LED dióda, ktorú môžete sfúknuť ako sviečku!: 5 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:59

LED diódy sú navrhnuté tak, aby vyžarovali svetlo, ale vyrábajú aj prekvapivo schopné senzory. Použitím iba Arduino UNO, LED a rezistora postavíme horúci LED anemometer, ktorý meria rýchlosť vetra a vypne LED na 2 sekundy, keď zistí, že naň fúkate. Môžete to použiť na výrobu rozhraní ovládaných dychom alebo dokonca na elektronickú sviečku, ktorú môžete sfúknuť!

Materiály:

Arduino UNO (s káblom USB na pripojenie k počítaču)

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

Vopred zapojená žltá LED dióda 0402 (https://www.amazon.com/Lighthouse-LEDs-Angle-Pre-W…)

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

Budete tiež potrebovať:

Počítač na spustenie prostredia Arduino

Základné spájkovacie zariadenie/zručnosti

Krok 1: Ako to funguje?

Keď prúdite cez LED, jeho teplota stúpa. Miera vzostupu závisí od toho, ako efektívne ho chladíte. Keď zapnete horúcu LED diódu, dodatočné chladenie zníži prevádzkovú teplotu. Môžeme to zistiť, pretože pokles napätia vpred v LED sa zvyšuje, keď sa ochladzuje.

Okruh je veľmi jednoduchý a vyzerá podobne ako jazda na LED. Jediným rozdielom je, že pridáme ďalší vodič na meranie poklesu napätia LED, keď je zapnutá. Aby dobre fungoval, chcete použiť veľmi malú diódu LED (navrhujem použiť diódu LED pre povrchovú montáž 0402) prepojenú čo najtenšími vodičmi. To umožní, aby sa LED dióda veľmi rýchlo zahriala a ochladila a minimalizovalo teplo stratené cez vodiče. Zmeny napätia, ktoré hľadáme, sú len milivolty - na samom okraji toho, čo možno spoľahlivo zistiť pomocou analógových pinov UNO. Ak dióda LED spočíva na niečom, čo odvádza teplo, nemusí sa dostatočne zahriať, takže funguje najlepšie, ak je vo vzduchu.

Krok 2: Pripravte si diódy LED a odpor na pripojenie k svojmu Arduino UNO

Spájkovanie extrémne tenkých drôtov s veľmi malými diódami LED na povrchovú montáž vyžaduje značnú dávku zručnosti. Našťastie si môžete jednoducho kúpiť vopred zapojené LED diódy 0402. Často sú dodávané s odporom (na obrázku pokrytým tepelným zmršťovaním), ktorý je dimenzovaný na prevádzku 12 V. Ak to získate, budete musieť odrezať odpor. Ak prestrihnete teplom zmrštiteľnú hadičku vedľa vydutia rezistora, pravdepodobne budete môcť vytiahnuť zostávajúcu hadičku a ponechať nejaké obnažené vedenie drôtu na spájkovanie. Ak práve prerežete drôt, budete musieť odizolovať malé množstvo izolácie, aby ste mohli spájkovať, a vzhľadom na hrúbku drôtu to môže byť náročné.

Drôty sú príliš tenké na to, aby vytvorili dobré spojenie v záhlaví Arduina, takže ich budeme musieť spájkovať na niečo tučnejšie. Na pripojenie som použil kolíky z odlomenej hlavičky, ale môžete použiť takmer akýkoľvek útržok drôtu vhodného rozchodu. Zadný (katódový) drôt z LED diódy je spájkovaný k jednému prerušiteľnému kolíkovému kolíku. Červený (anódový) drôt by mal byť spájkovaný s ohnutým odporom, ako je to znázornené. Orežte vodiče na rezistore na rovnakú dĺžku a spájkujte ich s dvoma susednými kolíkovými konektormi, ako je znázornené na obrázku.

