მარტივი LED ციფრული ტემპერატურის სენსორი: 3 ნაბიჯი

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:19

მარტივი, იაფი, ციფრული ელექტრონული ტემპერატურის სენსორი

H. William James, აგვისტო, 2015 წ

აბსტრაქტული მოციმციმე LEDS შეიცავს მცირე IC ჩიპს, რომელიც იწვევს მათ მუდმივად აციმციმებას და გამორთვას ძაბვის გამოყენებისას. ეს კვლევა აჩვენებს, რომ მოციმციმე სიჩქარე დამოკიდებულია ტემპერატურაზე, თუ LED- ზე გამოყენებული ძაბვა რჩება მუდმივი. ამრიგად, მოციმციმე LED შეიძლება გამოყენებულ იქნას ტემპერატურის გასაზომად და უზრუნველყოფს ციფრულ გამომუშავებას.

შესავალი

განათების დიოდები (LED) მოდის მრავალ ფორმაში და ასხივებს სხვადასხვა ფერს. სხვა ტიპის LED არის მოციმციმე ან მოციმციმე LED. ეს არის LED- ები პატარა IC მულტივიბრატორიანი ჩიპით, რომელიც შიგნითაა ჩამონტაჟებული და იწვევს LED- ის მოციმციმე ენერგიის წყაროსთან დაკავშირებისას. მოციმციმე LED- ების შეძენა შესაძლებელია თითოეულ დოლარზე ნაკლებ ფასად და მოდის სხვადასხვა ფერებში.

LED- ის რაოდენობა ციმციმებს წუთში ან LED- ის მოციმციმე სიჩქარე არ არის მუდმივი. ის იცვლება გამოყენებული ძაბვის მნიშვნელოვანი ცვლილებებით (დაბალი ძაბვა = უფრო სწრაფი აჩქარება და პირიქით). თუმცა, ავტორის მიერ 2010 წლიდან დაწყებული კვლევებით დადგინდა, რომ წუთში ციმციმის სიჩქარე იცვლება ხაზობრივად და ზუსტად ტემპერატურის ცვალებადობასთან ერთად. ტემპერატურის კლებასთან ერთად (ზრდის) LED- ის მოციმციმე სიჩქარე იზრდება (მცირდება). წითელი LED- ები ციმციმებენ ყველაზე სწრაფად, ხოლო ყვითლები - უფრო ნელა, ხოლო მწვანე - კიდევ უფრო ნელა, მოცემულ დროის დიაპაზონში.

მოციმციმე LED- ის გამოყენება ტემპერატურის გასაზომად

მოციმციმე LED- ით ტემპერატურის ზუსტად გასაზომად საჭიროა მუდმივი ძაბვის წყარო. 2 -დან 6V DC დენის წყაროს AC კედლის წყაროს შეუძლია უზრუნველყოს სტაბილური ძაბვა მოციმციმე LED- ზე, რომელიც განთავსებულია სერიაში 10 -დან 30 Ohm- ის რეზისტორით. თუ ბატარეა გამოიყენება, ძაბვის სტაბილიზაცია შესაძლებელია ძაბვის მარეგულირებელი IC ჩიპის გამოყენებით ბატარეაზე.

LED- ის მოციმციმე ძაბვის ვარდნა იცვლება. LED- ის მოციმციმე სიჩქარის დასაწერად ის შეიძლება ჩაშენდეს წრედში, რომელიც ითვლის და აჩვენებს და გადასცემს მოციმციმეების რაოდენობას (და ტემპერატურას), რომელიც მოხდა დროის განმავლობაში, მაგალითად ერთი წუთის განმავლობაში. ამ კვლევაში, მოციმციმე LED ჩართულია მარტივ, აუდიო-ოსცილატორულ წრეში. როდესაც LED ანათებს და ჩაქრება, ოსცილატორი გამოსცემს ხმამაღალ "სიგნალს" დინამიკზე. პროგრამული უზრუნველყოფის პროგრამა ან პროგრამა „LiveBPM“, რომელიც აჩვენებს სიმღერის დარტყმებს წუთში, იღებს ამ სიგნალებს და ითვლის და აჩვენებს მათ წუთში (BPM). იხილეთ სურათი 1. კალიბრაციის დიაგრამა ან ცხრილი, რომელიც აჩვენებს სიგნალის სიხშირეს ტემპერატურის წინააღმდეგ, საშუალებას იძლევა განისაზღვროს ტემპერატურა ეკრანიდან.

LED მოციმციმე სიჩქარე ტემპერატურის ცვლილების წინააღმდეგ

სურათი 2 გვიჩვენებს მოციმციმე სიჩქარის დიაგრამას ტემპერატურის ცვლილებაზე ორი ყვითელი მოციმციმე LED- ისთვის. LED შეადარეს ზუსტ ელექტრონულ ციფრულ თერმომეტრს, რომელიც განთავსებულია ახლოს. ფიგურაში გაითვალისწინეთ, რომ დაკალიბრება წრფივია მინიმუმ +16 – დან –20C– მდე. ამ დიაპაზონში, ტემპერატურის ცვლილების სიჩქარეა დაახლოებით 0.95C/მოციმციმე ყვითელი LED- ისთვის.

