LED dan sensor berkedip frekuensi tinggi untuk itu


18

Saya ingin membuat LED berkedip cepat. (lebih dari 1000 berkedip / detik, lebih cepat lebih baik)

Pertama, saya ingin tahu bahwa LED umum memiliki kemampuan untuk berkedip dengan frekuensi tinggi.

Lembar Data LED yang saat ini saya gunakan ada di sini . Saya tidak tahu informasi mana yang harus saya lihat untuk tujuan saya. Atau Anda bisa menyarankan saya produk lain.

Kedua, apakah ada sensor (photoresistor, dll ...) yang memiliki resolusi waktu yang baik untuk merasakan LED yang berkedip cepat.

Kandidat saya adalah dua, photoresistor sel CdS dan generator Voltage sensitif cahaya . Sekali lagi, informasi apa yang harus saya perhatikan?

ps Saya mengajukan pertanyaan ini karena saya ingin membangun sistem komunikasi cahaya yang terlihat. Saya telah berhasil membuat LED berkedip 32 kali per detik. Tetapi di luar itu, saya tidak bisa mengetahui apakah itu berfungsi atau tidak dengan mata telanjang.


5
Hanya 1kHz? Dan di sini saya pikir Anda punya tantangan ...
Ignacio Vazquez-Abrams

Maksud saya, untuk langkah pertama, 1 kHz sudah cukup. Tapi untuk selanjutnya, semakin cepat semakin baik.
Jeon

4
1GHz adalah tantangan. 1kHz, tidak terlalu banyak.
Ignacio Vazquez-Abrams

2
Remote control televisi biasanya menggunakan LED (IR) yang dimodulasi pada 38kHz dan ini cukup mudah untuk dibuat. (Karenanya barang-barang ini murah untuk dibeli). Antarmuka S / PDIF (audio digital) menggunakan LED (terlihat merah), saya percaya mereka dimodulasi sekitar 2MHz. Masalah Anda mungkin bukan LED, tapi sirkuit penggeraknya.
jippie

1
Untuk IR, penerima TSOP *** tersebut digunakan dalam aplikasi kendali jarak jauh (38kHz, <US $ 1), cukup cari "penerima tsop ir".
JimmyB

Jawaban:


28

Untuk mengatasi sub-bagian satu per satu:

LED umum biasa memiliki kemampuan berkedip dengan frekuensi tinggi

Hampir semua LED yang tersedia dapat dioperasikan pada frekuensi kedip yang jauh lebih tinggi dari 1 KHz: LED putih atau yang lainnya yang menggunakan fosfor sekunder akan menjadi yang paling lambat, sering diakhiri di wilayah 1 hingga 5 MHz, sementara standar off-the-shelf standar LED (merah, biru, hijau, IR, UV dll) biasanya dinilai pada frekuensi cut-off dari 10 sampai 50 MHz (gelombang sinus).

Frekuensi cut-off adalah frekuensi maksimum di mana emisi cahaya turun hingga setengah dari intensitas awal. Beberapa lembar data LED mencantumkan frekuensi cut-off, tetapi waktu naik dan turunnya LED lebih umum - sayangnya tidak untuk lembar data spesifik yang ditautkan dalam pertanyaan.

Dalam praktiknya, seseorang akan aman dalam topping off pada sepersepuluh frekuensi cut-off untuk pulsa persegi yang berbentuk baik, sehingga komunikasi cahaya tampak 1 MHz sangat masuk akal. Selama LED berukuran SMD atau dengan panjang timah yang sangat pendek, dan kapasitansi dan induktansi lead / komponen timah PCB dijaga agar tetap minimum, mengemudikan LED ke 1 MHz layak tanpa sirkuit penggerak pembentuk pulsa yang kompleks.

Info akademik lainnya tentang masalah frekuensi cut-off LED dapat ditemukan di sini .

apakah ada sensor (photoresistor, dll ...) yang memiliki resolusi waktu yang baik untuk merasakan LED yang berkedip cepat.

