Šviesos diodas, kurį galite užpūsti kaip žvakė!: 5 žingsniai (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:47

Šviesos diodai yra skirti šviesai skleisti, tačiau jie taip pat sukuria stebėtinai galingus jutiklius. Naudodami tik „Arduino UNO“, šviesos diodą ir rezistorių, mes sukursime karštą LED anemometrą, kuris matuoja vėjo greitį ir 2 sekundėms išjungia šviesos diodą, kai aptinka, kad pučiate. Tai galite naudoti, kad sukurtumėte kvėpavimo kontroliuojamas sąsajas ar net elektroninę žvakę, kurią galite užpūsti!

Medžiagos:

„Arduino UNO“(su USB kabeliu, skirtu prijungti prie kompiuterio)

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

Iš anksto prijungtas, 0402 geltonas šviesos diodas (https://www.amazon.com/Lighthouse-LEDs-Angle-Pre-W…)

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

Jums taip pat reikės:

Kompiuteris, skirtas paleisti „Arduino“aplinką

Pagrindinė litavimo įranga/įgūdžiai

1 žingsnis: kaip tai veikia?

Kai teka srovė per šviesos diodą, jo temperatūra pakyla. Pakilimo dydis priklauso nuo to, kaip efektyviai jį aušinsite. Kai pučiate karštą šviesos diodą, papildomas aušinimas sumažina darbinę temperatūrą. Tai galime aptikti, nes aušinant šviesos diodo priekinės įtampos kritimas didėja.

Grandinė yra labai paprasta ir atrodo kaip LED lemputė. Vienintelis skirtumas yra tas, kad mes pridėsime papildomą laidą, kad būtų galima išmatuoti šviesos diodo įtampos kritimą, kol jis įjungtas. Kad gerai veiktų, norite naudoti labai mažą šviesos diodą (siūlau naudoti 0402 ant paviršiaus montuojamą šviesos diodą), prijungtą prie ploniausių įmanomų laidų. Tai leis šviesos diodui labai greitai įkaisti ir atvėsti ir sumažins per laidus prarandamą šilumą. Mūsų ieškomi įtampos pokyčiai yra tik milivoltai - pačiame krašte, kurį galima patikimai aptikti per UNO analoginius kaiščius. Jei šviesos diodas yra ant to, kas šalina šilumą, jis gali nepakankamai įkaisti, todėl geriausiai veikia, jei yra ore.

2 žingsnis: Paruoškite šviesos diodą ir rezistorių prisijungti prie „Arduino UNO“

Itin plonų laidų litavimas prie labai mažų ant paviršiaus montuojamų šviesos diodų reikalauja nemažai įgūdžių. Laimei, galite tiesiog nusipirkti iš anksto prijungtus 0402 šviesos diodus. Jie dažnai būna su rezistoriumi (paveikslėlyje padengtu šilumos susitraukimu), kurio dydis yra 12 V. Jei tai jūs gaunate, turėsite išjungti rezistorių. Jei perpjausite termiškai susitraukiantį vamzdelį šalia rezistoriaus iškilimo, tikriausiai galėsite ištraukti likusius vamzdžius, palikdami šiek tiek atviro laido laido litavimui. Jei tik nukirpsite laidą, turėsite nulupti nedidelę izoliacijos dalį, kad galėtumėte lituoti, o atsižvelgiant į vielos storį, tai gali būti sudėtinga.

Laidai yra per ploni, kad būtų galima gerai prijungti „Arduino“antraštę, todėl turėsime juos lituoti prie kažko riebesnio. Sujungimams naudoju kaiščius iš atskilusios antraštės, tačiau galite naudoti beveik bet kokį atitinkamo dydžio vielos laužas. Galinis (katodo) laidas iš šviesos diodo yra lituojamas prie vieno atsilaisvinusio antgalio kaiščio. Raudona (anodo) viela turi būti lituojama prie sulenkto rezistoriaus, kaip parodyta. Nupjaukite rezistoriaus laidus vienodo ilgio ir prilituokite prie dviejų gretimų antgalių kaiščių, kaip parodyta paveikslėlyje.

