En LED, du kan blæse ud som et lys!: 5 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:28

Lysdioder er designet til at udsende lys, men de laver også overraskende dygtige sensorer. Ved kun at bruge en Arduino UNO, en LED og en modstand, bygger vi et varmt LED -vindmåler, der måler vindhastighed, og slukker LED'en i 2 sekunder, når den registrerer, at du blæser på den. Du kan bruge dette til at lave åndedrætsstyrede grænseflader eller endda et elektronisk lys, som du kan blæse ud!

Materialer:

En Arduino UNO (med USB -kabel til tilslutning til din computer)

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

En forudkoblet, 0402 gul LED (https://www.amazon.com/Lighthouse-LEDs-Angle-Pre-W…)

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

Du skal også bruge:

En computer til at køre Arduino -miljøet

Grundlæggende loddeudstyr/færdigheder

Trin 1: Hvordan fungerer dette?

Når du kører strøm gennem en LED, stiger dens temperatur. Stigningsmængden afhænger af, hvor effektivt du køler den. Når du blæser på en varm LED, sænker den ekstra køling driftstemperaturen. Vi kan opdage dette, fordi et LEDs fremadspændingsfald stiger, når det bliver køligere.

Kredsløbet er meget enkelt og ligner meget at køre en LED. Den eneste forskel er, at vi tilføjer en ekstra ledning til måling af spændingsfaldet på LED'en, mens den er tændt. For at fungere godt vil du bruge en meget lille LED (jeg foreslår at bruge en 0402 overflademonteret LED) forbundet med de tyndeste mulige ledninger. Dette gør det muligt for LED'en at varme og afkøle meget hurtigt og minimere den varme, der går tabt gennem ledningerne. De spændingsændringer, vi leder efter, er kun millivolt - helt i udkanten af det, der pålideligt kan detekteres via UNOs analoge ben. Hvis lysdioden hviler på noget, der leder varme væk, kan den muligvis ikke blive varm nok, så det fungerer bedst, hvis det er oppe i luften.

Trin 2: Gør LED'en og modstanden klar til at forbinde til din Arduino UNO

Lodning af ekstremt tynde ledninger til meget små overflademonterede lysdioder kræver en hel del færdigheder. Heldigvis kan du simpelthen købe 0402 lysdioder med ledning. Disse kommer ofte med en modstand (dækket af varmekrympning på billedet), der er dimensioneret til 12V drift. Hvis det er det, du får, skal du afbryde modstanden. Hvis du skærer igennem varmekrympeslangen ved siden af modstanden, kan du sandsynligvis trække den resterende slange af og efterlade en vis ledning til lodning. Hvis du bare klipper tråden, skal du fjerne en lille mængde isolering, så du kan lodde, og i betragtning af trådens tykkelse kan dette være vanskeligt.

Ledningerne er alt for tynde til at skabe en god forbindelse i et Arduino -header, så vi bliver nødt til at lodde dem til noget federe. Jeg brugte stifter fra et udbryderhoved til at udføre forbindelserne, men du kan bruge næsten ethvert skrot af passende målekabel. Den bageste (katode) ledning fra LED'en er loddet til en enkelt udbryderhovedstift. Den røde (anode) ledning skal loddes til den bøjede modstand som vist. Trim ledningerne på modstanden til lige længde og lod dem til to tilstødende hovedstifter som vist på figuren.

Trin 3: Forbindelser

Tilslut LED/modstand som vist på figurerne. Modstandens side forbundet til den røde LED -ledning går til A0. Det er her, vi måler spændingen på LED'en ved hjælp af den analoge indgangsevne. Den anden side af modstanden går til A1, som vi vil bruge som en digital udgang og sætte den højt for at tænde LED'en. Den sorte ledning skal tilsluttes GND. Enhver af Arduino GND -benene kan bruges.

Trin 4: Kode

Download koden, og åbn den i Arduino IDE. Du kan derefter uploade det til din Arduino.

Programmet opsætter først stifteretningerne og tænder LED'en. Derefter måler LED'ens fremspændingsfald via en analogRead på pin A0. For at forbedre målingens nøjagtighed læser vi spændingen 256 gange hurtigt efter hinanden og summerer resultatet. (Oversampling som denne kan øge den effektive opløsning af konverteringen, så vi kan se ændringer, der er mindre end det mindste trin på konverteren.) Hvis databufferens sensedata er fuld, sammenligner vi den seneste sum med den ældste, vi har gemt i bufferen for at se, om en nylig afkøling har øget LED -spændingen med mindst MINJUMP. Hvis det ikke er tilfældet, gemmer vi sum i bufferen, opdaterer buffermarkøren og starter den næste måling. Hvis det er tilfældet, slukker vi LED'en i 2 sekunder, nulstiller bufferen og starter processen forfra.

For bedre at forstå, hvad der foregår, skriver vi hver sum som serielle data og bruger Arduino IDEs serielle plotter (under menuen Værktøjer) til at tegne LED -spændingen, når den ændrer sig over tid. Husk at indstille baudhastigheden til 250000 for at matche programmet. Du vil derefter kunne se, hvordan spændingen falder, når LED'en varmes op efter tænding. Dette vil også vise, hvor følsomt systemet er. Når lysdioden er slukket, vil den være afkølet noget, når den tænder igen, hvilket du vil se som et spring på grafen.

Trin 5: God fornøjelse

Når koden kører, skal du være i stand til at blæse din LED ud med et hurtigt pust af luft. Jeg har fundet ud af, at jeg kan blæse min LED ud fra over 1 meter væk! I nogle rum kan luftstrømme forårsage falske udløsere. Hvis dette er et problem, kan du sænke dit systems følsomhed ved at øge MINJUMP. Seriel plotteren kan hjælpe dig med at visualisere, hvad en korrekt værdi kan være for din applikation.

Du kan udskifte LED'en med en af en anden farve. Hvide lysdioder fungerer særligt godt. Fordi de har et højere spændingsfald, skal du ændre modstandsværdien for at få den rigtige strøm. I betragtning af UNO's drivmuligheder skal du skyde efter en strøm i området 10-15mA. For en hvid LED er 100 ohm et godt udgangspunkt.

Fordi en UNO har 6 analoge indgangsstifter, kan du nemt ændre denne kode til at understøtte 6 uafhængige, varme LED -vindmålere! Dette gør det muligt at bygge simple grænseflader, der kan genkende, når du blæser i forskellige retninger. Dette kan være utrolig nyttigt, når man bygger grænseflader til handicappede, udtryksfulde controllere til musikere eller endda til fødselsdagskager med mange elektroniske lys!

Endelig, hvis du endte med at bruge denne teknik til at gøre noget fedt, kan du efterlade en kommentar herunder!