Một đèn LED bạn có thể thổi ra như một ngọn nến!: 5 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:34

Đèn LED được thiết kế để phát ra ánh sáng, nhưng chúng cũng tạo ra các cảm biến có khả năng đáng kinh ngạc. Chỉ sử dụng Arduino UNO, một đèn LED và một điện trở, chúng tôi sẽ tạo ra một máy đo gió LED nóng đo tốc độ gió và tắt đèn LED trong 2 giây khi phát hiện bạn đang thổi trên đó. Bạn có thể sử dụng điều này để tạo giao diện kiểm soát hơi thở hoặc thậm chí là một ngọn nến điện tử mà bạn có thể thổi tắt!

Vật liệu:

Arduino UNO (có cáp USB để kết nối với máy tính của bạn)

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

Đèn LED màu vàng 0402 có dây sẵn (https://www.amazon.com/Lighthouse-LEDs-Angle-Pre-W…)

Tiêu đề ly khai (https://www.amazon.com/SamIdea-15-Pack-Straight-Co…)

Bạn cũng sẽ cần:

Một máy tính để chạy môi trường Arduino

Thiết bị / kỹ năng hàn cơ bản

Bước 1: Cách này hoạt động như thế nào?

Khi bạn chạy dòng điện qua đèn LED, nhiệt độ của nó sẽ tăng lên. Mức tăng phụ thuộc vào mức độ hiệu quả bạn đang làm mát nó. Khi bạn bật đèn LED nóng, việc làm mát thêm sẽ làm giảm nhiệt độ chạy. Chúng tôi có thể phát hiện ra điều này vì điện áp giảm phía trước của đèn LED tăng lên khi nó trở nên mát hơn.

Mạch rất đơn giản và trông giống như điều khiển một đèn LED. Sự khác biệt duy nhất là chúng tôi sẽ thêm một dây phụ để đo điện áp rơi của đèn LED khi nó đang bật. Để hoạt động tốt, bạn muốn sử dụng đèn LED rất nhỏ (tôi khuyên bạn nên sử dụng đèn LED gắn bề mặt 0402) được kết nối bằng dây mỏng nhất có thể. Điều này sẽ cho phép đèn LED nóng và nguội rất nhanh, và giảm thiểu nhiệt thất thoát qua dây dẫn. Những thay đổi điện áp mà chúng tôi đang tìm kiếm chỉ là milivôn - ở rìa của những gì có thể được phát hiện một cách đáng tin cậy thông qua các chân tương tự UNOs. Nếu đèn LED nằm trên vật dẫn nhiệt, nó có thể không đủ nóng, vì vậy nó hoạt động tốt nhất nếu ở trên không.

Bước 2: Chuẩn bị sẵn đèn LED và điện trở để kết nối với Arduino UNO của bạn

Việc hàn các dây cực mỏng với các đèn LED gắn trên bề mặt rất nhỏ cần rất nhiều kỹ năng. May mắn thay, bạn có thể đơn giản mua đèn LED 0402 có dây, có dây. Chúng thường đi kèm với một điện trở (được bao phủ trong co nhiệt trong hình) có kích thước cho hoạt động 12V. Nếu đó là những gì bạn nhận được, bạn sẽ cần phải cắt điện trở. Nếu bạn cắt qua ống co nhiệt bên cạnh chỗ phồng điện trở, có thể bạn sẽ kéo được ống còn lại để lại một số dây dẫn bị hở để hàn. Nếu bạn chỉ cắt dây, bạn sẽ cần phải loại bỏ một lượng nhỏ cách điện để có thể hàn và với độ dày của dây, điều này có thể phức tạp.

Các dây quá mỏng để tạo kết nối tốt trong đầu cắm Arduino, vì vậy chúng tôi sẽ cần hàn chúng vào một thứ gì đó béo hơn. Tôi đã sử dụng các chân từ một tiêu đề ly khai để thực hiện các kết nối, nhưng bạn có thể chỉ sử dụng bất kỳ mảnh vụn nào của dây đo thích hợp. Dây phía sau (cực âm) của đèn LED được hàn vào một chân cắm đầu ly khai duy nhất. Dây màu đỏ (cực dương) nên được hàn vào điện trở bị uốn cong như hình vẽ. Cắt các dây dẫn trên điện trở để có chiều dài bằng nhau và hàn chúng vào hai chân tiêu đề liền kề như trong hình.