სურათი 3 გვიჩვენებს მოციმციმე სიჩქარეს წუთში ყვითელი მოციმციმე LED- ისთვის +35.2 -დან -18.5C- მდე. დაემატა საუკეთესოდ მორგებული ლოგარითმული მრუდი (თხელი ხაზი). ცვლილების საერთო მაჩვენებელი არის დაახლოებით 1C/მოციმციმე.

LED- ები შემოწმებულია თვეების განმავლობაში და დაკალიბრება სტაბილური რჩება. LiveBPM– ის გამოყენებით, თქვენ შეგიძლიათ გამოავლინოთ ტემპერატურის ცვლილებები 0.1C– ის სიახლოვეს. მოციმციმე LED სიზუსტე არის +/- 0.5C მინიმუმ +35 -დან -20C- მდე. სენსორის ტემპერატურის რეაგირების დრო არ არის ნელი. საყინულედან ამოღების შემდეგ, სადაც -15C- ზე გაცივდა, სენსორი მხოლოდ რამდენიმე წუთში +17C- მდე აღდგა. LED პლასტიკური საფარის გაპარსვა ხელს უწყობს რეაგირების დროის დაჩქარებას. LEDS– ის შემდგომი ტესტირება უფრო ფართო ტემპერატურის დიაპაზონში მოხდება და განთავსდება ამ ვებ – გვერდზე.

რა იწვევს LED მოციმციმე სიჩქარის ცვლილებას ტემპერატურასთან ერთად, უცნობია. ტემპერატურის ცვლილებები გავლენას ახდენს დიოდების, რეზისტორების და კონდენსატორების მუშაობაზე. ეს კომპონენტებია LED და IC ჩიპის შიგნით. კიდევ ერთი შესაძლებლობა ის არის, რომ LED კომპონენტები ფიზიკურად იცვლება (მაგალითად, ფართოვდება და იკუმშება) ტემპერატურის ცვლილებასთან ერთად და ეს ცვლის IC წრედს, რაც იწვევს დახუჭვის სიჩქარის ცვლილებას.

დასკვნები

მოციმციმე LED შეიძლება გამოყენებულ იქნას ტემპერატურის ადვილად გასაზომად. ამ კვლევის ტემპერატურული რეაქცია აჩვენებს, რომ ის ზოგადად წრფივია დაახლოებით +35 -დან -20C- მდე. შემდგომი ტესტირება ჩატარდება უფრო ფართო ტემპერატურის დიაპაზონში და შედეგები განთავსდება ამ ვებგვერდზე. მოციმციმე LED სენსორი საშუალებას იძლევა უფრო მარტივი, დაბალი ღირებულების ელექტრონული სქემის დიზაინი შეაფასოს და აჩვენოს ტემპერატურა.

ფიგურები

Ფიგურა 1. LiveBPM აპლიკაციის ჩვენება "დარტყმა წუთში". თუმცა, აქ ის აჩვენებს ტემპერატურის ცვლილებებს 30 წუთის განმავლობაში, მოციმციმე წითელი LED- დან, რომელიც ჩასმულია აუდიო ოსცილატორის წრეში. წითელი LED- ის ცვლილების სიჩქარეა დაახლოებით 0,84C/მოციმციმე

სურათი 2. ტემპერატურის კალიბრაციის ნაკვეთი ორი მოციმციმე ყვითელი LED- ისთვის. X ღერძი არის ტემპერატურა (გრადუსი C) და Y ღერძი არის LED- ის მოციმციმე სიჩქარე 1 წუთის განმავლობაში. LiveBPM პროგრამული უზრუნველყოფა გამოიყენებოდა LED- ების დახამხამების სიჩქარის დასადგენად.

სურათი 3. კალიბრაციის ნაკვეთი ერთი ყვითელი მოციმციმე LED- ისთვის. X ღერძი არის მოციმციმე წუთში და y ღერძი არის ტემპერატურა (C) და თითოეული მონაცემის წერტილი გვიჩვენებს გაზომულ ტემპერატურას. თხელი შავი ხაზი არის ყველაზე შესაფერისი ლოგარითმული მრუდი.

წყაროები:

სინათლის გამოსხივების დიოდი:

ტემპერატურის გავლენა დიოდებზე:

en.wikipedia.org/wiki/Diode#Temperature_measurements

LiveBPM:

ჩემი სხვა ვებ გვერდები,

ამინდის ხელნაკეთი ინსტრუმენტები

ხელნაკეთი დიდი ტელესკოპი

ხელნაკეთი ცხელი წიწაკის სოუსი

საავტორო უფლება 2016: H. W. James