مصباح LED يمكنك تفجيره مثل الشمعة: 5 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:40

تم تصميم مصابيح LED لإصدار الضوء ، ولكنها أيضًا تصنع أجهزة استشعار قادرة بشكل مدهش. باستخدام Arduino UNO ومصباح LED ومقاوم فقط ، سنقوم ببناء مقياس شدة LED ساخن يقيس سرعة الرياح ، ويطفئ مؤشر LED لمدة ثانيتين عندما يكتشف أنك تهب عليه. يمكنك استخدام هذا لإنشاء واجهات يتم التحكم في التنفس ، أو حتى شمعة إلكترونية يمكنك تفجيرها!

المواد:

Arduino UNO (مع كابل USB للاتصال بجهاز الكمبيوتر الخاص بك)

مقاوم 1/4 واط 220 أوم (https://www.amazon.com/Projects-25EP514220R-220-Re…)

مصباح LED أصفر مُجهز مسبقًا ، 0402 (https://www.amazon.com/Lighthouse-LEDs-Angle-Pre-W…)

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

سوف تحتاج أيضًا إلى:

جهاز كمبيوتر لتشغيل بيئة Arduino

معدات / مهارات اللحام الأساسية

الخطوة 1: كيف يعمل هذا؟

عندما تقوم بتشغيل التيار من خلال LED ، ترتفع درجة حرارته. يعتمد مقدار الارتفاع على مدى فعالية تبريده. عندما تنفخ على مصباح LED ساخن ، فإن التبريد الإضافي يخفض درجة حرارة التشغيل. يمكننا اكتشاف ذلك لأن انخفاض الجهد الأمامي لمصباح LED يزداد كلما أصبح أكثر برودة.

الدائرة بسيطة للغاية وتشبه إلى حد كبير قيادة مصباح LED. الاختلاف الوحيد هو أننا سنضيف سلكًا إضافيًا لقياس انخفاض الجهد في مؤشر LED أثناء تشغيله. للعمل بشكل جيد ، تحتاج إلى استخدام مؤشر LED صغير جدًا (أقترح استخدام مؤشر LED للتثبيت على السطح 0402) متصل بواسطة أنحف الأسلاك الممكنة. سيسمح هذا لمصباح LED بالتسخين والتبريد بسرعة كبيرة ، وتقليل الحرارة المفقودة عبر الأسلاك. تغيرات الجهد التي نبحث عنها هي فقط ملي فولت - على حافة ما يمكن اكتشافه بشكل موثوق عبر دبابيس UNO التناظرية. إذا كان مؤشر LED مستريحًا على شيء ينقل الحرارة بعيدًا ، فقد لا يكون قادرًا على السخونة الكافية ، لذلك يعمل بشكل أفضل إذا كان في الهواء.

الخطوة 2: احصل على مؤشر LED والمقاوم جاهزًا للاتصال بـ Arduino UNO

يتطلب لحام الأسلاك الرفيعة للغاية لمصابيح LED المثبتة على الأسطح قدرًا لا بأس به من المهارة. لحسن الحظ ، يمكنك ببساطة شراء 0402 LEDs مسبقة التوصيل. غالبًا ما تأتي مع المقاوم (مغطى بالانكماش الحراري في الصورة) بحجم عملية 12V. إذا كان هذا هو ما تحصل عليه ، فستحتاج إلى قطع المقاوم. إذا قمت بقطع أنبوب الانكماش الحراري بجوار انتفاخ المقاوم ، فمن المحتمل أن تتمكن من سحب الأنبوب المتبقي تاركًا بعض الأسلاك المكشوفة للحام. إذا قمت بقطع السلك للتو ، فستحتاج إلى نزع كمية صغيرة من العزل حتى تتمكن من اللحام ، وبالنظر إلى سمك السلك ، فقد يكون هذا أمرًا صعبًا.

الأسلاك نحيفة جدًا بحيث لا يمكن إجراء اتصال جيد في رأس Arduino ، لذلك سنحتاج إلى لحامها بشيء أكثر بدانة. لقد استخدمت دبابيس من رأس منفصل للقيام بالتوصيلات ، ولكن يمكنك استخدام أي خردة من سلك القياس المناسب. يتم لحام السلك الخلفي (الكاثود) من مؤشر LED بدبوس رأس منفصل منفرد. يجب أن يكون السلك الأحمر (الأنود) ملحومًا بالمقاوم المثني كما هو موضح. قم بقص الخيوط الموجودة على المقاوم لتساوي الطول وقم بتلحيمها في دبابيس رأس متجاورة كما هو موضح في الشكل.

