Un LED pe care îl poți sufla ca o lumânare !: 5 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:44

LED-urile sunt proiectate pentru a emite lumină, dar produc și senzori surprinzător de capabili. Folosind doar un Arduino UNO, un LED și un rezistor, vom construi un anemometru cu LED fierbinte care măsoară viteza vântului și va opri LED-ul timp de 2 secunde când detectează că suflați pe el. Puteți utiliza acest lucru pentru a crea interfețe controlate de respirație sau chiar o lumânare electronică pe care o puteți sufla!

Materiale:

Un Arduino UNO (cu cablu USB pentru conectarea la computer)

Un rezistor de 1 / 4W 220 ohmi (https://www.amazon.com/Projects-25EP514220R-220-Re…)

Un LED galben pre-cablat, 0402 (https://www.amazon.com/Lighthouse-LEDs-Angle-Pre-W…)

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

De asemenea, veți avea nevoie de:

Un computer pentru a rula mediul Arduino

Echipamente / abilități de lipit de bază

Pasul 1: Cum funcționează?

Când treceți curent printr-un LED, temperatura acestuia crește. Cantitatea de creștere depinde de cât de eficient îl răciți. Când suflați pe un LED fierbinte, răcirea suplimentară scade temperatura de funcționare. Putem detecta acest lucru deoarece căderea de tensiune directă a unui LED crește pe măsură ce se răcorește.

Circuitul este foarte simplu și seamănă cu conducerea unui LED. Singura diferență este că vom adăuga un fir suplimentar pentru a măsura căderea de tensiune a LED-ului în timp ce este aprins. Pentru a funcționa bine, doriți să utilizați un LED foarte mic (vă recomand să utilizați un LED de montare pe suprafață 0402) conectat prin cele mai subțiri fire posibile. Acest lucru va permite LED-ului să se încălzească și să se răcească foarte repede și să minimizeze căldura pierdută prin fire. Schimbările de tensiune pe care le căutăm sunt doar milivolți - chiar la marginea a ceea ce poate fi detectat în mod fiabil prin intermediul pinilor analogici UNO. Dacă LED-ul se sprijină pe ceva care îndepărtează căldura, este posibil să nu se poată încălzi suficient, deci funcționează cel mai bine dacă este în aer.

Pasul 2: Pregătiți LED-ul și rezistorul pentru a vă conecta la Arduino UNO

Lipirea firelor extrem de subțiri pe LED-uri de montare pe suprafață foarte mici necesită o destulă abilitate. Din fericire, puteți cumpăra pur și simplu LED-uri 0402 pre-cablate. Acestea vin adesea cu un rezistor (acoperit cu termocontractie din imagine) care este dimensionat pentru funcționarea de 12V. Dacă asta obțineți, va trebui să întrerupeți rezistorul. Dacă tăiați tubulatura termocontractabilă de lângă umflatura rezistenței, probabil veți putea scoate tubulatura rămasă lăsând câteva fire de sârmă expuse pentru lipire. Dacă tocmai ați tăiat firul, va trebui să eliminați o cantitate mică de izolație, astfel încât să puteți lipi și având în vedere grosimea firului, acest lucru poate fi dificil.

Firele sunt mult prea slabe pentru a face o conexiune bună într-un antet Arduino, așa că va trebui să le lipim cu ceva mai gras. Am folosit știfturi dintr-un antet separat pentru a face conexiunile, dar puteți folosi aproape orice resturi de sârmă corespunzătoare. Firul din spate (catod) de la LED este lipit la un singur știft de antet separat. Sârma roșie (anodică) trebuie lipită la rezistența îndoită așa cum se arată. Tăiați cablurile de pe rezistor la aceeași lungime și lipiți-le pe doi știfturi de antet adiacente, așa cum se arată în figură.

Pasul 3: Conexiuni

Conectați LED-ul / rezistorul așa cum se arată în figuri. Partea rezistorului conectată la firul LED roșu merge la A0. Aici vom măsura tensiunea LED-ului folosind capacitatea de intrare analogică. Cealaltă parte a rezistorului se îndreaptă către A1, pe care o vom folosi ca ieșire digitală, setându-l la un nivel ridicat pentru a porni LED-ul. Firul negru trebuie să fie conectat la GND. Poate fi utilizat oricare dintre pinii Arduino GND.

Pasul 4: Cod

Descărcați codul și deschideți-l în IDE-ul Arduino. Apoi îl puteți încărca pe Arduino.

Programul stabilește mai întâi direcțiile pinului și aprinde LED-ul. Apoi măsoară căderea de tensiune înainte a LED-ului printr-un analogRead pe pinul A0. Pentru a îmbunătăți precizia măsurătorii, citim tensiunea de 256 de ori în succesiune rapidă și sumăm rezultatul. (Eșantionarea astfel poate crește rezoluția efectivă a conversiei, astfel încât să putem vedea modificări care sunt mai mici decât cel mai mic pas de pe convertor.) Dacă bufferul de date sensedata este plin, comparăm cea mai recentă sumă cu cea mai veche pe care o avem stocat în buffer pentru a vedea dacă o răcire recentă a ridicat tensiunea LED-ului cu cel puțin MINJUMP. Dacă nu, stocăm suma în buffer, actualizăm indicatorul buffer și începem următoarea măsurare. Dacă are, oprim LED-ul timp de 2 secunde, resetăm tamponul și apoi reluăm procesul.

Pentru a înțelege mai bine ce se întâmplă, scriem fiecare sumă ca date seriale și folosim Serial Plotter al Arduino IDE (sub meniul Instrumente) pentru a grafica tensiunea LED pe măsură ce se schimbă în timp. Nu uitați să setați rata de transmisie la 250000 pentru a se potrivi cu programul. Apoi veți putea vedea cum scade tensiunea pe măsură ce LED-ul se încălzește după pornire. Aceasta va arăta, de asemenea, cât de sensibil este sistemul. După ce LED-ul este decuplat, se va răcori oarecum până când se aprinde din nou, pe care îl veți vedea ca un salt pe grafic.

Pasul 5: Bucurați-vă

Când codul rulează, ar trebui să puteți să vă aruncați LED-ul cu o gură de aer rapidă. Am constatat că îmi pot arunca LED-ul de la peste 1 metru distanță! În unele camere, curenții de aer pot provoca declanșatoare false. Dacă aceasta este o problemă, puteți reduce sensibilitatea sistemului dvs. crescând MINJUMP. Serial Plotter vă poate ajuta să vizualizați ce valoare ar putea fi pentru aplicația dvs.

Puteți înlocui LED-ul cu unul de altă culoare. LED-urile albe funcționează deosebit de bine. Deoarece au o cădere de tensiune mai mare, va trebui să modificați valoarea rezistenței pentru a obține curentul potrivit. Având în vedere capacitatea de acționare a UNO, trageți pentru un curent în intervalul 10-15mA. Pentru un LED alb, 100 ohmi este un bun punct de plecare.

Deoarece un UNO are 6 pini de intrare analogici, puteți modifica cu ușurință acest cod pentru a accepta 6 anemometre LED independente, fierbinți! Acest lucru face posibilă crearea de interfețe simple, care pot recunoaște când suflați în direcții diferite. Acest lucru poate fi incredibil de util atunci când construiți interfețe pentru persoane cu dizabilități, controlere expresive pentru muzicieni sau chiar pentru prăjituri de ziua de naștere cu multe lumânări electronice!

În cele din urmă, dacă ați ajuns să utilizați această tehnică pentru a face ceva interesant, vă rugăm să lăsați un comentariu mai jos!