Simpleng LED Digital Temperature Sensor: 3 Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:14

Isang Simple, Murang Gastos, Digital Electronic Temperature Sensor

H. William James, Agosto, 2015

Naglalaman ang Abstract Blinking LEDS ng isang maliit na IC chip na nagsasanhi sa kanila na patuloy na kumurap sa at off kapag ang isang boltahe ay inilapat. Ipinapakita ng pag-aaral na ito na ang blink rate ay nakasalalay sa temperatura kung ang inilapat na boltahe sa LED ay mananatiling pare-pareho. Kaya, ang blinking LED ay maaaring magamit upang masukat ang temperatura at nagbibigay ng isang digital output.

Panimula

Ang Light Emiting Diode (LED) ay may iba't ibang mga hugis at naglalabas ng iba't ibang mga kulay. Ang isa pang uri ng LED ay ang blinking o flashing LED. Ang mga ito ay mga LED na may isang maliit na maliit na maliit na chip ng IC multivibrator na naka-embed sa loob na sanhi ng pagsisimula ng pag-blink ng LED kapag nakakonekta sa isang mapagkukunan ng kuryente. Ang mga kumikislap na LED ay maaaring mabili nang mas mababa sa isang dolyar bawat isa at may iba't ibang kulay.

Ang bilang ng mga LED flashes bawat minuto o ang blink rate ng LED ay hindi pare-pareho. Mag-iiba ito sa mga makabuluhang pagbabago sa inilapat na boltahe (mas mababang boltahe = mas mabilis na rate ng flash at kabaliktaran). Gayunpaman, ang mga pag-aaral ng may-akda, simula noong 2010, natagpuan na ang rate ng flash bawat minuto ay nag-iiba sa tuwid at tumpak sa pagbabago ng temperatura. Habang bumababa ang temperatura (tumataas) ang blink rate ng LED ay tumataas (bumababa). Ang mga pulang LEDS ay kumurap ng pinakamabilis, habang ang mga dilaw ay kumikislap ng mas mabagal at berde ay mas mabagal pa sa isang naibigay na saklaw ng oras.

Paggamit ng isang blinking LED upang masukat ang temperatura

Upang sukatin ang temperatura nang tumpak sa isang kumikislap na LED, kinakailangan ng pare-pareho na mapagkukunan ng boltahe. Ang isang supply ng kuryente na 2 hanggang 6V DC mula sa isang supply ng AC wall outlet ay maaaring magbigay ng matatag na boltahe sa kabuuan ng isang kumikislap na LED na inilagay sa serye na may isang resistor na 10 hanggang 30 Ohm. Kung ginamit ang isang baterya, ang boltahe ay maaaring maging matatag sa pamamagitan ng paggamit ng isang boltahe regulator IC chip sa buong baterya.

Habang kumikislap ang LED ay bumababa ang boltahe sa kabuuan nito. Upang maitala ang blink rate ng LED maaari itong maitayo sa isang circuit na binibilang at kahit na ipinapakita at ipinapadala ang bilang ng mga blinks (at ang temperatura) na naganap sa isang tagal ng panahon tulad ng isang minuto. Sa pag-aaral na ito, isang blinking LED ay isinama sa isang simple, audio-oscillator circuit. Habang ang LED blinks on and off, ang oscillator ay naglalabas ng maririnig na "beep" sa isang speaker. Ang application ng software o App, "LiveBPM", na ipinapakita ang beats-per-minuto ng isang kanta, ay kinukuha ang mga beep at binibilang at ipinapakita ang mga ito bilang beats bawat minuto (BPM). Tingnan ang Larawan 1. Ang isang tsart sa pagkakalibrate o talahanayan na nagpapakita ng rate ng beep kumpara sa temperatura ay nagbibigay-daan para sa temperatura na matukoy mula sa display.

LED blink rate kumpara sa pagbabago ng temperatura

Ipinapakita ng Larawan 2 ang isang lagay ng blink rate bawat pagbabago ng temperatura para sa dalawang dilaw na kumikislap na LED. Ang LED ay inihambing sa isang tumpak na elektronikong digital thermometer na inilagay malapit sa. Tandaan sa figure na ang pagkakalibrate ay linear mula sa hindi bababa sa +16 hanggang malapit sa -20C. Sa saklaw na ito, ang rate ng pagbabago ng temperatura ay tungkol sa 0.95C / blink para sa isang dilaw na LED.

