探究自閃爍發光二極體在物理實驗中的運用

2021-02-15 創客焦作

2020年11月21日，周六。微主來到學校附近的河南省順時針魔方俱樂部，向焦作市創客教育名師工作室指導專家李璐老師求教，計劃用開源硬體控制發光發光二極體，設計製作頻閃光源。

如果將該頻閃光源附著在運動的物體上，就可以利用智慧型手機的流光快門功能拍攝運動物體的頻閃照片了。

此事能成，就可以捨棄複雜的打點計時器和學生電源，學生就可以隨時隨地開展居家實驗了。

當微主正發愁如何將智能硬體小型化和抗摔化的時候，李璐老師稱他的工作室裡有自閃爍發光二極體，只要用紐扣電池對自閃爍發光二極體供電，它自己就自動閃爍起來了，無需任何外加控制電路。

微主有些將信將疑，試著將這種二極體接入電源電壓為3伏的電路中，親眼看到這種二極體忽閃忽閃發光的樣子，微主徹底服了。

微主不禁感嘆，自己被困在教材教輔裡面太久了，竟然不知道市面上在很早以前就已經有此神物。

電路越是簡單，操作越是簡便，器材越是易得，就越容易在教師教學活動和學生課外探究活動中推廣應用。試想一下，如果給學生發放「紐扣電池+自閃爍發光二極體」組合套件，讓學生自行組裝電路，然後附著在運到物體上，背後放置一把刻度尺，再用智慧型手機的流光快門拍攝，那不就可以為所欲為了嗎？

電路簡單 效果神奇

至於數據處理，可以把拍攝的實驗照片導入幾何畫板中，把圖片中的刻度尺為單位長度，可以對任意兩點之間的距離進行定量測定。

打點計時器，可以休矣！！！

閃爍式發光二極體

閃爍式發光二極體是一種光電結合的器件，它是把CMOS-LED 技術應用到發光二極體上而製成的。閃爍式發光二極體的外形與普通發光二極體沒有什麼不同，但在管殼內卻由一塊集成電路(IC) 和一隻發光二極體相連構成，集成電路由振蕩器、分頻器和緩衝驅動器組成，如下圖所示。

振蕩器產生一個振蕩信號，經過多級分頻後可獲得一個在1.3 - 5.2Hz 範圍內的某一固定頻率，再由緩衝驅動電路進行電流放大，輸出足夠大的電流，使發光二極體閃爍發光。

閃爍式發光二極體只有兩個引腳，使用時只要在兩個引腳上加上額定工作電壓，它便會發出閃爍的光來，閃爍的頻率為每秒3 - 5 次。閃爍式發光二極體在無外接單穩態電路、雙穩態電路及無穩態多諧振蕩器的情況下可自行閃光，所以又把它叫做自閃式發光二極體，它可以使整機電路大大減化。


| 創客焦作 | 

河南創客焦作是焦作市創客教育名師工作室的微信公眾平臺，以創客教育為主要研究方向，分享創客案例，講解創新方法，啟迪創意設計，開展科學探究，組織社會調查，指導論文寫作，參加創客大賽和專利申請，發現、培養和成就一批具有創新潛質的學生。

