Светодиод, който можете да издухате като свещ!: 5 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:52

Светодиодите са проектирани да излъчват светлина, но също така правят изненадващо способни сензори. Използвайки само Arduino UNO, светодиод и резистор, ние ще изградим горещ LED анемометър, който измерва скоростта на вятъра и изключва светодиода за 2 секунди, когато открие, че духате върху него. Можете да използвате това, за да направите интерфейси с контролиран дъх или дори електронна свещ, която можете да издухате!

Материали:

Arduino UNO (с USB кабел за свързване към вашия компютър)

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

Предварително свързан, 0402 жълт светодиод (https://www.amazon.com/Lighthouse-LEDs-Angle-Pre-W…)

Заглавка за откъсване (https://www.amazon.com/SamIdea-15-Pack-Straight-Co…)

Ще ви трябва също:

Компютър за управление на средата Arduino

Основно оборудване/умения за запояване

Стъпка 1: Как работи това?

Когато пуснете ток през светодиод, температурата му се повишава. Размерът на покачването зависи от това колко ефективно го охлаждате. Когато духате на горещ светодиод, допълнителното охлаждане понижава работната температура. Можем да открием това, защото спадът на напрежението напред на светодиода се увеличава, когато става по -хладен.

Веригата е много проста и прилича много на задвижване на светодиод. Единствената разлика е, че ще добавим допълнителен проводник за измерване на спада на напрежението на светодиода, докато той е включен. За да работи добре, искате да използвате много малък светодиод (предлагам да използвате светодиод за повърхностен монтаж 0402), свързан с възможно най -тънките проводници. Това ще позволи на светодиода да се нагрява и охлажда много бързо и да минимизира загубата на топлина през проводниците. Промените в напрежението, които търсим, са само миливолта - в самия край на това, което може надеждно да се открие чрез аналоговите щифтове на UNO. Ако светодиодът лежи върху нещо, което отвежда топлината, може да не успее да се нагрее достатъчно, така че работи най -добре, ако е във въздуха.

Стъпка 2: Подгответе светодиода и резистора за свързване към вашия Arduino UNO

Запояването на изключително тънки проводници към много малки повърхностни светодиоди изисква доста умения. За щастие можете просто да си купите предварително свързани 0402 светодиода. Те често идват с резистор (покрит с термосвиване на снимката), който е оразмерен за работа 12V. Ако получите това, ще трябва да отрежете резистора. Ако прорежете термосвиваемата тръба до издатината на резистора, вероятно ще можете да издърпате останалата тръба, оставяйки малко открит проводник за запояване. Ако просто отрежете проводника, ще трябва да свалите малко количество изолация, за да можете да запоявате, като се има предвид дебелината на проводника, това може да бъде трудно.

Проводниците са прекалено слаби, за да осигурят добра връзка в заглавка на Arduino, така че ще трябва да ги запояваме към нещо по -дебело. Използвах щифтове от откъснат хедър за свързване, но можете да използвате почти всеки скрап от подходящ проводник. Задният (катоден) проводник от светодиода е запоен към един отделен щифт на заглавката. Червеният (аноден) проводник трябва да бъде запоен към огънатия резистор, както е показано. Подрежете проводниците на резистора до еднаква дължина и ги запоявайте към два съседни щифта на заглавката, както е показано на фигурата.

Стъпка 3: Връзки

Свържете светодиода/резистора, както е показано на фигурите. Страната на резистора, свързана с червения LED проводник, отива към A0. Това ще бъде мястото, където измерваме напрежението на светодиода, използвайки възможността за аналогов вход. Другата страна на резистора отива към A1, който ще използваме като цифров изход, като го настройваме високо, за да включим светодиода. Черният проводник трябва да бъде свързан към GND. Може да се използва всеки от щифтовете на Arduino GND.

Стъпка 4: Код

Изтеглете кода и го отворете в Arduino IDE. След това можете да го качите на вашия Arduino.

Програмата първо задава посоките на щифтовете и свети светодиода. След това той измерва спада на напрежението напред на светодиода чрез analogRead на щифт A0. За да подобрим точността на измерването, четем напрежението 256 пъти в бърза последователност и сумираме резултата. (Подобно свръхдискретизиране може да увеличи ефективната разделителна способност на преобразуването, така че да можем да видим промени, които са по -малки от най -малката стъпка на конвертора.) Ако буферът за данни sensedata е пълен, сравняваме последната сума с най -старата, която имаме се съхранява в буфера, за да се види дали скорошно охлаждане е повишило LED напрежението с поне MINJUMP. Ако не е, съхраняваме сумата в буфера, актуализираме показалеца на буфера и започваме следващото измерване. Ако има, изключваме светодиода за 2 секунди, нулираме буфера и след това започваме процеса отначало.

За да разберем по -добре какво се случва, ние изписваме всяка сума като серийни данни и използваме серийния плотер на Arduino IDE (в менюто Инструменти), за да начертаем светодиодното напрежение, което се променя с течение на времето. Не забравяйте да зададете скорост на предаване на 250000, за да съответства на програмата. След това ще можете да видите как пада напрежението, когато светодиодът се затопли след включване. Това също ще покаже колко чувствителна е системата. След като светодиодът се задейства, той ще се охлади до известно време, когато се включи отново, което ще видите като скок на графиката.

Стъпка 5: Насладете се

Когато кодът работи, трябва да можете да издухате светодиода си с бърз въздух. Открих, че мога да изгоря светодиода си от над 1 метър разстояние! В някои помещения въздушните течения могат да причинят фалшиви задействания. Ако това е проблем, можете да намалите чувствителността на вашата система, като увеличите MINJUMP. Серийният плотер може да ви помогне да визуализирате каква подходяща стойност може да бъде за вашето приложение.

Можете да замените светодиода с различен цвят. Белите светодиоди работят особено добре. Тъй като те имат по -висок спад на напрежението, ще трябва да промените стойността на съпротивлението, за да получите правилния ток. Като се има предвид задвижващата способност на UNO, стреляйте за ток в диапазона 10-15mA. За бял светодиод 100 ома са добра отправна точка.

Тъй като UNO има 6 аналогови входни пина, можете лесно да промените този код, за да поддържа 6 независими, горещи LED анемометри! Това дава възможност за изграждане на прости интерфейси, които да разпознават, когато духате в различни посоки. Това може да бъде изключително полезно при изграждане на интерфейси за хора с увреждания, изразителни контролери за музиканти или дори за торти за рожден ден с много електронни свещи!

И накрая, ако в крайна сметка сте използвали тази техника, за да направите нещо готино, моля, оставете коментар по -долу!