Ipinapakita ng Figure 3 ang blink rate bawat minuto para sa isang dilaw na blinking LED mula +35.2 hanggang -18.5C. Ang isang pinakamahusay na magkasya na logarithmic curve ay idinagdag (manipis na linya). Ang pangkalahatang rate ng pagbabago ay tungkol sa 1C / blink.

Ang mga LED ay nasubukan nang maraming buwan at ang pagkakalibrate ay nananatiling matatag. Gamit ang LiveBPM, ang isang makakakita ng mga pagbabago sa temperatura na malapit sa 0.1C. Ang katumpakan ng kumikislap na LED ay nasa paligid ng +/- 0.5C mula sa hindi bababa sa +35 hanggang -20C. Ang oras ng pagtugon ng temperatura ng sensor ay hindi mabagal. Matapos alisin mula sa isang freezer kung saan mas malamig kaysa -15C, ang sensor ay nakabawi sa + 17C sa loob lamang ng ilang minuto. Ang pag-ahit ng LED plastic cover ay nakakatulong na mapabilis ang oras ng pagtugon. Ang karagdagang pagsubok sa LEDS sa isang mas malawak na saklaw ng temperatura ay magagawa at mai-post sa website na ito.

Ano ang sanhi na magbago ang LED blink rate sa temperatura ay hindi malinaw. Ang mga pagbabago sa temperatura ay nakakaapekto sa pagganap ng mga diode, resistor, at capacitor. Ang mga sangkap na ito ay nasa loob ng LED at IC chip. Ang isa pang posibilidad na ang mga sangkap ng LED ay pisikal na nagbabago (hal., Lumalawak at nagkakontrata) na may pagbabago ng temperatura at binabago nito ang IC circuit, na nagdudulot ng pagbabago sa blink rate.

Konklusyon

Maaaring magamit ang blinking LED upang madaling masukat ang temperatura. Ang tugon sa temperatura sa pag-aaral na ito ay nagpapakita na sa pangkalahatan ito ay linear mula +35 hanggang -20C. Ang karagdagang pagsusuri ay gagawin sa isang mas malawak na saklaw ng temperatura at mga resulta na nai-post sa website na ito. Pinapayagan ng blinking LED sensor ang mas simple, mas mababang gastos na mga disenyo ng electronic circuit upang masukat at ipakita ang temperatura.

Mga pigura

Larawan 1. Pagpapakita ng LiveBPM App ng "beats per minute". Gayunpaman, dito ipinapakita ang mga pagbabago sa temperatura sa loob ng 30 minuto mula sa isang kumikislap na pulang LED na ipinasok sa isang audio oscillator circuit. Ang rate ng pagbabago para sa isang pulang LED ay tungkol sa 0.84C / blink

Larawan 2. Plot ng pagkakalibrate ng temperatura para sa dalawang kumikislap na dilaw na LED. Ang x-axis ay temperatura (degree C) at ang Y-axis ay ang blink rate ng LED sa loob ng 1 minuto. Ginamit ang LiveBPM software upang matukoy ang blink rate ng mga LED.

Larawan 3. Plot ng pagkakalibrate para sa isang dilaw na kumikislap na LED. Ang x-axis ay ang mga blinks bawat minuto at ang y-axis ay temperatura (C) at ang bawat data point ay nagpapakita ng sinusukat na temperatura. Ang manipis na itim na linya ay isang pinakamahusay na magkasya na logarithmic curve.

Mga Sanggunian:

Light Emitting Diode:

Epekto ng temperatura sa mga diode:

en.wikipedia.org/wiki/Diode#Temperature_measurements

LiveBPM:

Ang aking iba pang mga webpage,

Mga Instrumentong Pambahay sa Lagay ng Panahon

Homemade Large Telescope

Homemade Hot Pepper sauce

Copyright 2016: H. W. James