利用Phyphox和ESP32描绘LED的照度与电流的关系图像

1 引言

2021年6月6日夜,微主利用Phyphox和ESP32绘制了LED的照度与电流的关系图像,以检验前几日对一篇文献的质疑。

创客焦作

不宜利用发光二极管描绘电容器的放电曲线

看到有文献称LED的照度与电流是非线性关系,微主直接就引用了,不过心里一直打嘀咕,引用别人的文献如同拾人牙慧,不如自己实测出来的用起来心安。

2 实验创意

凭着自己的经验,如果ESP32开发板测量LED的电流,将电流数据利用蓝牙发送给智能手机,再利用Phyphox调取光传感器测量LED的照度,就可以同时获得LED的照度和电流数据。有了照度和电流数据,利用Phyphox绘制LED的照度与电流的关系图像,那是易如反掌。

3 实验实施

说干就干。晚饭后,在Arduino开发环境中设计测量和传输LED电流数据的小程序,并烧录到ESP32开发板中。然后在面包板上搭建实验电路,用电位计、LED和可编程电阻板构成限流电路,用ESP32读取可编程电阻板的电压,再与可编程电阻板的阻值相比,就测得了LED的电流。

接着,建立智能手机与ESP32开发板的蓝牙连接,在Phyphox中以“蓝牙”的方式添加一个名为“描绘LED照度与电流的关系图像”的实验,保存“描绘LED照度与电流的关系图像”的实验状态,以微信的方式分享并下载到电脑上,然后在Phyphox-editor编辑器中编辑实验文件,将电流数据指向x轴,将照度数据指向y轴,重新生成二维码,在Phyphox中以二维码方式扫描二维码,将修改完善后的“描绘LED照度与电流的关系图像”的实验文件重新加入到Phyphox的样例库中。

最后,关闭环境灯光,将LED用鳄鱼夹引出,放置在智能手机光传感器的正上方,运行Phyphox实验程序,旋转电位计改变LED的照度和电流,Phyphox就自动绘制出LED的照度与电流的关系图像了。

在调试完毕之后,进入真正的实验环节,绘制LED的照度与电流的关系图像,仅需要短短的几秒钟。

将实验得到的LED的照度与电流的关系图像扩展至全屏,可以观察更多细节。观察图像可以发现:LED的照度与电流并不是正比例关系。起初,LED的照度随着电流的增大缓慢增大,在12mA附近,照度随着电流的增大突然跃升。

4 结论

由于LED的照度与电流并不是正比例关系,所以不宜利用发光二极管的照度变化曲线类比电容器的放电电流曲线。

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