LED, ki ga lahko ugasnete kot sveča!: 5 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:05

LED diode so zasnovane tako, da oddajajo svetlobo, hkrati pa izdelujejo presenetljivo zmogljive senzorje. Z uporabo samo Arduino UNO, LED in upora, bomo izdelali vroči LED anemometer, ki meri hitrost vetra in LED za 2 sekundi izklopi, ko zazna, da piha nanj. To lahko uporabite za izdelavo vmesnikov z dihanjem ali celo elektronsko svečo, ki jo lahko ugasnete!

Materiali:

Arduino UNO (s kablom USB za povezavo z računalnikom)

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

Vnaprej ožičena 0402 rumena LED (https://www.amazon.com/Lighthouse-LEDs-Angle-Pre-W…)

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

Potrebovali boste tudi:

Računalnik za izvajanje okolja Arduino

Osnovna oprema/veščine spajkanja

1. korak: Kako to deluje?

Ko tok vodite skozi LED, se njegova temperatura dvigne. Količina dviga je odvisna od tega, kako učinkovito ga hladite. Ko pihate na vročo LED, dodatno hlajenje zniža delovno temperaturo. To lahko zaznamo, ker se padec napetosti naprej LED, ko postaja hladnejši.

Vezje je zelo preprosto in izgleda podobno kot LED. Edina razlika je v tem, da bomo dodali dodatno žico za merjenje padca napetosti LED, ko je prižgana. Za dobro delovanje želite uporabiti zelo majhno LED (predlagam uporabo 0402 LED za površinsko montažo), ki je povezana z najtanjšimi možnimi žicami. To bo omogočilo zelo hitro segrevanje in hlajenje LED in zmanjšanje izgube toplote skozi žice. Spremembe napetosti, ki jih iščemo, so le milivolti - na samem robu tistega, kar je mogoče zanesljivo zaznati prek analognih zatičev UNO. Če LED počiva na nečem, kar odvaja toploto, se morda ne bo dovolj segrelo, zato najbolje deluje, če je v zraku.

2. korak: Pripravite LED in upor za povezavo z vašim Arduino UNO

Spajkanje izredno tankih žic na zelo majhne LED -diode za površinsko montažo zahteva precej spretnosti. Na srečo lahko preprosto kupite vnaprej ožičene 0402 LED diode. Ti pogosto prihajajo z uporom (na sliki pokritem s toplotno skrčitvijo), ki je dimenzioniran za 12V delovanje. Če to dobite, boste morali upor odrezati. Če prerežete toplotno skrčljivo cev poleg izbokline upora, boste verjetno lahko izvlekli preostalo cev in pustili nekaj izpostavljenih žic za spajkanje. Če samo odrežete žico, boste morali odstraniti majhno količino izolacije, da jo lahko spajkate, glede na debelino žice pa je to lahko težavno.

Žice so preveč suhe, da bi lahko dobro povezovale glavo Arduino, zato jih bomo morali spajkati na nekaj debelejšega. Za povezovanje sem uporabil zatiče iz odcepljene glave, vendar lahko uporabite skoraj vsak kos ustrezne žice. Zadnja (katodna) žica iz LED je spajkana na en sam odcepni zatič glave. Rdečo (anodno) žico je treba spajkati na upognjeni upor, kot je prikazano. Odrežite vodi na uporu na enako dolžino in jih spajkajte na dva sosednja zatiča glave, kot je prikazano na sliki.

3. korak: Povezave

Priključite LED/upor, kot je prikazano na slikah. Stran upora, priključenega na rdečo LED žico, gre na A0. Tu bomo merili napetost na LED z zmožnostjo analognega vhoda. Druga stran upora gre na A1, ki ga bomo uporabili kot digitalni izhod in ga nastavili visoko za vklop LED. Črna žica mora biti priključena na GND. Uporabite lahko kateri koli zatič Arduino GND.

4. korak: Koda

Prenesite kodo in jo odprite v Arduino IDE. Nato ga lahko naložite v svoj Arduino.

Program najprej nastavi smer pin in prižge LED. Nato meri analogni padec napetosti LED preko analognega branja na zatiču A0. Da bi izboljšali natančnost meritve, hitro 256 zapored preberemo napetost in rezultat seštejemo. (Takšno preveliko vzorčenje lahko poveča učinkovito ločljivost pretvorbe, tako da lahko vidimo spremembe, ki so manjše od najmanjšega koraka na pretvorniku.) Če je podatkovni vmesnik sensedata poln, primerjamo zadnjo vsoto z najstarejšo, ki jo imamo shranjeno v medpomnilniku, da se preveri, ali je nedavno hlajenje dvignilo napetost LED za vsaj MINJUMP. Če ni, shranimo vsoto v medpomnilnik, posodobimo kazalec vmesnika in začnemo z naslednjo meritvijo. Če je, ugasnemo LED za 2 sekundi, ponastavimo medpomnilnik in nato znova zaženemo postopek.

Da bi bolje razumeli, kaj se dogaja, vsako vsoto zapišemo kot serijske podatke in s serijskim ploterjem Arduino IDE (v meniju Orodja) za grafikoniramo LED napetost, ki se sčasoma spreminja. Ne pozabite nastaviti hitrosti prenosa na 250000, da ustreza programu. Nato boste lahko videli, kako napetost pade, ko se LED segreje po vklopu. To bo tudi pokazalo, kako občutljiv je sistem. Ko se LED sproži, se bo do vklopa nekoliko ohladil, kar boste videli kot skok na grafu.

5. korak: Uživajte

Ko se koda izvaja, bi morali LED hitro izpihati. Ugotovil sem, da lahko LED odpihnem z razdalje več kot 1 meter! V nekaterih prostorih lahko zračni tokovi povzročijo lažne sprožitve. Če je to težava, lahko zmanjšate občutljivost vašega sistema s povečanjem MINJUMP. Serijski ploter vam lahko pomaga vizualizirati, kakšna bi bila ustrezna vrednost za vašo aplikacijo.

LED lahko zamenjate z drugo barvo. Bele LED diode delujejo še posebej dobro. Ker imajo večji padec napetosti, boste morali spremeniti vrednost upora, da dobite pravi tok. Glede na pogonske zmogljivosti UNO, streljajte za tok v območju 10-15mA. Za belo LED je 100 ohmov dobro izhodišče.

Ker ima UNO 6 analognih vhodnih zatičev, lahko to kodo preprosto spremenite tako, da podpira 6 neodvisnih, vročih LED anemometrov! To omogoča izdelavo preprostih vmesnikov, ki lahko prepoznajo, ko pihate v različnih smereh. To je lahko neverjetno uporabno pri gradnji vmesnikov za invalide, izraznih krmilnikov za glasbenike ali celo za rojstnodnevne torte z veliko elektronskimi svečami!

Nazadnje, če ste s to tehniko naredili nekaj kul, prosim pustite komentar spodaj!