河南公眾號碼：chuangkejiaozuo

河南名師博客：http://blog.sina.com.cn/updays

長按     識別     關注     分享

- END -

相關焦點

  • 利用Phyphox和ESP32藍牙測定自閃爍發光二極體的閃爍頻率
    為今後利用自閃爍發光二極體研究物體運動規律做好準備，微主利用Phyphox和ESP32藍牙測定自閃爍發光二極體的閃爍頻率，取得了令人滿意的效果。近日，微主從焦作市創客教育名師工作室指導專家李璐老師那裡找來幾枚發自閃爍發光二極體和一枚紐扣電池，準備用它取代打點計時器。若要用自閃爍發光二極體做運動學實驗，就需要精確測定自閃爍發光二極體的閃爍頻率。
  • 用一個自閃爍發光二極體帶動三個led一起閃爍
    材料：一塊洞洞板、一個usb公頭、一個9014三極體、一個自閃爍發光二極體、三個綠色普通發光二極體。電路圖。用自閃爍發光二極體控制三極體基極的導通和截止，使三極體集電極間斷通過電流，三個綠色發光二極體也就不斷的發亮和熄滅。
  • 發光二極體Light-emitting diode
    白光LED的發光效率近年有所進步；每千流明成本，也因為大量的資金投入使價格下降，但成本仍遠高於其他的傳統照明。雖然如此，近年仍然越來越多被用在照明用途上。2014年憑藉「發明高亮度藍色發光二極體，帶來了節能明亮的白色光源」，日本工程學家天野浩與赤崎勇、中村修二共同獲得諾貝爾物理學獎。
  • 高中物理中的30個實驗
    在<實驗分類>一文中對物理教材中的五類「實驗」做了簡單介紹，並在<學生實驗>一文中整理了教材中的11個學生實驗，本文將整理教材中的第二類實驗，即實驗。11實驗：探究感應電流的產生條件所屬教材：人教版物理選修3-2頁碼：第5頁。12實驗：探究決定感應電流方向的因素所屬教材：人教版物理選修3-2頁碼：第9頁。
  • 發光二極體的應用分析
    發光二極體是半導體二極體的一種，可以把電能轉化成光能；常簡寫為LED。發光二極體與普通二極體一樣是由一個PN結組成，也具有單向導電性。當給發光二極體加上正向電壓後，從P區注入到N區的空穴和由N區注入到P區的電子，在PN結附近數微米內分別與N區的電子和P區的空穴複合，產生自發輻射的螢光。不同的半導體材料中電子和空穴所處的能量狀態不同。
  • 發光二極體LED起源
    發光二極體(英文:Light-EmitTIng Diode，簡稱LED)是一種將電能轉化成光形式的半導體電子元器件。半導體發光二極體最早出現於20世紀60年代，最早出現的發光二極體只能發出亮度較低的紅光。之後隨著半導體行業的發展，到現在，能見到的顏色已經遍及可見光、紅外線、紫外線，光度也提高到相當亮的程度。運用領域從最開始的指示燈、顯示板，到現在的顯示器、電視機採光裝飾和照明。
  • 發光二極體試電筆的工作原理
    本文介紹一種新穎的低壓測電筆，其功能和使用方法與傳統的氖管測電筆完全相同，它在試電時不需工作電源，只靠微弱的測試電流就能使發光二極體閃爍、壓電陶瓷片發聲，以聲光雙指示的形式顯示測試點帶電與否，既使試電顯示更醒目，又克服了氖管漏氣失效等缺點，實現了無源試電顯示器件的固體化。
  • 發明藍色發光二極體(LED) 3人獲物理諾貝爾獎
    （LED） 物理諾貝爾獎中村修二發明藍色發光二極體（LED） 物理諾貝爾獎赤崎勇發明藍色發光二極體（LED） 3人獲物理諾貝爾獎    原標題：發明藍光LED燈 3人獲物理諾獎    日本科學家赤崎勇、天野浩和美籍日裔科學家中村修二因發明藍色發光二極體，獲諾貝爾物理學獎    當地時間7日中午，瑞典皇家科學院宣布，日本科學家赤崎勇、天野浩和美籍日裔科學家中村修二因發明
  • 零基礎學HexRuino-LED閃爍實驗
    LED閃爍實驗一、學習目標學習電阻的知識學習LED的相關知識學習數字I/O輸出指令：digitalWrite()二什麼是發光二極體發光二極體簡稱為 LED。由鎵（Ga）與砷（AS））磷（P）的化合物製成的二極體，當電子與空穴複合時能輻射出可見光，因而可以用來製成發光二極體，在電路及儀器中作為指示燈，或者組成文字或數字顯示。磷砷化鎵二極體發紅光，磷化鎵二極體發綠光， 碳化矽二極體發黃光。
