LED ที่คุณระเบิดได้ราวกับเทียน!: 5 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:06

LED ได้รับการออกแบบมาเพื่อเปล่งแสง แต่ยังสร้างเซ็นเซอร์ที่มีความสามารถอย่างน่าประหลาดใจ ด้วยการใช้ Arduino UNO, LED และตัวต้านทานเท่านั้น เราจะสร้างเครื่องวัดความเร็วลม LED แบบร้อนที่วัดความเร็วลม และปิด LED เป็นเวลา 2 วินาทีเมื่อตรวจพบว่าคุณกำลังเป่าลม คุณสามารถใช้สิ่งนี้เพื่อสร้างส่วนต่อประสานที่ควบคุมลมหายใจหรือแม้แต่เทียนอิเล็กทรอนิกส์ที่คุณสามารถระเบิดได้!

วัสดุ:

Arduino UNO (พร้อมสาย USB เพื่อเชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์ของคุณ)

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

ไฟ LED สีเหลืองแบบมีสาย 0402 (https://www.amazon.com/Lighthouse-LEDs-Angle-Pre-W…)

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

คุณจะต้อง:

คอมพิวเตอร์เพื่อรันสภาพแวดล้อม Arduino

อุปกรณ์/ทักษะการบัดกรีเบื้องต้น

ขั้นตอนที่ 1: มันทำงานอย่างไร

เมื่อคุณใช้กระแสไฟผ่าน LED อุณหภูมิจะสูงขึ้น ปริมาณที่เพิ่มขึ้นขึ้นอยู่กับว่าคุณระบายความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพเพียงใด เมื่อคุณเป่าด้วยไฟ LED ที่ร้อน การระบายความร้อนพิเศษจะทำให้อุณหภูมิในการทำงานลดลง เราสามารถตรวจจับสิ่งนี้ได้เนื่องจากแรงดันไฟ LED ตกไปข้างหน้าจะเพิ่มขึ้นเมื่อเย็นลง

วงจรนั้นเรียบง่ายมากและดูเหมือนขับ LED ข้อแตกต่างเพียงอย่างเดียวคือเราจะเพิ่มลวดพิเศษเพื่อวัดแรงดันตกคร่อมของ LED ในขณะที่เปิดอยู่ เพื่อให้ทำงานได้ดี คุณต้องใช้ LED ขนาดเล็กมาก (ฉันขอแนะนำให้ใช้ LED ยึดพื้นผิว 0402) ที่เชื่อมต่อด้วยสายไฟที่บางที่สุด ซึ่งจะทำให้ LED ร้อนและเย็นลงอย่างรวดเร็ว และลดความร้อนที่สูญเสียไปผ่านสายไฟให้เหลือน้อยที่สุด การเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าที่เราต้องการเป็นเพียงมิลลิโวลต์ - ที่ขอบสุดของสิ่งที่สามารถตรวจจับได้อย่างน่าเชื่อถือผ่านพินอะนาล็อก UNO หากไฟ LED พักบนบางสิ่งที่นำความร้อนออกไป ไฟนั้นอาจไม่ร้อนพอ ดังนั้นจะทำงานได้ดีที่สุดหากอยู่ในอากาศ

ขั้นตอนที่ 2: เตรียม LED และตัวต้านทานเพื่อเชื่อมต่อกับ Arduino UNO. ของคุณ

การบัดกรีสายไฟที่บางมากกับ LED ที่ติดตั้งบนพื้นผิวขนาดเล็กมากนั้นต้องใช้ทักษะพอสมควร โชคดีที่คุณสามารถซื้อไฟ LED 0402 แบบมีสายล่วงหน้าได้ เหล่านี้มักจะมาพร้อมกับตัวต้านทาน (ในภาพ) ที่มีขนาดสำหรับการทำงาน 12V ถ้านั่นคือสิ่งที่คุณได้รับ คุณจะต้องตัดตัวต้านทาน หากคุณตัดผ่านท่อหดด้วยความร้อนที่อยู่ติดกับส่วนนูนของตัวต้านทาน คุณอาจจะสามารถดึงท่อที่เหลือออกโดยปล่อยให้มีตะกั่วบางๆ โผล่ออกมาสำหรับการบัดกรี หากคุณเพิ่งตัดลวด คุณจะต้องลอกฉนวนออกเล็กน้อยเพื่อให้บัดกรีได้ และเมื่อพิจารณาถึงความหนาของเส้นลวดแล้ว การทำเช่นนี้อาจเป็นเรื่องยาก

สายไฟบางเกินไปที่จะทำการเชื่อมต่อที่ดีในส่วนหัวของ Arduino ดังนั้นเราจะต้องบัดกรีมันให้หนาขึ้น ฉันใช้หมุดจากส่วนหัวแบบแยกส่วนเพื่อทำการเชื่อมต่อ แต่คุณสามารถใช้ลวดเกจที่เหมาะสมได้ ลวดด้านหลัง (แคโทด) จาก LED ถูกบัดกรีเข้ากับพินส่วนหัวแบบแยกส่วน ควรบัดกรีลวดสีแดง (ขั้วบวก) กับตัวต้านทานการงอตามที่แสดง ตัดสายนำของตัวต้านทานให้มีความยาวเท่ากันและประสานเข้ากับหมุดส่วนหัวที่อยู่ติดกันสองตัวดังแสดงในรูป