3 žingsnis: jungtys

Prijunkite šviesos diodą/rezistorių, kaip parodyta paveikslėliuose. Rezistoriaus pusė, prijungta prie raudono LED laido, eina į A0. Čia mes matuojame šviesos diodo įtampą naudodami analoginio įvesties galimybę. Kita rezistoriaus pusė eina į A1, kurią naudosime kaip skaitmeninę išvestį, nustatydami aukštą šviesos diodo įjungimą. Juodas laidas turi būti prijungtas prie GND. Galima naudoti bet kurį „Arduino GND“kaištį.

4 žingsnis: kodas

Atsisiųskite kodą ir atidarykite jį „Arduino IDE“. Tada galite įkelti jį į „Arduino“.

Programa pirmiausia nustato kaiščio kryptis ir užsidega šviesos diodas. Tada jis matuoja priekinį šviesos diodo įtampos kritimą per analoginį skaitymą ant kaiščio A0. Norėdami pagerinti matavimo tikslumą, įtampą skaitome 256 kartus iš eilės ir susumuojame rezultatą. (Toks per didelis mėginių ėmimas gali padidinti efektyvią konversijos skiriamąją gebą, kad matytume pakeitimus, mažesnius už mažiausią keitiklio žingsnį.) Jei duomenų buferio sensedata pilna, palyginame naujausią sumą su seniausia, kurią turime saugomas buferyje, kad pamatytumėte, ar neseniai atvėsęs šviesos diodų įtampa padidėjo bent MINJUMP. Jei taip nėra, kaupiame buferio sumą, atnaujiname buferio žymeklį ir pradedame kitą matavimą. Jei taip yra, 2 sekundėms išjungiame šviesos diodą, iš naujo nustatome buferį ir vėl pradedame procesą.

Kad geriau suprastume, kas vyksta, kiekvieną sumą išrašome kaip serijinius duomenis ir naudojame „Arduino IDE“serijos braižytuvą (meniu Įrankiai), norėdami grafikuoti šviesos diodų įtampą, kai ji keičiasi laikui bėgant. Nepamirškite nustatyti 250000 duomenų perdavimo spartos, kad ji atitiktų programą. Tada galėsite pamatyti, kaip krenta įtampa, kai šviesos diodas įkaista po įjungimo. Tai taip pat parodys, kokia jautri sistema. Kai šviesos diodas išsijungs, jis vėl šiek tiek atvės, kol vėl įsijungs, o tai matysite kaip šuolį diagramoje.

5 žingsnis: mėgaukitės

Kai kodas veikia, turėtumėte sugebėti greitai išpūsti šviesos diodą. Radau, kad galiu išspūsti savo šviesos diodą iš daugiau nei 1 metro! Kai kuriose patalpose oro srovės gali sukelti klaidingus paleidėjus. Jei tai yra problema, galite sumažinti sistemos jautrumą padidindami MINJUMP. Serijos braižytuvas gali padėti jums įsivaizduoti, kokia tinkama jūsų programos vertė.

Šviesos diodą galite pakeisti kita spalva. Ypač gerai veikia balti šviesos diodai. Kadangi jie turi didesnį įtampos kritimą, turėsite pakeisti varžos vertę, kad gautumėte tinkamą srovę. Atsižvelgiant į UNO važiavimo galimybes, fotografuokite esant 10-15 mA srovei. Baltam šviesos diodui 100 omų yra geras pradinis taškas.

Kadangi UNO turi 6 analoginius įvesties kaiščius, galite lengvai pakeisti šį kodą, kad palaikytumėte 6 nepriklausomus, karštus LED anemometrus! Tai leidžia sukurti paprastas sąsajas, kurios atpažintų, kai pučiate skirtingomis kryptimis. Tai gali būti nepaprastai naudinga kuriant sąsajas neįgaliesiems, išraiškingus muzikantų valdiklius ar net gimtadienio tortus su daugybe elektroninių žvakių!

Galiausiai, jei baigėte naudoti šią techniką, kad padarytumėte ką nors įdomaus, palikite komentarą žemiau!