Bouwen van een LED-Analyzer (1 / 9 stap)

Stap 1: De Setup

Hier is de setup.  De Arduino is op de uiterst links, en verbonden met de SCL en SDA lijnen is het erg handig MCP4725 I2C DAC.  Deze DAC een toenemende volgorde van de uitgangsspanning omgezet in een reeks van toenemende stromingen met de hulp van onze vriend de LM358 op versterker en transistor Q3 IC1A, T1, en R4 vormen een huidige wastafel; feedback rond het op-amp houdt de huidige via R4 gelijk is aan een waarde die is gedefinieerd door Vin/R4, waar Vin gelijk aan de uitgangsspanning van de MCP4725 is.  We moeten voorzichtig zijn, echter niet de ingangsspanning met de niet-inverterende ingang gaan te hoog - de LM358 heeft een ingangsspanning van de common-mode bereik hierboven dat het ophoudt zich te gedragen naar behoren te laten.  Dus de output van de DAC is beperkt tot een maximumgehalte van 3 volt, hetgeen impliceert een maximale stroom via R4 van 30 dat mA.  Dit is ongeveer de maximale stroombereik voor de meeste LEDs van 5mm.  C1 en R3 helpen om te voorkomen dat de LM358 oscillerende.

Q3 is een huidige wastafel natuurlijk, en wat we willen is een huidige bron, om huidige pomp in de LED zodat de voorwaartse spanning kan worden gemeten.  Q1 en Q2 uitvoeren deze ommekeer-functie.  IC2A en R5 de sensormeting spanning buffer en beschermen van de ingang aan de Arduino.

De Arduino loopt een schets dat hellingen omhoog de DAC-spanning, en vandaar de stroom door de LED en vervolgens leest de resulterende leidde toekomen spanning via één van de analoge input pinnen.  Het vervolgens communiceert met een Python-script dat draait op een PC via de seriële naar USB link, en dit script de gegevens zijn gerangschikt en wordt een grafiek van de LED onder test van I-V karakteristiek weergegeven.  Draait het ook op een curve-fitting routine die coëfficiënten voor een exponentiële functie vergelijkbaar met het model van de diode Shockley genereert.  Om een kleine fout in de fit functie, heeft de Python-script de mogelijkheid om verschillende keren wordt de analyse uitgevoerd en het gemiddelde van de gegevens; de gegevens die zijn gegenereerd voor de "Resultaten" sectie die volgt is gemiddeld meer dan tien punten van de analysator.

Hier is een lijst van de snelle delen voor de hardware:

Arduino (1 x)
MCP4725 DAC breakout board met pull up weerstanden en condensator (beschikbaar op http://www.sparkfun.com )
LM358 dual op-amp of soortgelijke (1 x)
BC547 NPN-transistor of soortgelijke (1 x)
BC556 PNP transistor of soortgelijke (2 x)
10 ohm resistor (2 x)
220 ohm weerstand (1 x)
100 ohm 1% of beter weerstand (R4) 1 x
1 k ohm weerstand (1 x)
0.1uF bypass condensator (1 x)
0.01uF condensator (1 x)
LED's om te testen!