ขั้นตอนที่ 3: การเชื่อมต่อ

เชื่อมต่อ LED/ตัวต้านทาน ตามที่แสดงในรูป ด้านข้างของตัวต้านทานที่เชื่อมต่อกับสาย LED สีแดงไปที่ A0 นี่จะเป็นจุดที่เราวัดแรงดันไฟบน LED โดยใช้ความสามารถอินพุตแบบอะนาล็อก ตัวต้านทานอีกด้านไปที่ A1 ซึ่งเราจะใช้เป็นเอาต์พุตดิจิตอล โดยตั้งค่าให้สูงเพื่อเปิด LED ต้องต่อสายสีดำเข้ากับ GND สามารถใช้พิน Arduino GND ใดก็ได้

ขั้นตอนที่ 4: รหัส

ดาวน์โหลดโค้ดและเปิดใน Arduino IDE จากนั้นคุณสามารถอัปโหลดไปยัง Arduino ของคุณได้

โปรแกรมจะตั้งค่าทิศทางพินและเปิดไฟ LED ก่อน จากนั้นจะวัดแรงดันตกคร่อมของ LED ผ่าน analogRead บนพิน A0 เพื่อปรับปรุงความแม่นยำของการวัด เราอ่านแรงดันไฟฟ้า 256 ครั้งติดต่อกันอย่างรวดเร็ว และรวมผลลัพธ์ (การสุ่มตัวอย่างมากเกินไปเช่นนี้สามารถเพิ่มความละเอียดที่มีประสิทธิภาพของการแปลง เพื่อให้เราเห็นการเปลี่ยนแปลงที่เล็กกว่าขั้นตอนที่เล็กที่สุดในตัวแปลง) หาก data buffer sensedata เต็ม เราจะเปรียบเทียบผลรวมล่าสุดกับค่าที่เก่าที่สุดที่เรามี เก็บไว้ในบัฟเฟอร์เพื่อดูว่าการระบายความร้อนล่าสุดได้เพิ่มแรงดันไฟ LED อย่างน้อย MINJUMP หรือไม่ หากไม่มี เราจะเก็บผลรวมไว้ในบัฟเฟอร์ อัปเดตตัวชี้บัฟเฟอร์ และเริ่มการวัดครั้งต่อไป หากมี เราจะปิด LED เป็นเวลา 2 วินาที รีเซ็ตบัฟเฟอร์แล้วเริ่มกระบวนการใหม่อีกครั้ง

เพื่อให้เข้าใจถึงสิ่งที่เกิดขึ้นได้ดีขึ้น เราเขียนผลรวมแต่ละรายการเป็นข้อมูลอนุกรม และใช้ Serial Plotter ของ Arduino IDE (ใต้เมนูเครื่องมือ) เพื่อสร้างกราฟแรงดันไฟ LED เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงเมื่อเวลาผ่านไป อย่าลืมตั้งค่าอัตราบอดเป็น 250000 เพื่อให้ตรงกับโปรแกรม จากนั้น คุณจะสามารถดูได้ว่าแรงดันไฟฟ้าลดลงอย่างไรเมื่อ LED อุ่นขึ้นหลังจากเปิดเครื่อง สิ่งนี้จะแสดงให้เห็นว่าระบบมีความละเอียดอ่อนเพียงใด หลังจากที่ไฟ LED ดับลง ไฟจะเย็นลงบ้างเมื่อเปิดขึ้นอีกครั้ง ซึ่งคุณจะเห็นการกระโดดบนกราฟ

ขั้นตอนที่ 5: สนุก

เมื่อโค้ดทำงาน คุณควรเป่าไฟ LED ของคุณออกอย่างรวดเร็ว ฉันพบว่า LED ของฉันระเบิดได้ในระยะ 1 เมตร! ในบางห้อง กระแสลมอาจทำให้เกิดทริกเกอร์ที่ผิดพลาดได้ หากเป็นปัญหา คุณสามารถลดความไวของระบบโดยเพิ่ม MINJUMP Serial Plotter สามารถช่วยให้คุณเห็นภาพว่าค่าที่เหมาะสมสำหรับแอปพลิเคชันของคุณเป็นอย่างไร

คุณสามารถแทนที่ LED ด้วยสีอื่นได้ ไฟ LED สีขาวทำงานได้ดีเป็นพิเศษ เนื่องจากมีแรงดันตกคร่อมที่สูงกว่า คุณจะต้องเปลี่ยนค่าความต้านทานเพื่อให้ได้กระแสไฟที่เหมาะสม ด้วยความสามารถของไดรฟ์ของ UNO ให้ยิงกระแสไฟฟ้าในช่วง 10-15mA สำหรับ LED สีขาว 100 โอห์มเป็นจุดเริ่มต้นที่ดี

เนื่องจาก UNO มีพินอินพุตแบบอะนาล็อก 6 อัน คุณจึงสามารถแก้ไขโค้ดนี้เพื่อรองรับเครื่องวัดความเร็วลม LED แบบอิสระ 6 ตัวได้อย่างง่ายดาย! ทำให้สามารถสร้างอินเทอร์เฟซแบบง่ายที่สามารถรับรู้ได้เมื่อคุณพัดไปในทิศทางที่ต่างกัน สิ่งนี้มีประโยชน์อย่างไม่น่าเชื่อเมื่อสร้างอินเทอร์เฟซสำหรับผู้พิการ ผู้ควบคุมที่แสดงออกสำหรับนักดนตรี หรือแม้แต่สำหรับเค้กวันเกิดที่มีเทียนอิเล็กทรอนิกส์มากมาย!

สุดท้ายนี้ หากคุณลงเอยด้วยการใช้เทคนิคนี้เพื่อทำอะไรเจ๋งๆ โปรดแสดงความคิดเห็นด้านล่าง!