A0. Ovdje ćemo mjeriti napon na LED -u pomoću mogućnosti analognog ulaza. Druga strana otpornika ide na A1, koji ćemo koristiti kao digitalni izlaz, postavljajući ga visoko za uključivanje LED -a. Crna žica mora biti spojena na GND. Može se koristiti bilo koji od Arduino GND pinova.

Korak 4: Kodirajte

Preuzmite kôd i otvorite ga u Arduino IDE -u. Zatim ga možete prenijeti na svoj Arduino.

Program najprije postavlja smjer pinova i pali LED diodu. Zatim mjeri analogni pad napona LED diode putem analognog čitanja na pinu A0. Kako bismo poboljšali točnost mjerenja, čitamo napon 256 puta uzastopno i zbrajamo rezultat. (Ovakvo prekomjerno uzorkovanje može povećati efektivnu razlučivost pretvorbe tako da možemo vidjeti promjene koje su manje od najmanjeg koraka na pretvaraču.) Ako su podaci u međuspremniku sensdata puni, uspoređujemo najnoviji zbroj s najstarijim koji imamo pohranjeni u međuspremniku kako bi vidjeli je li nedavno hlađenje podiglo LED napon za barem MINJUMP. Ako nije, spremamo zbroj u međuspremnik, ažuriramo pokazivač međuspremnika i započinjemo sljedeće mjerenje. Ako jest, isključujemo LED diodu na 2 sekunde, resetiramo međuspremnik, a zatim ponovno započinjemo postupak.

Da bismo bolje razumjeli što se događa, svaki zbroj zapisujemo kao serijske podatke i koristimo serijski ploter Arduino IDE -a (u izborniku Alati) za iscrtavanje LED napona kako se mijenja s vremenom. Ne zaboravite postaviti brzinu prijenosa na 250000 kako bi odgovarala programu. Tada ćete moći vidjeti kako napon pada kako se LED dioda zagrijava nakon uključivanja. Ovo će također pokazati koliko je sustav osjetljiv. Nakon što se LED lampica isključi, ona će se donekle ohladiti do ponovnog uključivanja, što ćete vidjeti kao skok na grafikonu.

Korak 5: Uživajte

Kad je kôd pokrenut, trebali biste moći ispuhati LED diodu brzim udahom zraka. Otkrio sam da mogu ugasiti LED sa udaljenosti većoj od 1 metra! U nekim prostorijama strujanje zraka može uzrokovati lažne okidače. Ako je to problem, možete smanjiti osjetljivost vašeg sustava povećanjem MINJUMP. Serijski ploter može vam pomoći da zamislite koja bi odgovarajuća vrijednost mogla biti za vašu aplikaciju.

LED diodu možete zamijeniti nekom drugom bojom. Bijele LED diode rade posebno dobro. Budući da imaju veći pad napona, morat ćete promijeniti vrijednost otpora kako biste dobili odgovarajuću struju. S obzirom na pogonske sposobnosti UNO-a, pucajte za struju u rasponu 10-15mA. Za bijelu LED, 100 ohma je dobra polazna točka.

Budući da UNO ima 6 analognih ulaznih pinova, ovaj kôd možete lako izmijeniti tako da podržava 6 neovisnih, vrućih LED anemometara! To omogućuje izradu jednostavnih sučelja koja mogu prepoznati kad pušete u različitim smjerovima. To može biti nevjerojatno korisno pri izgradnji sučelja za osobe s invaliditetom, izražajnih kontrolera za glazbenike ili čak za rođendanske torte s mnogo elektroničkih svijeća!

Konačno, ako ste na kraju koristili ovu tehniku za napraviti nešto super, ostavite komentar ispod!