Daftar Isi:
2025 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2025-01-13 06:57
LED dirancang untuk memancarkan cahaya, tetapi mereka juga membuat sensor yang sangat mampu. Hanya dengan menggunakan Arduino UNO, LED, dan resistor, kami akan membuat anemometer LED panas yang mengukur kecepatan angin, dan mematikan LED selama 2 detik saat mendeteksi Anda meniupnya. Anda dapat menggunakan ini untuk membuat antarmuka yang dikendalikan napas, atau bahkan lilin elektronik yang dapat Anda tiup!
Bahan:
Arduino UNO (dengan kabel USB untuk terhubung ke komputer Anda)
Resistor 1/4W 220 ohm (https://www.amazon.com/Projects-25EP514220R-220-Re…)
LED kuning 0402 pra-kabel (https://www.amazon.com/Lighthouse-LEDs-Angle-Pre-W…)
Header Breakaway (https://www.amazon.com/SamIdea-15-Pack-Straight-Co…)
Anda juga akan membutuhkan:
Komputer untuk menjalankan lingkungan Arduino
Peralatan / keterampilan menyolder dasar
Langkah 1: Bagaimana Ini Bekerja?
Saat Anda menjalankan arus melalui LED, suhunya naik. Jumlah kenaikan tergantung pada seberapa efektif Anda mendinginkannya. Saat Anda menyalakan LED panas, pendinginan ekstra menurunkan suhu pengoperasian. Kami dapat mendeteksi ini karena penurunan tegangan maju LED meningkat saat semakin dingin.
Sirkuit ini sangat sederhana dan terlihat seperti mengemudikan LED. Satu-satunya perbedaan adalah bahwa kita akan menambahkan kabel tambahan untuk mengukur penurunan tegangan LED saat menyala. Untuk bekerja dengan baik, Anda ingin menggunakan LED yang sangat kecil (saya sarankan menggunakan LED pemasangan permukaan 0402) yang dihubungkan dengan kabel setipis mungkin. Ini akan memungkinkan LED menjadi panas dan dingin dengan sangat cepat, dan meminimalkan panas yang hilang melalui kabel. Perubahan tegangan yang kami cari hanyalah milivolt - di ujung yang dapat dideteksi dengan andal melalui pin analog UNO. Jika LED bertumpu pada sesuatu yang menghantarkan panas, LED mungkin tidak cukup panas, jadi LED akan bekerja paling baik jika berada di udara.
Langkah 2: Siapkan LED dan Resistor untuk Terhubung ke Arduino UNO Anda
Menyolder kabel yang sangat tipis ke LED pemasangan permukaan yang sangat kecil membutuhkan keterampilan yang cukup. Untungnya, Anda cukup membeli LED 0402 pra-kabel. Ini sering datang dengan resistor (tercakup dalam panas menyusut dalam gambar) yang berukuran untuk operasi 12V. Jika itu yang Anda dapatkan, Anda harus memotong resistornya. Jika Anda memotong tabung panas menyusut di sebelah tonjolan resistor, Anda mungkin dapat menarik tabung yang tersisa meninggalkan beberapa kabel yang terbuka untuk penyolderan. Jika Anda baru saja memotong kawat, Anda perlu melepaskan sedikit insulasi sehingga Anda dapat menyolder, dan mengingat ketebalan kawat, ini bisa menjadi rumit.
Kabelnya terlalu tipis untuk membuat koneksi yang baik di header Arduino, jadi kita perlu menyoldernya ke sesuatu yang lebih gemuk. Saya menggunakan pin dari header yang memisahkan diri untuk melakukan koneksi, tetapi Anda dapat menggunakan hampir semua potongan kawat pengukur yang sesuai. Kabel belakang (katoda) dari LED disolder ke satu pin header yang memisahkan diri. Kabel merah (anoda) harus disolder ke resistor bengkok seperti yang ditunjukkan. Potong kabel pada resistor dengan panjang yang sama dan solder ke dua pin header yang berdekatan seperti yang ditunjukkan pada gambar.