Bước 3: Kết nối

Kết nối đèn LED / điện trở như trong hình. Phía biến trở nối với dây LED màu đỏ đi A0. Đây sẽ là nơi chúng tôi đo điện áp trên đèn LED bằng khả năng đầu vào tương tự. Mặt còn lại của điện trở đi đến A1, mà chúng tôi sẽ sử dụng làm đầu ra kỹ thuật số, đặt nó ở mức cao để bật đèn LED. Dây đen phải được kết nối với GND. Có thể sử dụng bất kỳ chân nào của Arduino GND.

Bước 4: Mã

Tải xuống mã và mở nó trong Arduino IDE. Sau đó, bạn có thể tải nó lên Arduino của mình.

Đầu tiên, chương trình thiết lập các hướng chân và đèn LED. Sau đó, nó đo điện áp giảm phía trước của đèn LED thông qua một analogRead trên chân A0. Để cải thiện độ chính xác của phép đo, chúng tôi đọc điện áp 256 lần liên tiếp và tính tổng kết quả. (Lấy mẫu quá mức như vậy có thể tăng độ phân giải hiệu quả của chuyển đổi để chúng ta có thể thấy những thay đổi nhỏ hơn bước nhỏ nhất trên bộ chuyển đổi.) Nếu bộ đệm dữ liệu sensedata đầy, chúng tôi so sánh tổng mới nhất với tổng cũ nhất mà chúng tôi có được lưu trữ trong bộ đệm để xem liệu lần làm mát gần đây có làm tăng điện áp LED lên ít nhất MINJUMP hay không. Nếu không, chúng tôi lưu trữ tổng trong bộ đệm, cập nhật con trỏ bộ đệm và bắt đầu phép đo tiếp theo. Nếu có, chúng tôi tắt đèn LED trong 2 giây, đặt lại bộ đệm và sau đó bắt đầu lại quá trình.

Để hiểu rõ hơn điều gì đang xảy ra, chúng tôi viết mỗi tổng ra dưới dạng dữ liệu nối tiếp và sử dụng Máy vẽ nối tiếp của Arduino IDE (trong menu Công cụ) để vẽ biểu đồ điện áp LED khi nó thay đổi theo thời gian. Nhớ đặt tốc độ truyền là 250000 để phù hợp với chương trình. Sau đó, bạn sẽ có thể thấy điện áp giảm như thế nào khi đèn LED ấm lên sau khi bật. Điều này cũng sẽ cho thấy hệ thống nhạy cảm như thế nào. Sau khi đèn LED được kích hoạt, nó sẽ nguội đi phần nào vào thời điểm bật lại, bạn sẽ thấy điều này như một bước nhảy trên biểu đồ.

Bước 5: Thưởng thức

Khi mã đang chạy, bạn sẽ có thể thổi tắt đèn LED của mình bằng một luồng không khí nhanh chóng. Tôi đã phát hiện ra rằng tôi có thể thổi tắt đèn LED của mình từ khoảng cách hơn 1 mét! Trong một số phòng, các luồng không khí có thể gây ra hiện tượng kích hoạt sai. Nếu đây là sự cố, bạn có thể giảm độ nhạy của hệ thống bằng cách tăng MINJUMP. Serial Plotter có thể giúp bạn hình dung giá trị phù hợp có thể là gì cho ứng dụng của bạn.

Bạn có thể thay thế đèn LED bằng một màu khác. Đèn LED trắng hoạt động đặc biệt tốt. Bởi vì chúng có điện áp giảm cao hơn, bạn sẽ cần phải thay đổi giá trị điện trở để có được dòng điện phù hợp. Với khả năng truyền động của UNO, hãy tìm dòng điện trong phạm vi 10-15mA. Đối với đèn LED màu trắng, 100 ohms là một điểm khởi đầu tốt.

Vì UNO có 6 chân đầu vào tương tự, bạn có thể dễ dàng sửa đổi mã này để hỗ trợ 6 thiết bị đo gió LED nóng, độc lập! Điều này giúp bạn có thể xây dựng các giao diện đơn giản có thể nhận ra khi nào bạn đang thổi theo các hướng khác nhau. Điều này có thể cực kỳ hữu ích khi xây dựng giao diện cho người khuyết tật, bộ điều khiển biểu cảm cho nhạc sĩ hoặc thậm chí cho bánh sinh nhật với nhiều nến điện tử!

Cuối cùng, nếu bạn đã sử dụng kỹ thuật này để làm điều gì đó thú vị, vui lòng để lại bình luận bên dưới!