LED dioda koju možete ugasiti kao svijeća!: 5 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:07

LED diode su dizajnirane da emitiraju svjetlost, ali takođe stvaraju iznenađujuće sposobne senzore. Koristeći samo Arduino UNO, LED i otpornik, izgradit ćemo vrući LED anemometar koji mjeri brzinu vjetra i isključuje LED na 2 sekunde kada otkrije da duvate na njega. Ovo možete koristiti za izradu sučelja kontroliranih dahom, pa čak i za elektroničku svijeću koju možete ugasiti!

Materijali:

Arduino UNO (sa USB kablom za povezivanje sa računarom)

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…)

Takođe će vam trebati:

Računalo za pokretanje Arduino okruženja

Osnovna oprema/vještine lemljenja

Korak 1: Kako ovo funkcionira?

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

Krug je vrlo jednostavan i mnogo liči na LED. Jedina razlika je u tome što ćemo dodati dodatnu žicu za mjerenje pada napona LED diode dok je uključena. Da biste radili dobro, želite koristiti vrlo malu LED diodu (predlažem upotrebu 0402 LED za površinsko montiranje) povezanu najtanjim mogućim žicama. To će omogućiti LED diodi da se vrlo brzo zagrije i ohladi, a minimizira toplinu izgubljenu kroz žice. Promjene napona koje tražimo su samo milivolti - na samoj ivici 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, možete jednostavno kupiti unaprijed ožičene 0402 LED diode. Oni često dolaze sa otpornikom (prekrivenim termoskupljanjem na slici) veličine 12V. Ako to dobijete, morat ćete odrezati otpornik. Ako presiječete termoskupljajuću cijev pored izbočine otpornika, vjerojatno ćete moći povući preostalu cijev ostavljajući dio izložene žice za lemljenje. Ako samo presečete 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 bilo koji komad žice odgovarajućeg mjerila. Zadnja (katodna) žica od LED -a je lemljena na jedan prekidni pin zaglavlja. Crvenu (anodnu) žicu treba lemiti na savijeni otpornik kao što je prikazano. Odrežite elektrode na otporniku na jednaku dužinu i lemite ih na dva susjedna pina 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 diode. 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 prvo postavlja smjer pinova i pali LED diodu. Zatim se mjeri pad napona LED prema naprijed putem analognog čitanja na pinu A0. Da bismo poboljšali točnost mjerenja, čitamo napon 256 puta uzastopno i zbrajamo rezultat. (Ovakvo prekomjerno uzorkovanje može povećati efektivnu rezoluciju pretvorbe tako da možemo vidjeti promjene koje su manje od najmanjeg koraka na pretvaraču.) Ako su podaci u međuspremniku sensdata puni, uspoređujemo najnoviji zbir s najstarijim koji imamo pohranjeni u međuspremniku kako bi vidjeli je li nedavno hlađenje podiglo LED napon za najmanje MINJUMP. Ako nije, spremamo zbir u bafer, ažuriramo pokazivač me uspremnika i započinjemo sljedeće mjerenje. Ako jeste, isključujemo LED diodu na 2 sekunde, resetiramo međuspremnik, a zatim započinjemo postupak iznova.

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 sistem osjetljiv. Nakon što se LED lampica isključi, ona će se donekle ohladiti do trenutka ponovnog uključivanja, što ćete vidjeti kao skok na grafikonu.

Korak 5: Uživajte

Kada je kôd pokrenut, trebali biste biti u mogućnosti 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 ovo problem, možete smanjiti osjetljivost vašeg sistema povećanjem MINJUMP. Serijski ploter može vam pomoći da zamislite koja bi odgovarajuća vrijednost mogla biti za vašu aplikaciju.

LED diodu možete zamijeniti 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 tačka.

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

Konačno, ako ste na kraju koristili ovu tehniku da učinite nešto kul, ostavite komentar ispod!