如何正确使用SFH235红外光电二极管?

电器工程 Arduino 红外线的 光电二极管
2022-01-09 08:13:14

我有一个 SFH235 红外光电二极管(可以在此处找到数据表),并且只有电子学的基本知识。

我想将光电二极管连接到 Arduino(总体计划是添加一个红外二极管并构建一个距离传感器)。

我知道光电二极管会产生电流,它产生的电流越多,落在它上面的光就越强。

我已经看到了连接光电二极管的原理图,其连接方式与连接光敏电阻的方式相同。其他人将它连接到“运算放大器”(为什么?)那也是那些说我需要放大电流的文章。我还看到电路中添加了电容器。

哪种方法适合我的申请?如何将光电二极管连接到 Arduino 的模拟输入(测量电压)?

2个回答

连接光电二极管的最简单方法(甚至可以将 LED 用作光电传感器)如下:

示意图

模拟此电路- 使用CircuitLab创建的原理图

请注意,光电二极管通过 1 Meg 电阻器 R1 反向偏置。二极管产生的光电流与流经该反向偏置二极管的漏电流相反,所述反对随着二极管结上的更多光而增加。因此,结点处的电压随着光的增加而升高。

左边的示意图将在 ADC 引脚处具有相当低的电压。为了增加这个电压,可以使用一个运算放大器作为同相放大器,如右图所示。在所示示例中,此增益为Gain = 1 + (R3/R4) = 9.9182

这种电压增益导致 ADC 引脚上的读数更大,可能会利用 ADC 输入电压范围的更大部分。

光电二极管运算放大器的其他应用包括:

  • 作为跨阻放大器,直接放大光电流,无需使用偏置电阻
  • 作为二极管和偏置电阻之间形成的分压器的电压跟随器(单位增益缓冲器)

注意:
必须确保放大后的电压不超过 5 伏电源。如果运算放大器由与 Arduino 相同的 5 伏电源供电,则会自动解决此问题,因为运算放大器的输出在其上电源轨处被削波,如果运算放大器不是电源轨,则甚至更低到轨类型。

正如上面所说的,光电二极管的电压和电流可能非常小,尤其是 IR。示例中所示的欧司朗 SFH203PFA 在环境或电源照明下可以产生 0.25-0.35,但在没有偏置的情况下,我的菲利普斯示波器上的 IR 激光只能产生 0.003 3 毫伏的波。使用运算放大器进行放大对我有用。