Dapatkah LED digunakan untuk emisi cahaya dan penginderaan

Saya telah membaca tentang LED di Wikipedia , dan dikatakan bahwa LED dapat digunakan untuk emisi cahaya dan penginderaan. Apakah mungkin untuk mencapai ini dan bagaimana?

led photosensor

— Bibek Ghimire
sumber

LED dapat bertindak sebagai fotodioda, tetapi belum tentu bagus.

— Shamtam

Jika saya ingat dengan benar, L Forrest Mimms memiliki pertarungan paten dengan Bell di tahun 60-an atau 70-an tentang idenya untuk teknik yang tepat ini. Saya percaya bahwa dia memenangkan pertempuran itu.

— Dwayne Reid

Ya, Anda dapat menggunakan LED untuk pengindraan cahaya. Coba tautan ini sebagai titik awal.

— Steve G

Ada sirkuit tanpa akhir untuk menggunakan LED baik sebagai emitor maupun penerima. Saya akan mulai di sini dengan skema Arduino sederhana ..... ini bekerja dengan cukup baik. Anda dapat memperlambatnya dengan menambahkan kapasitansi pada LED. Ini juga dapat dilakukan dengan menggunakan array LED (array sensitif sentuhan).

— Jack Creasey

Jika Anda memiliki osiloskop, cukup letakkan probe Anda di terminal LED dan berikan cahaya pada LED dengan remote control. Anda bahkan dapat membaca kode, dengan cara itu.

— Sredni Vashtar

Jawaban:

Coba sirkuit ini:

skema

^{mensimulasikan rangkaian ini - Skema dibuat menggunakan CircuitLab}

Transistor (tidak kritis, tujuan umum apa pun NPN kemungkinan akan bekerja) memperkuat arus lemah dari LED yang digunakan sebagai fotodioda. Pastikan Anda mendapatkan polaritas tepat pada LED atau Anda akan merusak LED dan transistor. Hubungkan seri 1K dengan LED jika Anda tidak yakin (LED seharusnya tidak menyala!). Beberapa ratus nA dari LED / PD harus menggerakkan input rendah (dengan asumsi tidak ada pemuatan tambahan dari input mis. Pullup).

LED akan menghasilkan arus dari panjang gelombang yang serupa atau kurang dari spektrum emisi, sehingga LED hijau akan merespons cahaya biru (atau hijau) tetapi tidak menanggapi cahaya merah.

Jika Anda ingin voltase analog dimasukkan ke ADC untuk mengukur cahaya, Anda dapat menggunakan resistor bernilai tinggi (mis. 20M ) dan buffer pengikut voltase op-amp (mis. MCP6001 ). Nilai resistor mungkin lebih tinggi atau lebih rendah tergantung pada sensitivitas yang diinginkan dan LED tertentu yang kebetulan Anda temukan- fotodioda komersial dengan spesifikasi yang dijamin bisa sangat murah jika Anda bosan mengkarakterisasi bagian sendiri (atau harganya bisa sangat mahal jika Anda membutuhkan kinerja tinggi). - mis. waktu respons 300ps, arus gelap 50pA dan sensitivitas ~ 1A / W) $\Omega$

— Spehro Pefhany
sumber

"LED akan menghasilkan arus dari panjang gelombang yang serupa atau kurang dari spektrum emisi, sehingga LED hijau akan merespons cahaya biru (atau hijau) tetapi tidak menanggapi cahaya merah." Cahaya biru lebih energik, jadi saya harapkan led hijau bereaksi terhadap lampu hijau dan merah . Mengapa ini tidak terjadi?

— someonewithpc

Itu hal yang kuantum. Energi hv dapat diserap / dipancarkan hanya jika Anda memiliki tingkat energi hv eV lebih tinggi / lebih rendah dari tempat Anda berdiri. Jika level baru itu tidak ada, hadir tetapi tidak diizinkan untuk transisi tertentu, atau hadir dan diizinkan tetapi ditempati, Anda tidak dapat menyerap / memancarkan radiasi frekuensi (energi) tersebut. Pikirkan resonansi: struktur tertentu bergetar pada frekuensi yang sangat spesifik. Gunakan frekuensi yang salah dan tidak akan ada efek.

— Sredni Vashtar

@someonewithpc karena lampu merah tidak cukup energik

— user253751

Nevermind, saya baru sadar saya rindu membacanya.

— someonewithpc

Ya, LED dapat digunakan sebagai sensor. Ini memberikan arus keluaran sebanding dengan intensitas cahaya, mirip dengan sel surya. Tetapi karena luasnya sangat kecil, arusnya juga sangat kecil.
Anda dapat mengukur arus foto dengan voltmeter digital . Kebanyakan meter memiliki resistansi input 10 MEGohms, dan Anda akan mengukur arus melalui resistansi ini. Jadi jika voltmeter Anda menampilkan "0.1V", maka arus foto adalah 10 nA.

RPI stok Anda tidak memiliki fungsi voltmeter. Arduino mampu mengukur tegangan analog, tetapi kemungkinan memiliki resistansi internal yang lebih kecil daripada voltmeter standar. Anda dapat menggunakan sirkuit buffer op-amp, atau menggunakan amplifier transimpedansi op-amp yang mengubah arus input menjadi tegangan output.

skema

^{mensimulasikan rangkaian ini - Skema dibuat menggunakan CircuitLab}

Koneksi suplai ke op-amp tidak ditampilkan di Circuit-Lab. Hubungkan suplai negatif ke "Vss", dan suplai positif ke + 3.6V atau ke + 5V. Sirkuit kedua lebih baik dari yang pertama. LED di sirkuit pertama membatasi sendiri untuk sesuatu yang kurang dari beberapa volt, sedangkan sirkuit kedua dibatasi oleh tegangan suplai DC. Perhatikan bahwa op-amp catu daya tunggal diperlukan yang rentang input moda umumnya mencakup rel catu negatif (Vss dalam kasus ini) ... tidak setiap op-amp memiliki fitur ini.

— glen_geek
sumber

Oi, apa yang aku pikirkan? Ya, "-" harus terhubung ke keluaran.

— glen_geek