En LED du kan blåse ut som et lys!: 5 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:24

Lysdioder er designet for å avgi lys, men de lager også overraskende dyktige sensorer. Ved å bruke bare en Arduino UNO, en LED og en motstand, bygger vi et varmt LED -vindmåler som måler vindhastigheten og slår av LED -en i 2 sekunder når den oppdager at du blåser på den. Du kan bruke dette til å lage pustestyrte grensesnitt, eller til og med et elektronisk lys som du kan blåse ut!

Materialer:

En Arduino UNO (med USB -kabel for tilkobling til datamaskinen)

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

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

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

Du trenger også:

En datamaskin for å kjøre Arduino -miljøet

Grunnleggende loddeutstyr/ferdigheter

Trinn 1: Hvordan fungerer dette?

Når du kjører strøm gjennom en LED, stiger temperaturen. Mengden økning avhenger av hvor effektivt du kjøler den. Når du blåser på en varm LED, reduserer den ekstra kjøling driftstemperaturen. Vi kan oppdage dette fordi fremspenningsfallet til en LED øker etter hvert som det blir kjøligere.

Kretsen er veldig enkel og ser ut som å kjøre en LED. Den eneste forskjellen er at vi vil legge til en ekstra ledning for å måle spenningsfallet til LED -en mens den er på. For å fungere godt, vil du bruke en veldig liten LED (jeg foreslår å bruke en 0402 overflatemonteret LED) som er koblet til de tynneste ledningene. Dette gjør at LED -en kan varme og avkjøle seg veldig raskt, og minimere varmen som går tapt gjennom ledningene. Spenningsendringene vi leter etter er bare millivolt - helt på kanten av det som pålitelig kan oppdages via UNOs analoge pinner. Hvis lysdioden hviler på noe som leder varme bort, kan det hende at den ikke kan bli varm nok, så det fungerer best hvis det er oppe i luften.

Trinn 2: Gjør LED -en og motstanden klar til å koble til din Arduino UNO

Lodding av ekstremt tynne ledninger til svært små overflatemonterte lysdioder krever en god del ferdigheter. Heldigvis kan du ganske enkelt kjøpe forhåndskablede 0402 lysdioder. Disse kommer ofte med en motstand (dekket av varmekrymping på bildet) som er dimensjonert for 12V drift. Hvis det er det du får, må du kutte av motstanden. Hvis du skjærer gjennom varmekrympeslangen ved siden av motstanden, vil du sannsynligvis kunne trekke av den gjenværende slangen og etterlate litt utsatt ledning for lodding. Hvis du bare kutter tråden, må du fjerne en liten mengde isolasjon slik at du kan lodde, og gitt tykkelsen på ledningen, kan dette være vanskelig.

Ledningene er altfor tynne til å få en god forbindelse i en Arduino -header, så vi må lodde dem til noe fetere. Jeg brukte pinner fra en breakaway header for å gjøre tilkoblingene, men du kan bruke omtrent hvilken som helst skrap av passende målerledning. Den bakre (katode) ledningen fra LED -en er loddet til en enkelt bryter -topptekst. Den røde (anode) ledningen skal loddes til den bøyde motstanden som vist. Trim ledningene på motstanden til like lengde og lodd dem til to tilstøtende toppnål som vist på figuren.

Trinn 3: Tilkoblinger

Koble LED/motstand som vist på figurene. Siden av motstanden som er koblet til den røde LED -ledningen går til A0. Det er her vi måler spenningen på LED -en ved hjelp av den analoge inngangskapasiteten. Den andre siden av motstanden går til A1, som vi vil bruke som en digital utgang, og sette den høyt for å slå på LED -en. Den svarte ledningen må være koblet til GND. Enhver av Arduino GND -pinnene kan brukes.

Trinn 4: Kode

Last ned koden og åpne den i Arduino IDE. Du kan deretter laste den opp til Arduino.

Programmet setter først opp pin -retningene og tenner LED -en. Den måler deretter fremspenningsfallet til LED -en via en analogLes på pin A0. For å forbedre målingenes nøyaktighet, leser vi spenningen 256 ganger i rask rekkefølge, og summerer resultatet. (Oversampling som dette kan øke den effektive oppløsningen av konverteringen slik at vi kan se endringer som er mindre enn det minste trinnet på omformeren.) Hvis databuffersensedata er full, sammenligner vi den siste summen med den eldste vi har lagret i bufferen for å se om en nylig kjøling har økt LED -spenningen med minst MINJUMP. Hvis den ikke har det, lagrer vi sum i bufferen, oppdaterer bufferpekeren og starter neste måling. Hvis den har det, slår vi av lysdioden i 2 sekunder, tilbakestiller bufferen og starter prosessen på nytt.

For bedre å forstå hva som skjer, skriver vi hver sum som serielle data, og bruker Arduino IDEs serielle plotter (under Verktøy -menyen) for å tegne LED -spenningen når den endres over tid. Husk å angi overføringshastigheten til 250000 for å matche programmet. Du vil da kunne se hvordan spenningen faller når LED -en varmes opp etter at den slås på. Dette vil også vise hvor sensitivt systemet er. Etter at LED -lampen er slukket, vil den ha avkjølt seg noe til den slås på igjen, noe du vil se som et hopp på grafen.

Trinn 5: Kos deg

Når koden kjører, bør du kunne blåse ut LED -en din med en rask luftpust. Jeg har funnet ut at jeg kan blåse ut LED -en min fra over 1 meter unna! I noen rom kan luftstrømmer forårsake falske utløsere. Hvis dette er et problem, kan du senke følsomheten til systemet ditt ved å øke MINJUMP. Seriell plotter kan hjelpe deg med å visualisere hva en riktig verdi kan være for applikasjonen din.

Du kan bytte ut LED -en med en med en annen farge. Hvite lysdioder fungerer spesielt godt. Fordi de har et høyere spenningsfall, må du endre motstandsverdien for å få riktig strøm. Gitt UNOs drivfunksjon, skyte for en strøm i området 10-15mA. For en hvit LED er 100 ohm et godt utgangspunkt.

Fordi en UNO har 6 analoge inngangspinner, kan du enkelt endre denne koden for å støtte 6 uavhengige, varme LED -vindmålere! Dette gjør det mulig å bygge enkle grensesnitt som kan gjenkjenne når du blåser i forskjellige retninger. Dette kan være utrolig nyttig når du bygger grensesnitt for funksjonshemmede, uttrykksfulle kontrollere for musikere, eller til og med bursdagskaker med mange elektroniske lys!

Til slutt, hvis du endte opp med å bruke denne teknikken til å gjøre noe kult, vennligst legg igjen en kommentar nedenfor!