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LED e Arduino
Tutorials -
Domenica 10 Luglio 2011 16:49
Scritto da gbm

Con questo tutorial vorrei mostrare le varie possibili sperimentazioni che si possono fare con Arduino e dei LED. Molto spesso questo è il punto di partenza per i principianti, sia nell'ambito dell'elettronica generale, ma anche per quanto riguarda la programmazione. Infatti grazie alla semplicità d'uso e il riscontro visivo i LED sono sicuramente uno degli strumenti primi di chi vuole imparare C o Wiring.

Il LED puo' essere considerato la porta d'ingresso all'elettronica, infatti grazie a questi componenti dal costo irrisorio √® possibile sperimentare in varie direzioni nell'elettronica di base e allo stesso modo √® molto semplice avere un riscontro visivo dei primi nostri programmi. Un esempio √® il buon tutorial preparato da Ivan: Arduino blink. Questa piccola guida spiega con precisione come scrivere un semplice programma che accende e spegne un LED con un intervallo prestabilito. Da questa base potrete facilmente elaborare programmi piu' complessi e vederne il risultato.  Anche se non √® molto noto i LED se colpiti da radiazione luminosa nello spettro visibile, infrarosso o ultravioletto (dipendentemente dal LED utilizzato come ricevitore) producono elettricit√† esattamente come un modulo fotovoltaico. I LED di colore blu e infrarosso producono tensioni considerevoli. Questa particolarit√† rende possibile l'applicazione dei LED per sistemi di ricezione di impulsi luminosi. Intorno a questa propriet√† sono stati sviluppati molti prodotti industriali come sensori di distanza, sensori di colore, sensori tattili e ricetrasmettitori. Nel campo dell'elettronica di consumo il sistema di comunicazione irDA √® un buon esempio proprio perch√® sfrutta a pieno questa particolarit√†.

Cos'è un LED?

LED √® l'acronimo di Light Emitting Diode (diodo ad emissione luminosa).

Il primo LED √® stato sviluppato nel 1962 da Nick Holonyak Jr.. Si tratta di un dispositivo optoelettronico che sfrutta le propriet√† ottiche di alcuni materiali semiconduttori per produrre fotoni attraverso il fenomeno dell'emissione spontanea ovvero a partire dalla ricombinazione di coppie elettrone-lacuna.

I LED sono un particolare tipo di diodi a giunzione p-n, formati da un sottile strato di materiale semiconduttore drogato. Gli elettroni e le lacuni vengono iniettati in una zona di ricombinazione attraverso due regioni del diodo drogate con impurit√† di tipo diverso, e cio√® di tipo n per gli elettroni e p per le lacune. Quando sono sottoposti ad una tensione diretta per ridurre la barriera di potenziale della giunzione, gli elettroni della banda di conduzione del semiconduttore si ricombinano con le lacune della banda di valenza rilasciando energia sufficiente sotto forma di fotoni. A causa dello spessore ridotto del chip un ragionevole numero di questi fotoni pu√≤ abbandonarlo ed essere emesso come luce ovvero fotoni ottici. Pu√≤ essere visto quindi anche come un trasduttore elettro-ottico.

Il colorefrequenza della radiazione emessa √® definito dalla distanza in energia tra i livelli energetici di elettroni e lacune e corrisponde tipicamente al valore della banda proibita del semiconduttore in questione. L'esatta scelta dei semiconduttori determina dunque la lunghezza d'onda dell'emissione di picco dei fotoni, l'efficienza nella conversione elettro-ottica e quindi l'intensit√† luminosa in uscita.

I LED possono essere formati da GaAs (arseniuro di gallio), GaP (fosfuro di gallio), GaAsP (fosfuro e arseniuro di gallio), SiC (carburo di silicio) e GaInN (nitruro di gallioindio).

LED

 

Come puo' esserci utile?

E' possibile realizzare con solo 2 LED un sensore digitale di prossimità / distanza che ha un range massimo che supera i 5 metri con bassa luce ambientale: Sensore di prossimità LED. Allo stesso modo è possibile realizzare un Sensore analogico di prossimità LED, sfruttando la produzione di elettricità del LED sopra descritta. Modificando il mode dei PIN a cui è stato connesso il LED è possibile ricevere luce ed emetterla con lo stesso LED, aprendo la possibilità alla ricetrasmissione di dati e quindi Comunicazione wireless a LED bidirezionale

 

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