LED yang boleh anda padamkan seperti lilin !: 5 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:10

LED direka untuk memancarkan cahaya, tetapi mereka juga menghasilkan sensor yang mampu mengejutkan. Dengan hanya menggunakan Arduino UNO, LED dan perintang, kami akan membina anemometer LED panas yang mengukur kelajuan angin, dan mematikan LED selama 2 saat apabila mengesan anda meniupnya. Anda boleh menggunakannya untuk membuat antara muka yang terkawal nafas, atau bahkan lilin elektronik yang boleh anda hembuskan!

Bahan:

Arduino UNO (dengan kabel USB untuk menyambung ke komputer anda)

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

LED kuning pra-kabel, 0402 (https://www.amazon.com/Lighthouse-LEDs-Angle-Pre-W…)

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

Anda juga memerlukan:

Komputer untuk menjalankan persekitaran Arduino

Peralatan / kemahiran pematerian asas

Langkah 1: Bagaimana Ini Berfungsi?

Apabila anda menjalankan arus melalui LED, suhunya meningkat. Jumlah kenaikan bergantung pada seberapa berkesan anda menyejukkannya. Apabila anda meniup LED panas, penyejukan tambahan menurunkan suhu berjalan. Kita dapat mengesannya kerana penurunan voltan hadapan LED meningkat apabila semakin sejuk.

Litarnya sangat mudah dan kelihatan seperti menggerakkan LED. Satu-satunya perbezaan ialah kita akan menambah wayar tambahan untuk mengukur penurunan voltan LED semasa menyala. Untuk berfungsi dengan baik, anda ingin menggunakan LED yang sangat kecil (saya cadangkan menggunakan LED permukaan permukaan 0402) yang disambungkan oleh wayar yang paling tipis. Ini akan membolehkan LED panas dan sejuk dengan cepat, dan meminimumkan haba yang hilang melalui wayar. Perubahan voltan yang kita cari hanyalah milivolt - di hujung apa yang dapat dikesan dengan pasti melalui pin analog UNO. Sekiranya LED bersandar pada sesuatu yang mengalirkan haba, ia mungkin tidak akan cukup panas, jadi ia berfungsi paling baik jika terpancar di udara.

Langkah 2: Dapatkan LED dan Perintang Bersedia untuk Menyambung ke Arduino UNO anda

Memateri wayar yang sangat nipis ke LED pemasangan permukaan yang sangat kecil memerlukan banyak kemahiran. Nasib baik, anda hanya boleh membeli 0402 LED pra-kabel. Ini sering dilengkapi dengan perintang (ditutupi dengan penyusutan panas dalam gambar) yang bersaiz untuk operasi 12V. Sekiranya itu yang anda dapat, anda perlu memotong perintangnya. Sekiranya anda memotong tiub penyusutan panas di sebelah bonjolan perintang, anda mungkin akan dapat melepaskan tiub yang tersisa meninggalkan beberapa wayar wayar yang terdedah untuk pematerian. Sekiranya anda memotong wayar, anda perlu menanggalkan sebilangan kecil penebat sehingga anda boleh menyolder, dan memandangkan ketebalan wayar, ini mungkin sukar.

Kabelnya terlalu kurus untuk membuat sambungan yang baik dalam header Arduino, jadi kami perlu menyoldernya menjadi sesuatu yang lebih gemuk. Saya menggunakan pin dari header yang terputus untuk melakukan sambungan, tetapi anda boleh menggunakan sekeping wayar tolok yang sesuai. Kawat belakang (katod) dari LED disolder ke pin header pemisah tunggal. Kawat merah (anod) harus disolder ke perintang bengkok seperti yang ditunjukkan. Potong pita pada perintang dengan panjang yang sama dan pateri ke dua pin pengepala bersebelahan seperti yang ditunjukkan dalam gambar.

