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使用 LED 作为光传感器

接线图 2024年03月08日 11:02 160 admin
 LED作为光电转换元件
  局部放电等效电路  首先,右图所示为硅光电二极管的等效电路。同样,具有 PN 结的 LED 的基本操作被认为是相同的。当光进入PN结时,会产生与流过的光量成正比的光电流Il。Id为二极管电流,Cj为结电容(随反向偏置电压而变化),Rsh为并联电阻(很大),Rs为串联电阻(小)。最常用于负载短路或接近的电流模式。有关各项的关系表达式等具体细节,请参阅滨松光子学网站上的光电二极管技术数据。

使用 LED 作为光传感器  第1张

  测量和驱动 LED 输出
  驱动电路
  由于LED的正向电压比硅的高,因此端电压也会更高。当我用光照射红色高亮度 LED 并测量开路电压时,结果约为 1.2V。这是硅价值的两倍多。为此,我决定在电压模式下使用它来测量LED的输出。从等效电路可以看出,输出电压相对于光量具有对数特性,并且受温度影响很大(这就是不使用的原因)。
  那么,我将向您展示我刚刚制作的实验电路。微控制器内置的模拟比较器将输出电压与参考值进行比较,以确定是否存在入射光。另外,测量操作和LED驱动以分时方式进行,并且一个LED既用作受光元件又用作发光元件。该程序的运行如下。
  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。
  将LED端口设置为输入→光电流对电容充电,输入电压线性增加。
  如果在2ms内超过比较电压,则确定有事件,如果在2ms内低于比较电压,则确定没有事件。  将 LED 端口设置为输出,并根据有光或无光打开或关闭 LED。

使用 LED 作为光传感器  第2张

  等待10ms并返回到开头。
  超过参考电压所需的时间表示模拟光强度(越短越亮)。测量时,“H”输出到PB2,因此如果使用示波器,可以直接观察充电时间随光量的变化。对于纹波较大的光源,例如铜铁镇流器灯,可以看到脉冲宽度在阈值附近波动明显。白炽灯和电子镇流器灯稳定。这次我使用了50日元的ATtiny11微控制器,但我认为具有10个ADC通道的ATtiny26可以同时控制10个LED。
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