Қарапайым жарықдиодты сандық температура сенсоры: 3 қадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:26

Қарапайым, арзан, цифрлық электронды температура сенсоры

Х. Уильям Джеймс, тамыз, 2015 ж

Аннотациялы жыпылықтайтын светодиодтарда шағын IC чипі бар, олар кернеу қосылған кезде үнемі жыпылықтайды және өшеді. Бұл зерттеу жарық диодты кернеу тұрақты болып қалса, жыпылықтау жылдамдығының температураға тәуелді екенін көрсетеді. Осылайша, жыпылықтайтын жарықдиодты температураны өлшеу үшін қолдануға болады және цифрлық шығуды қамтамасыз етеді.

Кіріспе

Жарықдиодты диодтар (LED) әр түрлі түстер шығарады. Жарық диодының тағы бір түрі - жыпылықтайтын немесе жыпылықтайтын жарық диоды. Бұл жарық диодты жарық диодтары, оның ішіне ендірілген шағын мультивибраторлық микросхемасы бар, олар жарық көзіне қосылған кезде жарық диодты жыпылықтай бастайды. Жыпылықтайтын светодиодтарды әрқайсысы бір доллардан төмен сатып алуға болады және әр түрлі түстерде болады.

Жарық диоды минутына жыпылықтайды немесе жарық диодтың жыпылықтау жылдамдығы тұрақты емес. Ол кернеудің елеулі өзгеруімен өзгереді (төменгі кернеу = жарқылдың жылдамдығы және керісінше). Алайда, автордың зерттеулері, 2010 жылдан бастап, жарқылдың минутына жылдамдығы температураның өзгеруіне байланысты сызықтық және дәл өзгеретінін анықтады. Температураның төмендеуіне (жоғарылауына) светодиодтың жыпылықтау жылдамдығы артады (төмендейді). Қызыл жарық диодтары ең жылдам жыпылықтайды, ал сары шамдар баяу жыпылықтайды, ал жасыл шамдар белгілі бір уақыт аралығында баяу жыпылықтайды.

Температураны өлшеу үшін жыпылықтайтын жарықдиодты қолдану

Жыпылықтайтын диодпен температураны дәл өлшеу үшін тұрақты кернеу көзі қажет. Айнымалы ток розеткасынан тұрақты кернеудің 2 -ден 6В дейін кернеуі 10-30 Ом резисторы бар тізбектей орналасқан жыпылықтайтын жарық диодты тұрақты кернеуді қамтамасыз ете алады. Егер аккумулятор қолданылса, кернеуді батареядағы IC кернеу реттегішінің көмегімен тұрақтандыруға болады.

Жарық диодты жыпылықтаған кезде кернеудің төмендеуі өзгереді. Жарықдиодты шамның жыпылықтау жылдамдығын жазу үшін оны бір минут ішінде болған жыпылықтаулардың санын (және температураны) есептейтін, тіпті көрсететін және беретін тізбекке орнатуға болады. Бұл зерттеуде жыпылықтайтын жарықдиодты дыбыс-осциллятордың қарапайым тізбегіне қосылды. Жарық диоды жыпылықтағанда және өшірілсе, осциллятор динамикке естілетін «дыбыстық сигнал» шығарады. Әннің минутына соққысын көрсететін «LiveBPM» бағдарламалық жасақтамасы немесе қосымшасы бұл дыбыстық сигналдарды қабылдайды және санайды және минутына соққы ретінде көрсетеді (BPM). 1 -суретті қараңыз. Калибрлеу диаграммасы немесе температура мен дыбыс сигналын көрсететін кесте температураны дисплейден анықтауға мүмкіндік береді.

Жарық диодты жыпылықтау жылдамдығы температураның өзгеруіне қарсы

2 -суретте екі сары жыпылықтайтын жарық диоды үшін температураның өзгеруіндегі жыпылықтау жылдамдығының суреті көрсетілген. Жарық диоды жақын орналасқан электронды цифрлық термометрмен салыстырылды. Суретте калибрлеу кемінде +16 -20С -қа дейін сызықтық болатынын ескеріңіз. Бұл диапазонда температураның өзгеру жылдамдығы сары жарықдиодты шам үшін шамамен 0,95С/жыпылықтайды.