Langkah 3: Sambungan

Sambungkan LED / perintang seperti yang ditunjukkan dalam gambar. Bahagian perintang yang disambungkan ke wayar LED merah menuju ke A0. Di sinilah kita mengukur voltan pada LED menggunakan keupayaan input analog. Bahagian lain perintang menuju ke A1, yang akan kita gunakan sebagai output digital, menetapkannya tinggi untuk menghidupkan LED. Kawat hitam mesti disambungkan ke GND. Mana-mana pin Arduino GND boleh digunakan.

Langkah 4: Kod

Muat turun kod dan buka di Arduino IDE. Anda kemudian boleh memuat naiknya ke Arduino anda.

Program pertama menetapkan arah pin dan menyalakan LED. Ia kemudian mengukur penurunan voltan hadapan LED melalui analogRead pada pin A0. Untuk meningkatkan ketepatan pengukuran, kami membaca voltan 256 kali berturut-turut, dan menjumlahkan hasilnya. (Pengambilan sampel berlebihan seperti ini dapat meningkatkan resolusi penukaran yang efektif sehingga kita dapat melihat perubahan yang lebih kecil daripada langkah terkecil pada penukar.) Jika sensedata penyangga data penuh, kita membandingkan jumlah terbaru dengan yang tertua yang kita ada disimpan dalam penyangga untuk melihat apakah penyejukan baru-baru ini telah menaikkan voltan LED sekurang-kurangnya MINJUMP. Jika belum, kami menyimpan jumlah dalam penyangga, mengemas kini penunjuk penyangga, dan memulakan pengukuran seterusnya. Sekiranya ada, kami mematikan LED selama 2 saat, menetapkan semula penyangga dan kemudian memulakan prosesnya sekali lagi.

Untuk lebih memahami apa yang berlaku, kami menuliskan setiap jumlah sebagai data bersiri, dan menggunakan Arduino IDE's Serial Plotter (di bawah menu Tools) untuk membuat grafik voltan LED semasa ia berubah dari masa ke masa. Ingatlah untuk menetapkan kadar baud ke 250000 agar sesuai dengan program. Anda kemudian dapat melihat bagaimana voltan jatuh ketika LED memanas setelah menyala. Ini juga akan menunjukkan betapa sensitifnya sistem ini. Setelah LED dimatikan, lampu akan agak sejuk pada saat ia menyala semula, yang akan anda lihat sebagai lompatan pada grafik.

Langkah 5: Nikmati

Semasa kod berjalan, anda seharusnya dapat mengeluarkan LED anda dengan udara yang cepat. Saya mendapati bahawa saya boleh meletupkan LED saya dari jarak lebih dari 1 meter! Di beberapa bilik, arus udara boleh menyebabkan pencetus palsu. Sekiranya ini menjadi masalah, anda boleh menurunkan kepekaan sistem anda dengan meningkatkan MINJUMP. Serial Plotter dapat membantu anda memvisualisasikan berapa nilai yang sesuai untuk aplikasi anda.

Anda boleh mengganti LED dengan warna yang berbeza. LED putih berfungsi dengan sangat baik. Oleh kerana mereka mengalami penurunan voltan yang lebih tinggi, anda perlu mengubah nilai rintangan untuk mendapatkan arus yang tepat. Memandangkan kemampuan pemacu UNO, tangkap arus dalam julat 10-15mA. Untuk LED putih, 100 ohm adalah titik permulaan yang baik.

Kerana UNO mempunyai 6 pin input analog, anda boleh mengubah kod ini dengan mudah untuk menyokong 6 anemometer LED panas dan bebas! Ini memungkinkan untuk membina antara muka sederhana yang dapat mengenali ketika anda bertiup ke arah yang berbeza. Ini sangat berguna ketika membina antara muka untuk orang kurang upaya, pengawal ekspresif untuk pemuzik, atau bahkan untuk kek hari jadi dengan banyak lilin elektronik!

Akhirnya, jika anda akhirnya menggunakan teknik ini untuk melakukan sesuatu yang menarik, sila tinggalkan komen di bawah!