一口气能把把LED灯吹灭了?
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“要怎么样,才可以让 LED 蜡烛可以被吹熄呢?”
某天晚上,John Keefe 的女儿问了他这个问题。这问题看似天真,但 Keefe 一时也没有想到一个确切的答案;于是,父女俩花了整个晚上,终于在互联网这片大海里,找到他们的答案。
LED 蜡烛
这作品是一个简单的 LED “蜡烛”,LED 蜡烛在点燃后,只要对着它吹气(或者摆在风大的地方), LED 蜡烛就会熄灭,这时可以按下它的按钮,它就会重新被“点燃”。
如何侦测吹气
要了解 LED 蜡烛运作的原理,就必须了解 LED 蜡烛的核心零件——风速传感器的运转机制。有别于一般气象站用的叶扇式风速传感器,这里所使用的风速传感器,并没有会随着风而移动的零件;他是间接感测风速(其实跟我们会对着热汤,吹气降温的道理一样)。当你对着一个“温度高于室温”的物体吹起时,流经它的空气使它降温,这边使用的风速传感器,正是利用这个原理,透过测量一根加热过的电线温度变化、间接感测出风速注1。
材料
LED 蜡烛需要一下这些材料:
♦Arduino - 作者是用 Arduino Uno
♦风速传感器 - 作者是用从 Modern Device 取得的风速传感器
♦跳线 - 总共需要 9 条
♦LED 灯, 电阻, 按钮 – 都各一个就好
♦面包板 - 非必要,但如果是初学者建议使用,可以让接线更简单
不同零售商卖的风速传感器,规格可能不一样,如果你买到的风速传感器,跟作者买到的一样,没有排针的话,那你除了上面列出的材料外,还需要烙铁跟焊锡,并且先把排针焊到传感器电路板上;如果觉得零件动来动去不好焊的话,可以试试羡慕史塔克的机械手臂?超阳春自制小手助你焊接功力大提升这篇提到的焊接小帮手喔!
组装
LED 蜡烛的线路配置图的如上,如果你已经是个 DIY 老手,这段你大可跳过,直接看下一段就好;如果你还是新手,也不要担心,接下来会一步步带你把蜡烛从无到有组装起来。
1、把面包板拿出来,并把 Arduino 放到它的右侧。
2、将按钮放到面包板的正中间,让它横跨中间的沟槽,它应该会有两只脚会在第 1 行,另外两只脚在第 3 行。
3、把电阻的其中一只脚放到面包板的第 3 行 J 栏,另一只脚放到第 3 行蓝色负号(-)栏。
4、把 LED 的两只脚往同个方向折 90 度,这样放到面包板上时就会平行于面包板的板面。
5、把 LED 灯的长脚放到面包板的第 21 行 A 栏,短脚放到第 23 行 A 栏。
6、把风速传感器的插针,插到面包板 A 栏的 26 到 29 行(也就是最下面 5 行),传感器的板子应该要伸出面包板外。
电子零件放好后,接下来就是伤眼力的跳线接接乐了。这边我们提供一个简单的表格,让你知道每一条跳线要接在哪里(没特别注明就是面包板的插槽),不过颜色的部分你并不一定要用一模一样的颜色注2,这只是为了方便你对照上面的线路配置图而已。
颜色 插槽 1 插槽 2
红色 1 第 1 行 H 栏 3.3 伏特Arduino
绿色 第 3 行 H 栏 2Arduino
黑色 1 蓝色负号 (-) 栏 GNDArduino
黄色 1 第 21 行 B 栏 13Arduino
红色 2 第 29 行 C 栏 5 伏特Arduino
橘色 第 26 行 C 栏 A0Arduino
黄色 2 第 27 行 C 栏 A1Arduino
黑色 2 第 30 行 C 栏 蓝色负号 (-) 栏
程序代码
程序代码可以从网上搜索获得,其中如果想要改变 LED 蜡烛对于风速的灵敏度,你可以把 if (WindSpeed_MPH > 6 ) { 这行的 6 改成其他数字。数字改得越小,蜡烛就越灵敏,反之,数字改得越大,蜡烛就越不灵敏。
延伸讨论
既然你现在已经了解风速传感器背后运作的原理,也知道如何让 Arduino 读取当下的风速,接下来你可以试试用风速传感器和 Arduino 做一个个人气象站。不过,想要风速测得准一点的话,记得参考这里,看看要怎么校正传感器。
另外,既然你的 LED 蜡烛 Prototype 已经成功了,你可以试着把它的外观做成一根蜡烛。你需要把 LED 蜡烛缩小;试试用 Arduino Nano(或其他 跟 Arduino 兼容的小型开发版)取代 Arduino Uno,并且舍弃面包板这个中介,直接把跳线焊到板子上,再把它整个放到纸桶中,你就有一个栩栩如真的可吹熄蜡烛了!