3 -суретте +35,2 -18,5С дейін сары жыпылықтайтын жарық диоды үшін минутына жыпылықтау жылдамдығы көрсетілген. Ең қолайлы логарифмдік қисық қосылды (жұқа сызық). Жалпы өзгеру жылдамдығы шамамен 1С/жыпылықтайды.

Жарық диодтары бірнеше ай бойы сыналды және калибрлеу тұрақты болып қалады. LiveBPM көмегімен температураның 0,1С шамасындағы өзгеруін анықтауға болады. Жыпылықтайтын жарық диодының дәлдігі +/- 0,5С шамасында, кемінде +35 -20С дейін. Сенсордың температураға жауап беру уақыты баяу емес. -15С -тан суық болатын мұздатқыштан алып тастағаннан кейін, сенсор бірнеше минут ішінде +17С дейін қалпына келді. Жарықдиодты пластиктен жасалған қақпақты қыру жауап беру уақытын тездетуге көмектеседі. Температураның кең диапазонында жарықдиодты одан әрі сынау жүргізіледі және осы веб -сайтта орналастырылады.

Жарықдиодты шамдардың жыпылықтау жылдамдығының температураға байланысты өзгеруіне не себеп болғаны белгісіз. Температураның өзгеруі диодтардың, резисторлардың және конденсаторлардың жұмысына әсер етеді. Бұл компоненттер жарықдиодты және IC чипінің ішінде орналасқан. Тағы бір мүмкіндік - жарықдиодты компоненттер температураның өзгеруімен физикалық түрде өзгереді (мысалы, кеңею мен қысылу) және бұл IC схемасын өзгертеді, бұл жыпылықтау жылдамдығының өзгеруіне әкеледі.

Қорытынды

Жыпылықтайтын жарықдиодты температураны оңай өлшеуге болады. Бұл зерттеудің температуралық реакциясы оның шамамен +35 -тен -20С -қа дейін сызықты екенін көрсетеді. Әрі қарай тестілеу температураның кең диапазонында жүргізіледі және нәтижелері осы веб -сайтта орналастырылады. Жыпылықтайтын жарық диодты сенсор температураны өлшеуге және көрсетуге арналған қарапайым электронды схемалардың конструкциясына мүмкіндік береді.

Фигуралар

Сурет 1. LiveBPM қолданбасы «минутына соққылар» дисплейі. Дегенмен, бұл жерде дыбыс осцилляторының тізбегіне енгізілген жыпылықтайтын қызыл жарық диодынан температураның 30 минуттық өзгеруі көрсетіледі. Қызыл жарық диодтың өзгеру жылдамдығы шамамен 0,84С/жыпылықтайды

Сурет 2. Екі жыпылықтайтын сары жарықдиодты температураны калибрлеу схемасы. Х осі-температура (C градус), ал Y осі-жарық диодтың 1 минут ішінде жыпылықтау жиілігі. Жарық диодтарының жыпылықтау жылдамдығын анықтау үшін LiveBPM бағдарламалық жасақтамасы қолданылды.

Сурет 3. Бір сары жыпылықтайтын жарықдиодты калибрлеу схемасы. Х осі минутына жыпылықтайды, ал у осі-температура (C) және әрбір деректер нүктесі өлшенген температураны көрсетеді. Жұқа қара сызық логарифмдік қисық сызыққа сәйкес келеді.

Әдебиеттер:

Жарық диод:

Температураның диодтарға әсері:

kk.wikipedia.org/wiki/Diode#Temperature_measurements

LiveBPM:

Менің басқа веб -беттерім,

Үйдегі ауа райы құралдары

Үйде жасалған үлкен телескоп

Үйдегі ыстық бұрыш тұздығы

Авторлық құқық 2016: H. W. Джеймс