Krok 3: Pripojenia

Pripojte LED/odpor podľa obrázka. Strana rezistora pripojená k červenému vodiču LED smeruje k A0. Tu budeme merať napätie na dióde LED pomocou analógového vstupného signálu. Druhá strana rezistora smeruje k A1, ktorý použijeme ako digitálny výstup a nastavíme ho vysoko na zapnutie LED diódy. Čierny vodič musí byť pripojený k GND. Je možné použiť ktorýkoľvek z pinov Arduino GND.

Krok 4: Kód

Stiahnite si kód a otvorte ho v Arduino IDE. Potom ho môžete nahrať do svojho Arduina.

Program najskôr nastaví smer pinov a rozsvieti LED diódu. Potom meria pokles napätia vpredu LED pomocou analógového čítania na pine A0. Aby sme zlepšili presnosť merania, odčítame napätie 256 krát za sebou a výsledok spočítame. (Takto prevzorkovanie môže zvýšiť efektívne rozlíšenie prevodu, aby sme mohli vidieť zmeny, ktoré sú menšie ako najmenší krok na prevodníku.) Ak je údaje senzora vyrovnávacej pamäte plné, porovnáme najnovší súčet s najstarším, ktorý máme. uložené do vyrovnávacej pamäte, aby sa zistilo, či nedávne chladenie zvýšilo napätie LED najmenej o MINJUMP. Ak tomu tak nie je, uložíme sumu do vyrovnávacej pamäte, aktualizujeme ukazovateľ vyrovnávacej pamäte a začneme ďalšie meranie. Ak áno, vypneme LED na 2 sekundy, resetujeme vyrovnávaciu pamäť a potom proces spustíme znova.

Aby sme lepšie porozumeli tomu, čo sa deje, zapíšeme každú sumu ako sériové údaje a pomocou sériového plotra Arduino IDE (v ponuke Nástroje) zobrazíme graf napätia LED, ako sa v priebehu času mení. Nezabudnite nastaviť prenosovú rýchlosť na 2 500 000, aby zodpovedala programu. Potom budete môcť vidieť, ako napätie klesá, keď sa LED dióda zahrieva po zapnutí. To tiež ukáže, ako citlivý je systém. Keď LED dióda zhasne, po opätovnom zapnutí sa trochu ochladí, čo uvidíte ako skok v grafe.

Krok 5: Užite si to

Keď je kód spustený, mali by ste byť schopní sfúknuť svoju LED diódu rýchlym vdýchnutím vzduchu. Zistil som, že môžem LED sfúknuť z viac ako 1 metra! V niektorých miestnostiach môžu vzdušné prúdy spôsobiť falošné spúšťače. Ak je to problém, môžete znížiť citlivosť systému zvýšením MINJUMP. Sériový plotter vám môže pomôcť predstaviť si, aká by mohla byť správna hodnota pre vašu aplikáciu.

LED diódu môžete vymeniť za inú farbu. Biele LED diódy fungujú obzvlášť dobre. Pretože majú vyšší pokles napätia, budete musieť zmeniť hodnotu odporu, aby ste získali správny prúd. Vzhľadom na schopnosť pohonu UNO strieľajte na prúd v rozsahu 10-15mA. Pre bielu LED je 100 ohmov dobrým východiskovým bodom.

Pretože UNO má 6 analógových vstupných pinov, môžete tento kód ľahko upraviť tak, aby podporoval 6 nezávislých, horúcich LED anemometrov! To umožňuje vybudovať jednoduché rozhrania, ktoré rozpoznajú, keď fúkate rôznymi smermi. To môže byť neuveriteľne užitočné pri vytváraní rozhraní pre zdravotne postihnutých, expresných ovládačov pre hudobníkov alebo dokonca pre narodeninové torty s mnohými elektronickými sviečkami!

Nakoniec, ak ste pomocou tejto techniky urobili niečo úžasné, zanechajte komentár nižšie!