如何使用 LED 作为光传感器
出处:维库电子市场网 发布于:2023-01-31 15:53:50
局部放电等效电路
首先,右图显示了硅光电二极管的等效电路。同样,具有 PN 结的 LED 的基本行为被认为是相同的。当光进入 PN 结时,流过与光量成正比的光电流Il。Id是二极管电流,Cj是结电容(随反向偏置电压变化),Rsh是并联电阻(很大),Rs是串联电阻(很小)。常用于负载短路或接近短路的电流模式。各项目的关系式等具体内容,请参阅滨松光电网站上的光电二极管技术资料。
测量和驱动 LED 输出驱动电路
由于 LED 的正向电压高于硅,端电压也应该更高。当我通过点亮红色高亮度 LED 来测量释放电压时,它约为 1.2V。它的价值是硅的两倍多。因此,为了测量LED的输出,我们将尝试在电压模式下使用它。从等效电路可以看出,输出电压相对于光量呈对数特性,受温度影响较大(故未采用)。
所以,我将向您展示我制作的实验电路。微型计算机内置的模拟比较器将输出电压与参考值进行比较,以确定入射光的存在与否。此外,测量操作和LED驱动以时分方式进行,并且一个LED用作光接收元件和发光元件。程序的运行如下。
通过向LED端口短时间输出“L”电平,对结电容Cj和杂散电容Cs进行放电。
设置LED口为输入→电容被光电流充电,输入电压线性上升。
如果在2ms内超过比较电压,则判定有发生,如果在2ms内小于比较电压,则判定没有发生。
将 LED 端口设置为输出,并根据入射光的存在或不存在来打开或关闭 LED。
等待 10ms,然后回到开始。
超过比较电压的时间表示模拟光量(越短,越亮)。由于测量时“H”输出到PB2,如果用示波器打一下,可以直接观察到充电时间因光照量的变化。对于纹波比较大的光源,比如铜铁镇流器灯,可以看到脉宽在阈值附近波动很大。对白炽灯和带电子镇流器的灯稳定。这次我用的是50日元的ATtiny11单片机,不过我觉得10路ADC的ATtiny26可以同时控制10个LED。
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