Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

Tanyakan JANGAN: LED sebagai sensor cahaya

Tanyakan MEMBUAT adalah lajur mingguan di mana kami menjawab soalan pembaca, seperti anda. Tulis mereka ke [email dilindungi] atau jatuhkan kami di Twitter. Kami tidak sabar untuk mengatasi masalah anda!

Soalan minggu ini datang dari Kevin:

Saya mendengar bahawa anda boleh menggunakan LED sebagai sensor cahaya. Bagaimana?

LED adalah diod yang disetel khusus untuk memancarkan cahaya dan dibungkus dalam penutup lut. Fotodiode pada dasarnya adalah perkara yang sama, tetapi sensitif kepada pelbagai panjang gelombang cahaya yang lebih luas. Dari laman Wikipedia yang sangat bermaklumat mengenai perkara ini:

Sebagai contoh, LED hijau akan sensitif kepada cahaya biru dan beberapa cahaya hijau, tetapi bukan cahaya kuning atau merah. Di samping itu, LED boleh menjadi multiplexed dalam litar seperti ini, supaya ia boleh digunakan untuk kedua-dua pelepasan dan penderiaan cahaya pada masa yang berlainan. Di Dietz et al., Skim untuk melaksanakan pemultipleksan ini dibentangkan:

  • LED disambungkan ke dua pin CMOS I / O bidirectional pada mikropengawal (atau mikropemproses dengan bas I / O).
  • Untuk memancarkan cahaya, kedua-dua pin I / O ditetapkan ke mod output, dan LED didorong dengan arus ke arah hadapan, menghasilkan arus melalui cahaya LED dan pelepasan.
  • Untuk mengesan cahaya sekeliling:
    • Palam I / O ditetapkan kepada mod output, dan diod didorong arah arah bias terbalik, supaya diod menghalang arus dan kapasitor yang wujud LED dikenakan.
    • Palam I / O ditetapkan kepada mod input CMOS impedans tinggi.
    • Dioda membocorkan arus pada kadar yang berkadar dengan cahaya kejadian, sebagai foton insiden menyebabkan elektron melompat merentasi jurang band.
    • Masa yang diperlukan untuk kebocoran arus ini untuk melepaskan kapasitor yang wujud LED diukur dan berkadar songsang dengan cahaya insiden.

Jangan terintimidasi oleh istilah elektronik di atas, ia sebenarnya agak mudah. Arduino mempunyai contoh di laman web mereka yang menunjukkan LED disambungkan dari satu pin digital ke yang lain melalui perintang 100 ohm. Sebahagian daripada kod tersebut memberitahu LED untuk menyala, dan sebahagian daripadanya membalikkan arus dan memberitahu pin kuasa bekas untuk membaca kebocoran semasa diod, yang akan berubah berbanding dengan jumlah cahaya ambien di dalam bilik.

Berikut adalah video pendek yang menunjukkan grid LED merah yang digunakan juga sebagai fotodiodi (juga foto di atas). Provolot mencuba juga, dengan kejayaan (dan kod sumber). Hutan M. Mims III menggunakan teknik ini untuk mengesan panjang gelombang khusus cahaya untuk penyelidikan matahari di Hawaii.

Adakah anda bekerja dengan LED sebagai fotodiod? Kongsi projek, video, atau tip anda dengan kami dalam ulasan!

Ask Ask MAKE minggu ini telah ditaja oleh Jameco Electronics.

Kongsi

Meninggalkan Komen