साधारण एलईडी डिजिटल तापमान सेंसर: 3 कदम

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:22

एक सरल, कम लागत वाला, डिजिटल इलेक्ट्रॉनिक तापमान सेंसर

एच. विलियम जेम्स, अगस्त, 2015

एब्स्ट्रैक्ट ब्लिंकिंग LEDS में एक छोटी IC चिप होती है जो वोल्टेज लागू होने पर उन्हें लगातार चालू और बंद करने का कारण बनती है। इस अध्ययन से पता चलता है कि अगर एलईडी पर लागू वोल्टेज स्थिर रहता है तो ब्लिंक दर तापमान पर निर्भर होती है। इस प्रकार, ब्लिंकिंग एलईडी का उपयोग तापमान को मापने के लिए किया जा सकता है और एक डिजिटल आउटपुट प्रदान करता है।

परिचय

प्रकाश उत्सर्जक डायोड (एलईडी) कई आकार में आते हैं और विभिन्न रंगों का उत्सर्जन करते हैं। एक अन्य प्रकार की एलईडी ब्लिंकिंग या फ्लैशिंग एलईडी है। ये एक छोटे से IC मल्टीवीब्रेटर चिप के साथ LED हैं, जो बिजली के स्रोत से कनेक्ट होने पर LED को ब्लिंक करना शुरू कर देते हैं। ब्लिंकिंग एल ई डी प्रत्येक एक डॉलर से कम में खरीदे जा सकते हैं और विभिन्न रंगों में आते हैं।

प्रति मिनट एलईडी फ्लैश की संख्या या एलईडी की ब्लिंक दर स्थिर नहीं है। यह लागू वोल्टेज (कम वोल्टेज = तेज फ्लैश दर और इसके विपरीत) में महत्वपूर्ण परिवर्तनों के साथ अलग-अलग होगा। हालांकि, लेखक द्वारा 2010 में शुरू किए गए अध्ययन में पाया गया कि प्रति मिनट फ्लैश दर बदलते तापमान के साथ रैखिक और सटीक रूप से भिन्न होती है। जैसे-जैसे तापमान घटता है (बढ़ता है) एलईडी की ब्लिंक दर बढ़ती है (घटती है)। लाल एल ई डी सबसे तेज झपकाते हैं, जबकि पीले वाले धीमे झपकाते हैं और हरे रंग एक निश्चित समय सीमा में धीमी गति से झपकाते हैं।

तापमान मापने के लिए चमचमाती एलईडी का उपयोग करना

एक चमकती एलईडी के साथ तापमान को सटीक रूप से मापने के लिए, एक निरंतर वोल्टेज स्रोत की आवश्यकता होती है। एसी वॉल आउटलेट आपूर्ति से 2 से 6 वी डीसी बिजली की आपूर्ति 10 से 30 ओम रोकनेवाला के साथ श्रृंखला में रखी गई ब्लिंकिंग एलईडी में स्थिर वोल्टेज प्रदान कर सकती है। यदि एक बैटरी का उपयोग किया जाता है, तो बैटरी में वोल्टेज नियामक आईसी चिप का उपयोग करके वोल्टेज को स्थिर किया जा सकता है।

जैसे ही एलईडी झपकाती है वोल्टेज ड्रॉप इसके पार बदलता रहता है। एलईडी की ब्लिंक दर को रिकॉर्ड करने के लिए इसे एक सर्किट में बनाया जा सकता है जो एक मिनट जैसे समय अवधि में होने वाली ब्लिंक (और तापमान) की संख्या को गिनता है और प्रदर्शित करता है और प्रसारित करता है। इस अध्ययन में, एक ब्लिंकिंग एलईडी को एक साधारण, ऑडियो-ऑसिलेटर सर्किट में शामिल किया गया था। जैसे ही एलईडी चालू और बंद होती है, थरथरानवाला एक स्पीकर को श्रव्य "बीप" का उत्सर्जन करता है। सॉफ्टवेयर एप्लिकेशन या ऐप, "लाइवबीपीएम", जो एक गाने के बीट्स-प्रति-मिनट को प्रदर्शित करता है, इन बीप्स को उठाता है और गिनता है और उन्हें बीट्स प्रति मिनट (बीपीएम) के रूप में प्रदर्शित करता है। चित्र 1 देखें। बीप दर बनाम तापमान दिखाने वाला एक अंशांकन चार्ट या तालिका तापमान को प्रदर्शन से निर्धारित करने की अनुमति देता है।

