Як використовувати світлодіоди в якості датчика світла
Світлодіод - це пристрій, який випромінює світло. Як же датчика світла зазвичай використовують фотодіод або фототранзистор. Але, виявляється, і світлодіод можна використовувати для визначення наявності світлового потоку. В даному матеріалі буде розказано, як це зробити.
Сьогодні кремнієві фотодіоди широко доступні і недорогі. Так навіщо ж використовувати світлодіоди в якості датчиків світла? Незважаючи на ці позитивні якості фотодіодів, у світлодіодів також є свої переваги.
По-перше, світлодіоди можуть виявити вузьку смугу довжин хвиль, тому їх можна назвати спектрально селективними фотодіодами. Звичайний кремнієвий фотодіод має дуже широкий спектральний відгук і вимагає дорогого фільтра для виявлення певної довжини хвилі. По-друге, чутливість більшості світлодіодів є дуже стабільною протягом довгого часу. По-третє, світлодіоди можуть як випромінювати, так і виявляти світло, тому в кінці оптичної лінії передачі даних потрібен лише один світлодіод, а не два (приймач і передавач). І, по-четверте, світлодіоди є ще більш недорогими і широко доступними, ніж фотодіоди. Але все-таки у світлодіодів є свої недоліки. Вони не настільки чутливі до світла, як більшість кремнієвих фотодіодів. Також світлодіоди чутливі до температури. Це може створити проблему для датчиків, що застосовуються на відкритому повітрі. Але, незважаючи на це, світлодіоди цілком згодяться в якості датчиків світла.
Отже, ви можете замінити стандартний кремнієвий фотодіод светодиодом в більшості схем. Тільки переконайтеся, що дотримуєтеся полярність. Крім того, пам'ятайте, що світлодіод не так чутливий як більшість стандартних фотодіодів, і він буде працювати на значно більш вузькій смузі довжин хвиль світла. Для досягнення найкращих результатів використовуйте світлодіоди, інкапсульовані в прозору епоксидну смолу. При цьому обов'язково проведіть з ними кілька експериментів. Це допоможе вам зрозуміти, наскільки кут виявлення світлодіода, використовуваного в якості датчика світла, збігається з кутом випромінювання при використанні його як джерело світла.
Використовуйте стандартні з'єднувачі для підключення світлодіодів до оптоволокну або здійсните контакт, як показано на малюнку нижче, вставивши оптоволокно в пророблене в корпусі світлодіода отвір.
Для червоного або інфрачервоного світлодіода перевірте струм, підключивши його висновки до мультиметру. Направте цей світлодіод в сторону сонця або яскравого світла лампи розжарювання, і вимірювальний прилад покаже струм.
Ви можете також живити один світлодіод від іншого. Для цього з'єднаєте анод з анодом і катод з катодом двох над'яскравих червоних світлодіодів, один з яких помістіть в щільну ізолюючу трубку. На другий же направте світловий потік ліхтарика або іншого светоизлучающего пристрою. При цьому ви побачите, що другий світлодіод в трубці теж почне трохи світитися.
Світлодіоди мають значно меншу світлочутливу поверхню, ніж більшість кремнієвих фотодіодів, тому для них, швидше за все, буде потрібно посилення. Для цієї мети цілком підійдуть недорогі операційні підсилювачі. На малюнку нижче показана схема, яку можна застосовувати для перетворення фотоструму світлодіода в пропорційне напруга.
Тут операційний підсилювач з однополярним живленням LT1006 компанії Linear Technology забезпечує вихідна напруга, яке майже ідеально лінійно по відношенню до інтенсивності падаючого світла. Посилення дорівнює опору резистора зворотного зв'язку (R1). Так, якщо R1 одно 1000000 Ом, то коефіцієнт посилення контуру складає 1000000. Конденсатор С1 запобігає коливання.
Таким чином, світлодіоди цілком можна використовувати в якості датчиків світла, і в деяких додатках завдяки своїй селективності і чутливості вони будуть більш корисні, ніж фотодіоди.