En lysdiod du kan blåsa ut som ett ljus!: 5 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:45

Lysdioder är utformade för att avge ljus, men de gör också överraskande kapabla sensorer. Med endast en Arduino UNO, en LED och ett motstånd kommer vi att bygga en het LED -vindmätare som mäter vindhastigheten och stänger av lysdioden i 2 sekunder när den upptäcker att du blåser på den. Du kan använda detta för att skapa andningsstyrda gränssnitt, eller till och med ett elektroniskt ljus som du kan blåsa ut!

Material:

En Arduino UNO (med USB -kabel för anslutning till din dator)

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

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

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

Du behöver också:

En dator för att köra Arduino -miljön

Grundläggande lödutrustning/färdigheter

Steg 1: Hur fungerar detta?

När du kör ström genom en lysdiod stiger temperaturen. Mängden stigning beror på hur effektivt du kyler den. När du blåser på en het lysdiod sänker den extra kylningen driftstemperaturen. Vi kan upptäcka detta eftersom framspänningsfallet på en LED ökar när det blir svalare.

Kretsen är väldigt enkel och ser ut som att köra en LED. Den enda skillnaden är att vi lägger till en extra tråd för att mäta spänningsfallet på lysdioden medan den är på. För att fungera bra vill du använda en mycket liten LED (jag föreslår att du använder en 0402 ytmonterad LED) ansluten med de tunnaste möjliga ledningarna. Detta gör att lysdioden kan värmas och svalna mycket snabbt och minimera värmen som går förlorad genom ledningarna. Spänningsförändringarna vi letar efter är bara millivolt - i utkanten av vad som på ett tillförlitligt sätt kan detekteras via UNO: s analoga stift. Om lysdioden vilar på något som leder bort värme kan den kanske inte bli tillräckligt varm, så det fungerar bäst om det är uppe i luften.

Steg 2: Gör LED och motstånd redo att ansluta till din Arduino UNO

Lödning av extremt tunna trådar till mycket små ytmonterade lysdioder kräver en hel del skicklighet. Lyckligtvis kan du helt enkelt köpa förkopplade 0402 lysdioder. Dessa kommer ofta med ett motstånd (täckt av värmekrympning på bilden) som är dimensionerat för 12V -drift. Om det är det du får måste du klippa av motståndet. Om du skär igenom värmekrympslangen bredvid motståndets utbuktning kommer du förmodligen att kunna dra av den återstående slangen och lämna lite exponerad ledning för lödning. Om du bara skär av tråden måste du ta bort en liten mängd isolering så att du kan löda, och med tanke på trådens tjocklek kan det vara svårt.

Trådarna är alldeles för smala för att få en bra anslutning i en Arduino -header, så vi kommer att behöva lödda dem till något fetare. Jag använde stift från en utbrytningsrubrik för att göra anslutningarna, men du kan använda nästan vilken skrot som helst av lämplig mättråd. Den bakre (katod) tråden från lysdioden är lödd till en enda brytningsrubrikstift. Den röda (anod) tråden ska lödas till det böjda motståndet enligt bilden. Trim ledarna på motståndet till lika lång längd och löd dem till två intilliggande huvudstiften som visas i figuren.

Steg 3: Anslutningar

Anslut lysdioden/motståndet enligt figurerna. Motståndets sida ansluten till den röda LED -kabeln går till A0. Det är här vi mäter spänningen på lysdioden med hjälp av den analoga ingången. Den andra sidan av motståndet går till A1, som vi kommer att använda som en digital utgång och ställer den högt för att tända lysdioden. Den svarta ledningen måste vara ansluten till GND. Vilken som helst av Arduino GND -stiften kan användas.

Steg 4: Kod

Ladda ner koden och öppna den i Arduino IDE. Du kan sedan ladda upp den till din Arduino.

Programmet ställer först in stiftriktningarna och tänder lysdioden. Den mäter sedan framspänningsfallet för lysdioden via en analog läsning på stift A0. För att förbättra mätningens noggrannhet läser vi spänningen 256 gånger i snabb följd och summerar resultatet. (Överprovtagning som denna kan öka den effektiva upplösningen av konverteringen så att vi kan se förändringar som är mindre än det minsta steget på omvandlaren.) Om databuffertens sensedata är full jämför vi den senaste summan med den äldsta vi har lagras i bufferten för att se om en ny kylning har ökat LED -spänningen med minst MINJUMP. Om den inte har det lagrar vi summan i bufferten, uppdaterar buffertpekaren och startar nästa mätning. Om den har det stänger vi av lysdioden i 2 sekunder, återställer bufferten och startar sedan processen om igen.

För att bättre förstå vad som händer skriver vi varje summa som seriedata och använder Arduino IDEs serieplotter (under Verktyg -menyn) för att rita LED -spänningen när den ändras över tiden. Kom ihåg att ställa in överföringshastigheten till 250000 för att matcha programmet. Du kommer då att kunna se hur spänningen sjunker när lysdioden värms upp efter att den slås på. Detta visar också hur känsligt systemet är. När lysdioden har släckts kommer den att ha svalnat något när den tänds igen, vilket du kommer att se som ett hopp på grafen.

Steg 5: Njut

När koden körs bör du kunna blåsa ut din lysdiod med en snabb pust av luft. Jag har upptäckt att jag kan blåsa ut min LED från över 1 meter bort! I vissa rum kan luftströmmar orsaka falska triggers. Om detta är ett problem kan du sänka systemets känslighet genom att öka MINJUMP. Seriell plotter kan hjälpa dig att visualisera vad ett rätt värde kan vara för din applikation.

Du kan byta ut lysdioden med en annan färg. Vita lysdioder fungerar särskilt bra. Eftersom de har ett högre spänningsfall måste du ändra motståndsvärdet för att få rätt ström. Med tanke på UNO: s drivförmåga, skjut efter en ström i området 10-15mA. För en vit LED är 100 ohm en bra utgångspunkt.

Eftersom en UNO har 6 analoga ingångsstiften kan du enkelt ändra denna kod för att stödja 6 oberoende, heta LED -vindmätare! Detta gör det möjligt att bygga enkla gränssnitt som kan känna igen när du blåser åt olika håll. Detta kan vara oerhört användbart när man bygger gränssnitt för funktionshindrade, uttrycksfulla kontroller för musiker eller till och med för födelsedagstårtor med många elektroniska ljus!

Slutligen, om du slutade använda denna teknik för att göra något coolt, vänligen lämna en kommentar nedan!