Kann LED sowohl für die Lichtemission als auch für die Erfassung verwendet werden?

Ich habe in Wikipedia über LED gelesen und es heißt, dass LED sowohl für die Lichtemission als auch für die Erfassung verwendet werden kann. Ist es möglich und wie?

led photosensor

— Bibek Ghimire
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Eine LED kann als Fotodiode fungieren, ist aber nicht unbedingt eine besonders gute.

— Shamtam

Wenn ich mich richtig erinnere, hatte L Forrest Mimms in den 60er oder 70er Jahren einen Patentstreit mit Bell wegen seiner Idee für genau diese Technik. Ich glaube, dass er diese Schlacht gewonnen hat.

— Dwayne Reid

Ja, Sie können eine LED zur Lichtmessung verwenden. Versuchen Sie diesen Link als Ausgangspunkt.

— Steve G

Es gibt endlose Schaltkreise für die Verwendung einer LED sowohl als Sender als auch als Empfänger. Ich würde hier mit einem einfachen Arduino-Schema beginnen ... das funktioniert ziemlich gut. Sie können dies verlangsamen, indem Sie der LED Kapazität hinzufügen. Dies kann auch mit einem LED- Array (berührungsempfindliches Array) erfolgen.

— Jack Creasey

Wenn Sie ein Oszilloskop haben, stecken Sie Ihre Sonde einfach über die Anschlüsse der LED und bringen Sie mit einer Fernbedienung etwas Licht auf die LED. Auf diese Weise können Sie sogar Codes lesen.

— Sredni Vashtar

Antworten:

Versuchen Sie diese Schaltung:

schematisch

^{simulieren Sie diese Schaltung - Schema erstellt mit CircuitLab}

Der Transistor (unkritisch, jeder NPN für allgemeine Zwecke wird wahrscheinlich funktionieren) verstärkt den schwachen Fotostrom der als Fotodiode verwendeten LED. Stellen Sie sicher, dass die Polarität der LED stimmt, da sonst die LED und der Transistor beschädigt werden. Schließen Sie einen 1K in Reihe mit der LED an, wenn Sie sich nicht sicher sind (die LED sollte nicht leuchten!). Ein paar hundert nA von der LED / PD sollten den Eingang niedrig halten (vorausgesetzt, es erfolgt keine zusätzliche Belastung durch den Eingang, z. B. Pullup).

Die LED erzeugt einen Strom aus Wellenlängen, die ähnlich oder kleiner als das Emissionsspektrum sind. Eine grüne LED reagiert also auf blaues (oder grünes) Licht, jedoch nicht auf rotes Licht.

Wenn Sie möchten, dass eine analoge Spannung einem ADC zur Messung des Lichts zugeführt wird , können Sie einen hochwertigen Widerstand (z. B. 20 M ) und einen Spannungsfolgerpuffer des Operationsverstärkers (z. B. MCP6001 ) verwenden. Der Widerstandswert kann je nach gewünschter Empfindlichkeit und der jeweiligen LED, die Sie zufällig finden, höher oder niedriger sein. Kommerzielle Fotodioden mit garantierten Spezifikationen können recht billig sein, wenn Sie es satt haben, Teile selbst zu charakterisieren (oder sie können sehr teuer sein, wenn Sie eine hohe Leistung benötigen - zB 300ps Reaktionszeit, 50pA Dunkelstrom und ~ 1A / W Empfindlichkeit) $\Omega$

— Spehro Pefhany
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"Die LED erzeugt einen Strom aus Wellenlängen, die ähnlich oder kleiner als das Emissionsspektrum sind. Eine grüne LED reagiert also auf blaues (oder grünes) Licht, aber nicht auf rotes Licht." Blaues Licht ist energetischer, daher würde ich erwarten, dass eine grüne LED auf grünes und rotes Licht reagiert . Warum ist das nicht der Fall?

— Irgendwann mit

Es ist eine Quantensache. Energie hv kann nur absorbiert / abgegeben werden, wenn Sie ein höheres / niedrigeres Energieniveau hv eV von Ihrem Standpunkt aus haben. Wenn dieses neue Niveau nicht vorhanden, vorhanden, aber für einen bestimmten Übergang nicht zulässig oder vorhanden und zulässig, aber belegt ist, können Sie keine Strahlung dieser Frequenz (Energie) absorbieren / emittieren. Denken Sie an Resonanz: Bestimmte Strukturen schwingen mit sehr spezifischen Frequenzen. Verwenden Sie die falsche Frequenz und es wird keine Auswirkung haben.

— Sredni Vashtar

@someonewithpc, weil rotes Licht nicht energiereich genug ist

— user253751

Egal, ich habe gerade bemerkt, dass ich es nicht gelesen habe.

— Irgendwann mit dem

Ja, eine LED kann als Sensor verwendet werden. Es gibt einen Ausgangsstrom proportional zur Lichtintensität, ähnlich einer Solarzelle. Aber weil seine Fläche sehr klein ist, ist die Strömung auch sehr klein.
Sie können den Fotostrom mit einem digitalen Voltmeter messen . Die meisten Messgeräte haben einen Eingangswiderstand von 10 MEGohm, und Sie messen den Strom durch diesen Widerstand. Wenn Ihr Voltmeter also "0,1 V" anzeigt, beträgt der Fotostrom 10 nA.

Ihr Standard-RPI hat keine Voltmeterfunktion. Arduino ist in der Lage, analoge Spannungen zu messen, hat jedoch wahrscheinlich einen geringeren Innenwiderstand als ein Standardvoltmeter. Sie können entweder eine Operationsverstärker-Pufferschaltung oder einen Operationsverstärker-Transimpedanzverstärker verwenden, der den Eingangsstrom in die Ausgangsspannung umwandelt.

schematisch

^{simulieren Sie diese Schaltung - Schema erstellt mit CircuitLab}

Versorgungsanschlüsse zum Operationsverstärker werden im Circuit-Lab nicht angezeigt. Schließen Sie die negative Versorgung an "Vss" und die positive Versorgung an + 3,6 V oder + 5 V an. Die zweite Schaltung ist besser als die erste. Die LED im ersten Stromkreis begrenzt sich selbst auf etwas weniger als einige Volt, während der zweite Stromkreis durch die DC-Versorgungsspannung begrenzt ist. Beachten Sie, dass ein Operationsverstärker mit einer Versorgung erforderlich ist, dessen Gleichtakt-Eingangsbereich die negative Versorgungsschiene enthält (in diesem Fall Vss). Nicht jeder Operationsverstärker verfügt über diese Funktion.

— glen_geek
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Oi, was habe ich gedacht? Ja, "-" sollte an den Ausgang angeschlossen werden.

— glen_geek