Fotosel CdS tidak akan cocok untuk penginderaan cahaya frekuensi tinggi: Kenaikan + waktu jatuh untuk sel CdS umum adalah dari urutan puluhan hingga ratusan milidetik. Misalnya, lembar data yang dipilih secara acak ini menyebutkan waktu naik 60 mS dan waktu jatuh 25 mS. Dengan demikian frekuensi tertinggi yang dapat ditangani adalah di bawah 11 Hertz.

Fotodioda dan fototransistor adalah opsi yang disukai untuk merasakan pulsa cahaya kecepatan tinggi pada intensitas rendah hingga sedang (yaitu pada jarak dari sumber LED). Ini datasheet untuk BPW34 dioda PIN menunjukkan naik turunnya kali dari 100 nanodetik masing-masing, yang akan mentolerir 5 MHz sinyal, sehingga menjaga margin of safety, 1 MHz akan nyaman.
BPW34

Untuk kecepatan pensinyalan yang lebih tinggi dan intensitas sinyal yang lebih rendah, Fotodioda Silikon Longsor kecepatan tinggi yang sangat mahal seperti ini telah naik turun sebanyak 0,5 nanodetik, memungkinkan sinyal 1 GHz, jauh melampaui apa yang akan didukung oleh LED standar.
Longsor Photodiode


Jika intensitas sinyal yang dipancarkan bisa cukup tinggi, seperti dengan memiliki sumber LED dan sensor berdekatan satu sama lain, atau dengan menggunakan lensa yang sesuai, dan bandwidth sinyal yang diinginkan tidak terlalu ambisius, maka LED standar warna yang cocok itu sendiri adalah sensor cahaya yang cocok. LED berfungsi dengan baik sebagai pendeteksi cahaya, dan akan cukup untuk memberi sinyal frekuensi ratusan KHz, bahkan mungkin hingga MHz tergantung pada LED spesifik yang dipilih untuk emitor dan sensor.

Makalah yang menarik dari Disney Research berbicara tentang aplikasi spesifik ini: " Sistem Komunikasi Cahaya Terlihat LED ke LED dengan Sinkronisasi Berbasis Perangkat Lunak "


Koreksi. Fotodioda silikon biasa bisa lebih cepat dari yang Anda sadari. Thorlabs FDS010 thorlabs.com/thorproduct.cfm?partnumber=FDS010 misalnya, memiliki waktu naik dan turun 1 nsec, sehingga dapat digunakan ke dalam ratusan megahertz. APD biasanya digunakan tidak terlalu untuk kecepatan mereka seperti sensitivitas mereka.
WhatRoughBeast

1
@WhatRoughBeast Tercatat, dan diedit sesuai. Terima kasih.
Anindo Ghosh

4
Saya tidak pernah berpikir menggunakan LED sebagai pendeteksi foto tetapi ini sangat baru dan menarik. Terima kasih atas jawaban ini
David Wilkins

1
@ David: Ya, LED memiliki bagian-bagian penting dari fotodioda: sambungan PN atau PIN yang secara optik digabungkan ke lingkungan.
Ben Voigt

6

Anindo telah memberi Anda jawaban langsung yang sangat baik, jadi ini adalah untuk menambahkan dua poin samping.

Pertama, Anda tampaknya ingin "melihat" komunikasi, atau setidaknya secara visual melihat LED berkedip. Itu tidak akan terjadi setelah beberapa dari Hz karena ketiadaan penglihatan Anda. Mata Anda jauh lebih lambat daripada LED.

Kedua, karena Anda tidak akan melihat pulsa atau berkedip pada 1 KHz, mungkin Anda dapat melonggarkan kebutuhan Anda untuk pensinyalan cahaya tampak. Pensinyalan LED biasanya dilakukan dengan IR LED untuk alasan yang baik. LED IR umumnya membutuhkan daya lebih sedikit untuk tingkat cahaya yang sama, atau dapat menangani pulsa arus lebih tinggi. Level cahaya sekitar biasanya lebih rendah pada IR. Ada juga detektor silikon yang cocok untuk mendeteksi cahaya IR. 940 nm adalah panjang gelombang yang umum. Anda akan menemukan LED dan fotodioda dioptimalkan untuk itu.

Dengan menggunakan situs kami, Anda mengakui telah membaca dan memahami Kebijakan Cookie dan Kebijakan Privasi kami.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.