La LED peut-elle être utilisée pour l'émission de lumière et la détection

J'ai lu des articles sur la LED dans Wikipedia , et il est dit que la LED peut être utilisée à la fois pour l'émission de lumière et la détection. Est-il possible d'y parvenir et comment?

led photosensor

— Bibek Ghimire
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Une LED peut agir comme une photodiode, mais pas nécessairement une particulièrement bonne.

— Shamtam

Si je me souviens bien, L Forrest Mimms s'est battu avec Bell dans les années 60 ou 70 au sujet de son idée de cette technique exacte. Je crois qu'il a gagné cette bataille.

— Dwayne Reid

Oui, vous pouvez utiliser une LED pour la détection de la lumière. Essayez ce lien comme point de départ.

— Steve G

Il existe des circuits sans fin pour utiliser une LED à la fois comme émetteur et récepteur. Je commencerais ici avec un simple schéma Arduino ... cela fonctionne assez bien. Vous pouvez ralentir cela en ajoutant de la capacité à travers la LED. Cela peut également être fait en utilisant un réseau de LED ( tableau tactile).

— Jack Creasey

Si vous avez un oscilloscope, il suffit de placer votre sonde sur les bornes de la LED et d'éclairer la LED avec une télécommande. Vous pouvez même lire des codes de cette façon.

— Sredni Vashtar

Réponses:

Essayez ce circuit:

schématique

^{simuler ce circuit - Schéma créé à l'aide de CircuitLab}

Le transistor (non critique, tout NPN à usage général fonctionnera probablement) amplifie le faible photocourant de la LED utilisée comme photodiode. Assurez-vous d'obtenir la bonne polarité sur la LED ou vous endommagerez la LED et le transistor. Connectez un 1K en série avec la LED si vous n'êtes pas sûr (la LED ne doit pas s'allumer!). Quelques centaines de nA de la LED / PD devraient entraîner une baisse de l'entrée (en supposant qu'il n'y ait pas de charge supplémentaire à partir de l'entrée, par exemple un pullup).

La LED produira un courant à partir de longueurs d'onde similaires ou inférieures au spectre d'émission, donc une LED verte répondra à la lumière bleue (ou verte) mais pas à la lumière rouge.

Si vous vouliez une tension analogique pour alimenter un ADC pour mesurer la lumière, vous pouvez utiliser une résistance de haute valeur (par exemple 20M $\Omega$ ) et un tampon suiveur de tension d'amplificateur opérationnel (par exemple, MCP6001 ). La valeur de la résistance peut être supérieure ou inférieure en fonction de la sensibilité souhaitée et de la LED particulière que vous trouvez - les photodiodes commerciales avec des spécifications garanties peuvent être assez bon marché si vous vous lassez de caractériser vous-même les pièces (ou elles peuvent être très chères si vous avez besoin de hautes performances). - par exemple, temps de réponse 300ps, courant d'obscurité 50pA et sensibilité ~ 1A / W)

— Spehro Pefhany
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"La LED produira un courant à partir de longueurs d'onde similaires ou inférieures au spectre d'émission, donc une LED verte répondra à la lumière bleue (ou verte) mais pas à la lumière rouge." La lumière bleue est plus énergique, donc je m'attendrais à ce qu'une led verte réagisse à la lumière verte et rouge . Pourquoi n'est-ce pas le cas?

— someonewithpc

C'est une chose quantique. L'énergie hv ne peut être absorbée / émise que si vous avez un niveau d'énergie hv eV supérieur / inférieur par rapport à votre position actuelle. Si ce nouveau niveau n'est pas présent, présent mais non autorisé pour une transition donnée, ou présent et autorisé mais occupé, vous ne pouvez pas absorber / émettre de rayonnement de cette fréquence (énergie). Pensez à la résonance: certaines structures vibrent à des fréquences très spécifiques. Utilisez la mauvaise fréquence et il n'y aura aucun effet.

— Sredni Vashtar

@someonewithpc parce que la lumière rouge n'est pas assez énergique

— user253751

Peu importe, je viens de remarquer que je manque de le lire.

— someonewithpc

Oui, une LED peut être utilisée comme capteur. Il donne un courant de sortie proportionnel à l'intensité lumineuse, semblable à une cellule solaire. Mais parce que sa superficie est très petite, le courant est également très petit.
Vous pouvez mesurer le photocourant avec un voltmètre numérique . La plupart des compteurs ont une résistance d'entrée de 10 MEGohms, et vous mesurerez le courant à travers cette résistance. Donc, si votre voltmètre affiche "0,1 V", le photocourant est de 10 nA.

Votre RPI d'origine n'a pas de fonction voltmètre. L'Arduino est capable de mesurer la tension analogique, mais il a probablement une résistance interne plus petite qu'un voltmètre standard. Vous pouvez soit utiliser un circuit tampon d'amplificateur opérationnel, soit utiliser un amplificateur de transimpédance d'amplificateur opérationnel qui convertit le courant d'entrée en tension de sortie.

schématique

^{simuler ce circuit - Schéma créé à l'aide de CircuitLab}

Les connexions d'alimentation à l'ampli-op ne sont pas affichées dans Circuit-Lab. Connectez l'alimentation négative à "Vss" et l'alimentation positive à + 3,6V ou à + 5V. Le deuxième circuit est meilleur que le premier. La LED du premier circuit se limite automatiquement à quelque chose de moins que quelques volts, tandis que le deuxième circuit est limité par la tension d'alimentation continue. Notez qu'un amplificateur opérationnel à alimentation unique est requis dont la plage d'entrée en mode commun comprend le rail d'alimentation négatif (Vss dans ce cas) ... tous les amplificateurs opérationnels n'ont pas cette fonction.

— glen_geek
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Oi, à quoi je pensais? Oui, "-" doit être connecté à la sortie.

— glen_geek