Langkah 3: Koneksi
Hubungkan LED/resistor seperti yang ditunjukkan pada gambar. Sisi resistor yang terhubung ke kabel LED merah menuju ke A0. Di sinilah kita mengukur tegangan pada LED menggunakan kemampuan input analog. Sisi lain dari resistor menuju ke A1, yang akan kita gunakan sebagai output digital, mengaturnya tinggi untuk menyalakan LED. Kabel hitam harus terhubung ke GND. Pin Arduino GND apa pun dapat digunakan.
Langkah 4: Kode
Unduh kode dan buka di Arduino IDE. Anda kemudian dapat mengunggahnya ke Arduino Anda.
Program pertama-tama mengatur arah pin dan menyalakan LED. Kemudian mengukur penurunan tegangan maju LED melalui analogRead pada pin A0. Untuk meningkatkan akurasi pengukuran, kami membaca tegangan 256 kali berturut-turut dengan cepat, dan menjumlahkan hasilnya. (Oversampling seperti ini dapat meningkatkan resolusi konversi yang efektif sehingga kita dapat melihat perubahan yang lebih kecil dari langkah terkecil pada konverter.) Jika buffer data sensedata penuh, kita membandingkan jumlah terbaru dengan yang terlama yang kita miliki disimpan dalam buffer untuk melihat apakah pendinginan baru-baru ini telah menaikkan tegangan LED setidaknya MINJUMP. Jika belum, kami menyimpan jumlah di buffer, memperbarui pointer buffer, dan memulai pengukuran berikutnya. Jika sudah, kita matikan LED selama 2 detik, reset buffer dan mulai proses lagi.
Untuk lebih memahami apa yang terjadi, kami menulis setiap jumlah sebagai data serial, dan menggunakan Serial Plotter Arduino IDE (di bawah menu Tools) untuk membuat grafik tegangan LED karena berubah dari waktu ke waktu. Ingatlah untuk mengatur baud rate ke 250000 agar sesuai dengan program. Anda kemudian akan dapat melihat bagaimana tegangan turun saat LED memanas setelah dinyalakan. Ini juga akan menunjukkan seberapa sensitif sistemnya. Setelah LED dimatikan, LED akan agak mendingin saat dinyalakan kembali, yang akan Anda lihat sebagai lompatan pada grafik.
Langkah 5: Nikmati
Saat kode sedang berjalan, Anda harus dapat meledakkan LED Anda dengan embusan udara cepat. Saya telah menemukan bahwa saya dapat meledakkan LED saya dari jarak lebih dari 1 meter! Di beberapa ruangan, aliran udara dapat menyebabkan pemicu palsu. Jika ini merupakan masalah, Anda dapat menurunkan sensitivitas sistem Anda dengan meningkatkan MINJUMP. Serial Plotter dapat membantu Anda memvisualisasikan nilai yang tepat untuk aplikasi Anda.
Anda dapat mengganti LED dengan salah satu warna yang berbeda. LED putih bekerja dengan sangat baik. Karena mereka memiliki penurunan tegangan yang lebih tinggi, Anda perlu mengubah nilai resistansi untuk mendapatkan arus yang tepat. Mengingat kemampuan penggerak UNO, bidik untuk arus dalam kisaran 10-15mA. Untuk LED putih, 100 ohm adalah titik awal yang baik.
Karena UNO memiliki 6 pin input analog, Anda dapat dengan mudah memodifikasi kode ini untuk mendukung 6 anemometer LED panas yang independen! Hal ini memungkinkan untuk membangun antarmuka sederhana yang dapat mengenali saat Anda bertiup ke arah yang berbeda. Ini bisa sangat berguna saat membangun antarmuka untuk penyandang cacat, pengontrol ekspresif untuk musisi, atau bahkan untuk kue ulang tahun dengan banyak lilin elektronik!
Akhirnya, jika Anda akhirnya menggunakan teknik ini untuk melakukan sesuatu yang keren, silakan tinggalkan komentar di bawah!