एलईडी ब्लिंक दर बनाम तापमान परिवर्तन

चित्रा 2 दो पीले रंग के ब्लिंकिंग एल ई डी के लिए प्रति तापमान परिवर्तन ब्लिंक दर का एक प्लॉट दिखाता है। एलईडी की तुलना पास में रखे एक सटीक इलेक्ट्रॉनिक डिजिटल थर्मामीटर से की गई थी। आकृति में ध्यान दें कि अंशांकन कम से कम +16 से -20C के निकट रैखिक है। इस सीमा से अधिक, एक पीले रंग की एलईडी के लिए तापमान परिवर्तन की दर लगभग 0.95C/ब्लिंक है।

चित्र 3 एक पीले रंग की ब्लिंकिंग एलईडी के लिए +35.2 से -18.5C तक प्रति मिनट ब्लिंक दर दिखाता है। एक सबसे अच्छा फिट लॉगरिदमिक वक्र जोड़ा गया था (पतली रेखा)। परिवर्तन की समग्र दर लगभग 1C/ब्लिंक है।

एल ई डी का परीक्षण महीनों के लिए किया गया है और अंशांकन स्थिर रहता है। LiveBPM का उपयोग करके, कोई भी 0.1C के पास तापमान परिवर्तन का पता लगा सकता है। ब्लिंकिंग एलईडी की सटीकता कम से कम +35 से -20C तक +/- 0.5C के आसपास है। सेंसर का तापमान प्रतिक्रिया समय धीमा नहीं है। फ्रीजर से निकालने के बाद, जहां यह -15C से अधिक ठंडा था, सेंसर कुछ ही मिनटों में +17C तक ठीक हो गया। एलईडी प्लास्टिक कवर को शेव करने से प्रतिक्रिया समय में तेजी लाने में मदद मिलती है। एक व्यापक तापमान सीमा पर एलईडी का आगे परीक्षण किया जाएगा और इस वेबसाइट पर पोस्ट किया जाएगा।

तापमान के साथ एलईडी ब्लिंक दर में क्या बदलाव आता है, यह स्पष्ट नहीं है। तापमान परिवर्तन डायोड, प्रतिरोधों और कैपेसिटर के प्रदर्शन को प्रभावित करते हैं। ये घटक एलईडी और आईसी चिप के अंदर हैं। एक और संभावना यह है कि तापमान परिवर्तन के साथ एलईडी घटक भौतिक रूप से बदल रहे हैं (उदाहरण के लिए, विस्तार और अनुबंध) और यह आईसी सर्किट को बदलता है, जिससे ब्लिंक दर में बदलाव होता है।

निष्कर्ष

तापमान को आसानी से मापने के लिए ब्लिंकिंग एलईडी का उपयोग किया जा सकता है। इस अध्ययन में तापमान प्रतिक्रिया से पता चलता है कि यह आम तौर पर लगभग +35 से -20C तक रैखिक होता है। आगे के परीक्षण व्यापक तापमान रेंज और इस वेबसाइट पर पोस्ट किए गए परिणामों पर किए जाएंगे। ब्लिंकिंग एलईडी सेंसर तापमान को मापने और प्रदर्शित करने के लिए सरल, कम लागत वाले इलेक्ट्रॉनिक सर्किट डिजाइन की अनुमति देता है।

आंकड़ों

आकृति 1 । लाइवबीपीएम ऐप "बीट्स प्रति मिनट" का प्रदर्शन करता है। हालांकि, यहां यह एक ऑडियो ऑसीलेटर सर्किट में डाली गई एक चमकती लाल एलईडी से 30 मिनट की अवधि में तापमान परिवर्तन प्रदर्शित कर रहा है। लाल एलईडी के लिए परिवर्तन की दर लगभग 0.84C/ब्लिंक है

चित्रा 2. दो निमिष पीले एल ई डी के लिए तापमान अंशांकन साजिश। एक्स-अक्ष तापमान (डिग्री सी) है और वाई-अक्ष 1 मिनट के दौरान एलईडी की ब्लिंक दर है। एल ई डी की ब्लिंक दर निर्धारित करने के लिए लाइवबीपीएम सॉफ्टवेयर का उपयोग किया गया था।

चित्रा 3. एक पीले रंग की ब्लिंकिंग एलईडी के लिए कैलिब्रेशन प्लॉट। एक्स-अक्ष प्रति मिनट ब्लिंक है और वाई-अक्ष तापमान (सी) है और प्रत्येक डेटा बिंदु मापा तापमान दिखाता है। पतली काली रेखा सबसे उपयुक्त लघुगणकीय वक्र है।

सन्दर्भ:

प्रकाश उत्सर्जक डायोड:

डायोड पर तापमान का प्रभाव:

en.wikipedia.org/wiki/Diode#Temperature_measurements

लाइवबीपीएम:

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कॉपीराइट २०१६: एच.डब्ल्यू.जेम्स