Un Sensor de temperatura electrónico Simple, bajo costo, Digital
H. William James, agosto de 2015
Resumen LED parpadeante contienen un pequeño chip de IC que causar a parpadear continuamente encendido y apagado cuando se aplica un voltaje. Este estudio muestra que la tasa de parpadeo depende de temperatura si se mantiene constante la tensión en el LED. Así, el LED que parpadea puede ser utilizado para medir la temperatura y proporciona una salida digital.
Introducción
Diodos de emisión de luz (LED) vienen en muchas formas y emitir una variedad de colores. Otro tipo de LED es el LED parpadeando o intermitente. Se trata de LEDs con un pequeño IC multivibrator chip incrustado dentro de que el LED empiezan a parpadear cuando se conecta a una fuente de energía. Parpadear LEDs puede comprar por menos de un dólar cada uno y vienen en una variedad de colores.
El número de destellos del LED por minuto o la tasa de parpadeo del LED no es constante. Variará con cambios significativos en la tensión (baja tensión = más rápido flash velocidad y viceversa). Sin embargo, estudios realizados por el autor, a partir de 2010, encontraron que la velocidad de destellos por minuto varía linealmente y con precisión con el cambio de temperatura. A medida que la temperatura disminuye (aumenta) la tasa de parpadeo del LED aumenta (disminuye). LED rojo parpadea más rápido, mientras que amarillos parpadean más verdes y más lento incluso más lentos en un intervalo de tiempo dado.
Utilizando un LED que parpadea para medir temperatura
Para medir la temperatura con precisión con un LED que parpadea, se requiere una fuente de tensión constante. Un 2 a 6V DC fuente de alimentación de una fuente de salida de pared de CA puede proporcionar voltaje estable a través de un LED que parpadea en serie con una resistencia de 10 a 30 ohmios. Si una batería utilizada, el voltaje puede ser estabilizado mediante el uso de un chip de IC regulador de voltaje en la batería.
Como el LED parpadea, varía la caída de voltaje a través de él. Para registrar la tasa de parpadeo del LED puede ser construido en un circuito que cuenta e incluso muestra y transmite el número de parpadeos (y la temperatura) que ocurrieron durante un período de tiempo como un minuto. En este estudio, fue incorporado un LED que parpadea en un circuito simple, el oscilador de audio. Como el LED, parpadea y apagar el oscilador emite "pitidos" audibles a un altavoz. La aplicación de software o aplicación, "LiveBPM", que muestra las pulsaciones por minuto de una canción, recoge estos pitidos y cuenta y los muestra como latidos por minuto (BPM). Vea la figura 1. Una tasa del pitido de la demostración de la gráfico o tabla de calibración versus temperatura permite la temperatura a determinar a partir de la pantalla.
Tasa de parpadeo de LED vs cambio de temperatura
La figura 2 muestra un diagrama de la tasa de parpadeo por cambio de temperatura para dos LED intermitente amarillo. El LED fue comparado con un termómetro digital electrónico preciso colocado cerca. Nota en la figura que la calibración es lineal de al menos 16 a cerca de -20 C. En este rango, la tasa de cambio de temperatura es sobre 0.95 C/parpadeo de un LED amarillo.
La figura 3 muestra la tasa de parpadeo por minuto para un amarillo parpadeante LED de +35.2 - 18.5 C. Una mejor curva de ajuste logarítmica se agregó (línea fina). La tasa de cambio es de 1C/blink.
Los LEDs han sido probados durante meses y la calibración se mantiene estable. Utilizando LiveBPM, se pueden detectar cambios de temperatura cerca de 0.1C. La exactitud de lo LED que parpadea es alrededor de +-0.5C de al menos 35 a -20C. El tiempo de respuesta de la temperatura del sensor no es lento. Después del retiro de un congelador donde estaba más frío que -15C, el sensor se recuperó a +17C en tan solo un par de minutos. Afeitarse a la tapa de plástico del LED ayuda a velocidad el tiempo de respuesta. Más pruebas los LEDS sobre una gama más amplia de la temperatura serán hecho y publicado en este sitio Web.
No está claro qué causa la tasa de parpadeo de LED cambiar con la temperatura. Cambios de temperatura afectan el funcionamiento de diodos, resistencias y condensadores. Estos componentes están dentro de la viruta del LED y el IC. Otra posibilidad es que los componentes de LED son físicamente cambiar (por ejemplo, expanden y contraen) con la temperatura el cambio y esto cambia el circuito de IC, provocando un cambio en la tasa de parpadeo.
Conclusiones
El LED que parpadea se puede utilizar para medir fácilmente la temperatura. La respuesta de la temperatura en este estudio muestra que es generalmente lineal de al menos 16 a -20 C. Se realizarán pruebas adicionales sobre una gama más amplia de la temperatura y los resultados publicados en este sitio Web. El sensor LED intermitente permite diseños de circuito electrónico más simple, más barato medir y mostrar la temperatura.
Figuras
Figura 1 arriba . Pantalla de LiveBPM App de "beats por minuto". Sin embargo, aquí está mostrando los cambios de temperatura durante un período de 30 minutos de un LED rojo parpadeando insertado en un circuito oscilador de audio. La tasa de cambio para un LED rojo es 0.84 C/blink
Figura 2 arriba : Parcela de calibración de temperatura para dos LED parpadeando amarillo. El eje x es la temperatura (grados C) y el eje y es la velocidad de parpadeo del LED durante 1 minuto. LiveBPM software se utilizó para determinar la tasa de parpadeo de los LEDs.
Figura 3: Parcela de calibración para el un amarillo LED parpadeante. El eje x es el parpadea por minuto y el eje y es (C) la temperatura y cada punto de datos muestra la temperatura medida. Línea negra delgada es una mejor curva de ajuste logarítmica.
Referencias:
Diodo emisor de luz: https://en.wikipedia.org/wiki/Light-emitting_diod...
Efecto de la temperatura en los diodos:
https://en.wikipedia.org/wiki/Diode#Temperature_measurements
LiveBPM: https://itunes.apple.com/us/app/livebpm-beat-dete...
2016 Copyright: H.W.James
