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Standard-LEDs können mit einer so hohen Frequenz blinken
Nahezu jede verfügbare LED kann mit weitaus höheren Blinkfrequenzen als 1 KHz betrieben werden: Weiße LEDs oder andere, die einen sekundären Leuchtstoff verwenden, sind am langsamsten und werden häufig im Bereich von 1 bis 5 MHz getoppt, während Standard-Primär-LEDs von der Stange sind LEDs (rot, blau, grün, IR, UV usw.) haben normalerweise eine Grenzfrequenz von 10 bis 50 MHz (Sinus).
Die Grenzfrequenz ist die maximale Frequenz, bei der die Lichtemission auf die Hälfte der ursprünglichen Intensität abfällt. In wenigen LED-Datenblättern ist die Grenzfrequenz aufgeführt, aber die Anstiegs- und Abfallzeit der LED ist häufiger - leider nicht für das in der Frage angegebene Datenblatt.
In der Praxis wäre es sicher, bei einem gut geformten Rechteckimpuls die Grenzfrequenz auf ein Zehntel zu erhöhen, so dass eine 1-MHz-Kommunikation mit sichtbarem Licht sehr vernünftig ist. Solange LEDs SMD sind oder sehr kurze Leitungslängen haben und die Kapazität und Induktivität der Leiterbahnen / Bauelemente auf ein Minimum beschränkt sind, ist die Ansteuerung einer LED auf 1 MHz ohne komplexe impulsformende Ansteuerschaltungen möglich.
Weitere akademische Informationen zum Thema LED-Grenzfrequenzen finden Sie hier .
Gibt es einen Sensor (Fotowiderstand, etc ...), der eine so gute zeitliche Auflösung hat, um schnell blinkende LEDs zu erkennen?
Eine CdS-Fotozelle wäre für die Erfassung von Hochfrequenzlicht nicht geeignet: Die Anstiegs- und Abfallzeit für übliche CdS-Zellen liegt in der Größenordnung von zehn bis hundert Millisekunden. Zum Beispiel erwähnt dieses zufällig ausgewählte Datenblatt eine Anstiegszeit von 60 ms und eine Abfallzeit von 25 ms. Somit liegt die höchste Frequenz, die es verarbeiten kann, unter 11 Hertz.
Fotodioden und Fototransistoren sind bevorzugte Optionen zum Erfassen von Lichtimpulsen mit höherer Geschwindigkeit bei geringer bis mäßiger Intensität (dh in einem Abstand von der LED-Quelle). Dieses Datenblatt für die PIN-Diode BPW34 gibt Anstiegs- und Abfallzeiten von jeweils 100 Nanosekunden an, die eine 5-MHz-Signalisierung tolerieren würden. Daher wäre es angenehm, einen Sicherheitsspielraum von 1 MHz einzuhalten.
Für höhere Signalgeschwindigkeiten und geringere Signalintensität haben superteuere Hochgeschwindigkeits-Silizium-Avalanche-Fotodioden wie diese Anstiegs- und Abfallzeiten von nur 0,5 Nanosekunden und ermöglichen ein 1-GHz-Signal, das weit über die Standard-LEDs hinausgeht.
Wenn die Intensität des ausgesendeten Signals hoch genug sein kann, beispielsweise indem die LED-Quelle und der Sensor nahe beieinander liegen, oder wenn geeignete Linsen verwendet werden und die gewünschte Signalbandbreite nicht zu hoch ist, ist eine Standard-LED mit geeigneter Farbe selbst a geeigneter Lichtsensor. LEDs eignen sich gut als Lichtdetektoren und eignen sich für die Signalisierung von Frequenzen von Hunderten von kHz, möglicherweise sogar bis zu MHz, abhängig von der für Emitter und Sensor ausgewählten spezifischen LED.
Ein interessanter Artikel von Disney Research befasst sich mit dieser speziellen Anwendung: " Ein LED-zu-LED-Kommunikationssystem für sichtbares Licht mit softwarebasierter Synchronisation "