LED可用于发光和传感吗

电器工程 引领 光电传感器
2022-01-21 22:28:03

我在Wikipedia中阅读了有关 LED 的信息,它说 LED 可用于发光和传感。是否有可能实现这一目标以及如何实现?

2个回答

试试这个电路:

示意图

模拟此电路- 使用CircuitLab创建的原理图

晶体管(非关键,任何通用 NPN 都可能工作)放大用作光电二极管的 LED 的微弱光电流。确保 LED 的极性正确,否则会损坏 LED 和晶体管。如果您不确定(LED 不应亮!),请将 1K 与 LED 串联。来自 LED/PD 的几百 nA 应将输入驱动为低电平(假设没有来自输入的额外负载,例如上拉)。

LED 将从与发射光谱相似或小于发射光谱的波长产生电流,因此绿色 LED 将对蓝色(或绿色)光作出响应,但对红光不作出响应。


如果您想将模拟电压馈送到 ADC 以测量光,您可以使用高阻值电阻器(例如 20M)和运算放大器电压跟随器缓冲器(例如MCP6001)。电阻值可能会更高或更低,具体取决于所需的灵敏度和您碰巧找到的特定 LED - 如果您厌倦了自己对部件进行表征,那么具有保证规格的商用光电二极管可能会非常便宜(或者如果您需要高性能,它们可能会非常昂贵- 例如,300ps 响应时间、50pA 暗电流和 ~1A/W 灵敏度)Ω

是的,LED 可以用作传感器。它提供与光强度成比例的输出电流,类似于太阳能电池。但是因为它的面积很小,所以电流也很小。
您可以使用数字电压表测量光电流。大多数仪表的输入电阻为 10 兆欧,您将通过该电阻测量电流。因此,如果您的电压表显示“0.1V”,则光电流为 10 nA。

您的库存 RPI 没有电压表功能。Arduino 能够测量模拟电压,但它的内阻可能比标准电压表小。您可以使用运算放大器缓冲电路,也可以使用将输入电流转换为输出电压的运算放大器跨阻放大器。

示意图

模拟此电路- 使用CircuitLab创建的原理图

Circuit-Lab 中未显示运算放大器的电源连接。将负电源连接到“Vss”,将正电源连接到+3.6V 或+5V。第二个电路比第一个电路好。第一个电路中的 LED 自限电压低于几伏,而第二个电路受直流电源电压的限制。请注意,需要一个单电源运算放大器,其共模输入范围包括负电源轨(在这种情况下为 Vss)……并非每个运算放大器都具有此功能。