Eenvoudige LED digitale temperatuur sensor: 3 stappe

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:26

'N Eenvoudige, goedkoop, digitale elektroniese temperatuursensor

H. William James, Augustus 2015

Abstrakte knipperende LED's bevat 'n klein IC -skyfie wat veroorsaak dat hulle aanhoudend aan en af knip wanneer 'n spanning aangewend word. Hierdie studie toon aan dat die knippersnelheid afhanklik is van temperatuur as die toegepaste spanning oor die LED konstant bly. Die knipperende LED kan dus gebruik word om temperatuur te meet en lewer 'n digitale uitset.

Inleiding

Light Emitting Diodes (LED) kom in baie vorms voor en gee verskillende kleure uit. 'N Ander tipe LED is die flikkerende of flikkerende LED. Dit is LED's met 'n klein IC multivibrator -chip wat daarin ingebed is, wat veroorsaak dat die LED begin knipper wanneer dit aan 'n kragbron gekoppel is. Knipperende LED's kan vir minder as 'n dollar elk gekoop word en kom in verskillende kleure voor.

Die aantal LED flitse per minuut of die knippertempo van die LED is nie konstant nie. Dit sal wissel met aansienlike veranderinge in die toegepaste spanning (laer spanning = vinniger flitsnelheid en omgekeerd). Studies deur die skrywer, wat in 2010 begin het, het egter bevind dat die flitssnelheid per minuut lineêr en akkuraat wissel met die veranderende temperatuur. Namate die temperatuur daal (styg), neem die knippertempo van die LED toe (daal). Rooi LED's knip die vinnigste, terwyl die geel die stadiger knip en die groen nog stadiger oor 'n gegewe tydsbestek.

Gebruik 'n knipperende LED om temperatuur te meet

Om die temperatuur akkuraat te meet met 'n knipperende LED, is 'n konstante spanningsbron nodig. 'N Kragtoevoer van 2 tot 6V van 'n wisselstroomadapter kan 'n stabiele spanning lewer oor 'n knipperende LED wat in serie geplaas is met 'n weerstand van 10 tot 30 Ohm. As 'n battery gebruik word, kan die spanning gestabiliseer word deur 'n IC -chip oor die battery te gebruik.

As die LED knipper, wissel die spanningsval daaroor. Om die knippertempo van die LED op te neem, kan dit ingebou word in 'n stroombaan wat tel en selfs die aantal flitse (en die temperatuur) wat gedurende 'n tydperk soos 'n minuut plaasgevind het, vertoon en oordra. In hierdie studie is 'n knipperende LED opgeneem in 'n eenvoudige, klank-ossillator kring. Terwyl die LED aan en af knip, gee die ossillator hoorbare "piep" na 'n luidspreker. Die sagtewaretoepassing of App, "LiveBPM", wat die slae per minuut van 'n liedjie vertoon, neem hierdie piep en tel en toon dit as slae per minuut (BPM). Sien Figuur 1. 'n Kalibrasiekaart of -tabel wat piepsnelheid teenoor temperatuur toon, laat toe dat die temperatuur op die skerm bepaal word.

LED knipper tempo teenoor temperatuur verandering

Figuur 2 toon 'n grafiek van die knippertempo per temperatuurverandering vir twee geel knipperende LED's. Die LED is vergelyk met 'n akkurate elektroniese digitale termometer wat naby geleë is. Let op in die figuur dat die kalibrasie lineêr is van ten minste +16 tot naby -20C. Oor hierdie reeks is die tempo van temperatuurverandering ongeveer 0,95C/knipper vir 'n geel LED.

Figuur 3 toon die knippertempo per minuut vir 'n geel knipperende LED van +35,2 tot -18,5C. 'N Logaritmiese kurwe wat die beste pas, is bygevoeg (dun lyn). Die algehele veranderingstempo is ongeveer 1C/knippering.

Die LED's word maande lank getoets en die kalibrasie bly stabiel. Deur LiveBPM te gebruik, kan u temperatuurveranderinge naby 0.1C opspoor. Die akkuraatheid van die knipperende LED is ongeveer +/- 0.5C van minstens +35 tot -20C. Die temperatuurreaksietyd van die sensor is nie stadig nie. Nadat die sensor in 'n vrieskas verwyder is waar dit kouer as -15C was, het die sensor binne 'n paar minute tot +17C herstel. Deur die LED -plastiekbedekking weg te skeer, kan u die reaksietyd bespoedig. Verdere toetsing van die LED's oor 'n groter temperatuurbereik sal op hierdie webwerf gedoen word.

Dit is nie duidelik wat veroorsaak dat die LED -knippunt met temperatuur verander nie. Temperatuurveranderinge beïnvloed die prestasie van diodes, weerstande en kapasitors. Hierdie komponente is in die LED- en IC -chip. 'N Ander moontlikheid is dat die LED -komponente fisies verander (bv. Uitbrei en saamtrek) met temperatuurverandering, en dit verander die IC -kring, wat 'n verandering in die knippertempo veroorsaak.

Gevolgtrekkings

Die knipperende LED kan gebruik word om temperatuur maklik te meet. Die temperatuurrespons in hierdie studie toon aan dat dit oor die algemeen lineêr is van ongeveer +35 tot -20C. Verdere toetse sal gedoen word oor 'n groter temperatuurbereik en die resultate wat op hierdie webwerf geplaas word. Die knipperende LED -sensor maak eenvoudiger, goedkoper elektroniese stroombaanontwerpe moontlik om temperatuur te meet en te vertoon.

Syfers

Figuur 1. LiveBPM App vertoon "slae per minuut". Hier word egter temperatuurveranderinge oor 'n tydperk van 30 minute getoon deur 'n knipperende rooi LED wat in 'n klank ossillator kring geplaas is. Die veranderingstempo vir 'n rooi LED is ongeveer 0,84C/knipper

Figuur 2. Temperatuurkalibrasie plot vir twee knipperende geel LED's. Die x-as is temperatuur (grade C) en die Y-as is die knippertempo van die LED gedurende 1 minuut. LiveBPM sagteware is gebruik om die knippertempo van die LED's te bepaal.

Figuur 3. Kalibrasie plot vir een geel flikkerende LED. Die x-as is die flitse per minuut en die y-as is temperatuur (C) en elke datapunt toon die gemete temperatuur. Dun swart lyn is 'n logaritmiese kromme wat die beste pas.

Verwysings:

Ligte uitstralende diode:

Temperatuur effek op diodes:

en.wikipedia.org/wiki/Diode#Temperature_measurements

LiveBPM:

My ander webblaaie,

Tuisgemaakte Weerinstrumente

Tuisgemaakte groot teleskoop

Tuisgemaakte warm pepersous

Kopiereg 2016: H. W. James