الخطوة 3: التوصيلات

قم بتوصيل الصمام / المقاوم كما هو موضح في الأشكال. يذهب جانب المقاوم المتصل بسلك LED الأحمر إلى A0. سيكون هذا هو المكان الذي نقيس فيه الجهد على LED باستخدام قدرة الإدخال التناظرية. يذهب الجانب الآخر من المقاوم إلى A1 ، والذي سنستخدمه كإخراج رقمي ، مع ضبطه على مستوى عالٍ لتشغيل مؤشر LED. يجب توصيل السلك الأسود بـ GND. يمكن استخدام أي من دبابيس Arduino GND.

الخطوة 4: الكود

قم بتنزيل الكود وافتحه في Arduino IDE. يمكنك بعد ذلك تحميله على Arduino الخاص بك.

يقوم البرنامج أولاً بإعداد اتجاهات الدبوس وإضاءة مؤشر LED. ثم يقيس انخفاض الجهد الأمامي لمصباح LED عبر نظير قراءة على دبوس A0. لتحسين دقة القياس ، نقرأ الجهد 256 مرة في تتابع سريع ونلخص النتيجة. (يمكن أن يؤدي أخذ عينات مثل هذا إلى زيادة الدقة الفعالة للتحويل حتى نتمكن من رؤية التغييرات التي تكون أصغر من أصغر خطوة في المحول.) إذا كان المخزن المؤقت للبيانات الحساس ممتلئًا ، فنحن نقارن آخر مجموع بالأقدم لدينا مخزنة في المخزن المؤقت لمعرفة ما إذا كان التبريد الأخير قد رفع جهد LED بمقدار MINJUMP على الأقل. إذا لم يحدث ذلك ، فإننا نخزن المجموع في المخزن المؤقت ، ونحدِّث مؤشر المخزن المؤقت ، ونبدأ القياس التالي. إذا كان الأمر كذلك ، فإننا نقوم بإيقاف تشغيل مؤشر LED لمدة ثانيتين ، وإعادة تعيين المخزن المؤقت ثم بدء العملية مرة أخرى.

لفهم ما يحدث بشكل أفضل ، نكتب كل مجموع كبيانات تسلسلية ، ونستخدم Serial Plotter الخاص بـ Arduino IDE (ضمن قائمة الأدوات) لرسم بياني لجهد LED أثناء تغيره بمرور الوقت. تذكر ضبط سرعة البث بالباود على 250000 لمطابقة البرنامج. ستتمكن بعد ذلك من رؤية كيف ينخفض الجهد عندما يسخن مؤشر LED بعد التشغيل. سيُظهر هذا أيضًا مدى حساسية النظام. بعد أن يتم تشغيل مؤشر LED ، سوف يبرد إلى حد ما بحلول الوقت الذي يتم فيه تشغيله مرة أخرى ، والذي ستراه بمثابة قفزة على الرسم البياني.

الخطوة 5: استمتع

عند تشغيل الكود ، يجب أن تكون قادرًا على إطفاء مصباح LED الخاص بك بنفخة سريعة من الهواء. لقد وجدت أنه يمكنني تفجير مصباح LED الخاص بي من على بعد أكثر من متر واحد! في بعض الغرف ، قد تسبب تيارات الهواء محفزات خاطئة. إذا كانت هذه مشكلة ، يمكنك تقليل حساسية نظامك عن طريق زيادة MINJUMP. يمكن أن يساعدك Serial Plotter في تصور القيمة المناسبة لتطبيقك.

يمكنك استبدال المصباح بلون مختلف. تعمل المصابيح البيضاء بشكل جيد. لأن لديهم انخفاض أعلى في الجهد ، سوف تحتاج إلى تغيير قيمة المقاومة للحصول على التيار الصحيح. بالنظر إلى قدرة محرك UNO ، أطلق النار على تيار في نطاق 10-15mA. بالنسبة لمصباح LED أبيض ، يعد 100 أوم نقطة انطلاق جيدة.

نظرًا لأن UNO يحتوي على 6 دبابيس إدخال تناظرية ، يمكنك بسهولة تعديل هذا الرمز لدعم 6 أجهزة قياس شدة الريح LED الساخنة المستقلة! هذا يجعل من الممكن بناء واجهات بسيطة يمكنها التعرف عندما تهب في اتجاهات مختلفة. يمكن أن يكون هذا مفيدًا بشكل لا يصدق عند إنشاء واجهات للمعاقين ، أو وحدات تحكم معبرة للموسيقيين ، أو حتى كعكات أعياد الميلاد مع العديد من الشموع الإلكترونية!

أخيرًا ، إذا انتهيت من استخدام هذه التقنية للقيام بشيء رائع ، فالرجاء ترك تعليق أدناه!