  • 二極體的分類、電路符號及萬用表測發光二極體正負極
    因此，能製作開關二極和低壓大電流整流二極體。二：二極體的特性通過簡單的實驗說明二極體的正向特性和反向特性。1.正向特性。在電子電路中，將二極體的正極接在高電位端，負極接在低電位端，二極體就會導通，這種連接方式，稱為正向偏置。必須說明，當加在二極體兩端的正向電壓很小時，二極體仍然不能導通，流過二極體的正向電流十分微弱。
  • 普通發光二極體和雷射二極體的區別
    在某些半導體材料的PN結中，注入的少數載流子與多數載流子複合時會把多餘的能量以光的形式釋放出來，從而把電能直接轉換為光能。
  • LED發光二極體介紹
    LED封裝形式依據異樣的運用場合、異樣的外形尺度、散熱計劃和發光作用。LED封裝方式多種多樣。這樣，貼片LED可輕易地將產物分量減輕一半，最終使運用愈加完滿。Side-LED(側發光LED)當前，LED封裝的另一個要數旁邊面發光封裝。若是想運用LED當LCD(液晶顯現器)的背光光源，那麼LED的旁邊面發光需與外表發光一樣，才能使LCD背光發光均勻。固然運用導線架的描繪，也可以到達旁邊面發光的意圖，可是散熱作用欠好。
  • 普通發光二極體和雷射二極體有什麼區別?
    在發光原理上的差別：LED是利用注入有源區的載流子自發輻射複合發光，而LD是受激輻射複合發光。發光二極體發出的光子的方向，相位是隨機的，雷射二極體發出的光子是同方向，同相位。LED是 Light Emitting Diode（發光二極體）的縮寫。廣泛見於日常生活中，如家用電器的指示燈，汽車後防霧燈等。
  • LED發光二極體參數、特點、分類和選型
    下圖是貼片發光二極體的製作流程：　　2.2發光二極體類型　　發光二極體根據裝配方式分為貼片和插件兩種。　　貼片發光二極體正負極標誌如下圖：　　插件發光二極體正負極標誌如下圖：　　根據發光類型還可分為普通單色發光二極體、高亮度發光二極體、變色發光二極體、閃爍發光二極體、電壓控制型發光二極體、紅外發光二極體等。
  • 紅外發光二極體,紅外發光二極體參數,紅外發光二極體電壓是多少?
    但是，很多工程師和採購，往往搞不清楚發光二極體和紅外線二極體的區別，所以，經常就會來問燈珠教授一些紅外發光二極體的問題。紅外線發光二極體的工作電壓，紅外線發光二極體是多少電壓？發光二極體和紅外線怎麼分？發光二極體和紅外線二極體的區別？
  • 發光二極體價格,發光二極體價格是多少?
    在發光二極體（LED燈珠）選型的過程中，經常會有客戶諮詢發光二極體（LED燈珠）的價格。比如發光二極體價格是多少？LED燈珠多少錢一個？
  • 發光二極體的優點,發光二極體和二極體有區別嗎
    發光二極體簡介 發光二極體簡稱為LED。由含鎵（Ga）、砷（As）、磷（P）、氮（N）等的化合物製成。 當電子與空穴複合時能輻射出可見光，因而可以用來製成發光二極體。在電路及儀器中作為指示燈，或者組成文字或數字顯示。
  • 51單片機入門之一:點亮一個發光二極體
    下面我們就使用Ｃ語言編寫一個程序點亮實驗板上的一個發光二極體。首先我們來講一下發光二極體的發光原理。
  • 發光二極體接法示意圖,發光二極體正負極圖解,發光二極體接線圖
    發光二極體接法示意圖，發光二極體正負極圖解，發光二極體接線圖昨天下午，有一個網友問：發光二極體接法示意圖
  • 發光二極體正嚮導通電壓 淺析發光二極體電壓工作範圍及其原理
    例如，單個1w的luxeon star型白光LED的正嚮導通壓降典型值為ⅵ=3.42 v，但實際值中最小的僅為2.79 v，最大的達3.99 v。正嚮導通壓降的偏差高達±15%以上。 發光二極體壓降 直插超亮發光二極體壓降 二極體的顏色主要有三種，然而三種發光二極體的壓降都不相同，具體 壓降參考值如下： 紅色發光二極體的壓降為2.0--2.2V 黃色發光二極體的壓降為1.8—2.0V 綠色發光二極體的壓降為3.0—3.2V 正常發光時的額定電流約為