¿Cuáles son los parámetros relevantes para un sensor de luz LED retroceso parcial?

Question

Después de este appnote (PDF) sobre el uso de fotodiodos, que me estoy conectando un LED IR como un sensor de luz y emisor, configurado de esta forma:

Para emitir luz, me tire PIN1 alta y PIN2 bajo; R2 sirve como una limitación de la corriente de la resistencia. Para detectar la luz, me tire PIN2 alta y conectar PIN1 a un ADC; U$1 y R1 forma un divisor de tensión, y la tensión en PIN1 es proporcional a la cantidad de luz.

Lo que me interesa es el mejor valor por R1 y su relación con el voltaje de salida y el tiempo de respuesta. El appnote da una fórmula para calcular el tiempo de respuesta, pero deja a los términos indefinidos. El valor actual de 20M se basa en la experimentación con un área de diseño; a este valor se le da resultados razonables entre 0 y 0.15 voltios para la luz reflejada desde otro idéntico LED, y un poco más de 5V si me apunte el emisor LED directamente en el detector.

Me gustaría aumentar la sensibilidad a niveles bajos de luz, pero no sé cómo puedo hacerlo de forma segura sin sacrificar el tiempo de respuesta. Mi componente de destino no es el mismo que yo estaba usando en el tablero, ya sea, y no sé qué parámetros del LED afectar el voltaje de salida. En pocas palabras:

• ¿Cómo puedo determinar el tiempo de respuesta de este circuito en su detección configuración?
• ¿Cómo puedo determinar qué nivel de voltaje que se puede esperar en el PIN1 con un determinado valor de R1 y un determinado nivel de luz?

Answer 1

No hay buenas respuestas a estas preguntas debido a que los LEDs están destinados para la emisión de luz, y como tales, los parámetros que necesita para responder a sus preguntas no son especificados.

Un LED de polarización inversa como un sensor de luz es una fuente de corriente proporcional al nivel de luz. Siendo una fuente de corriente, se han de muy alta impedancia (una perfecta fuente de corriente tiene una infinidad de impedancia). El tiempo de respuesta es proporcional a la resistencia del nodo veces la capacitancia. Desde la capacitancia parásita, es difícil de adivinar, y dependerá mucho sobre el particular LED y en el diseño. La resistencia es la deliberada de la resistencia R1 en paralelo con cualquier resistencia a la estanqueidad y la resistencia de los LED de ser un imperfecto de la fuente de corriente. Otros, a continuación, R1, estos son, de nuevo, difícil de adivinar. 20 MΩ es tan alta que la fuga puede ser un factor importante. Incluso la suciedad en la junta directiva y de la humedad ambiental de los asuntos en que la impedancia.

En cuanto a cómo determinar el voltaje, que de nuevo debe ser hecho de forma experimental. A menos que usted tenga una inusual LED que está pensado también para funcionar a la inversa, no vas a obtener una especificación. Prueba un par y dejar un montón de espacio para el dispositivo de variación.

Me gustaría utilizar una resistencia considerablemente menores con algunos de amplificación. La menor resistencia a disminuir el tiempo de respuesta y hacer las cosas más predecible haciendo que la resistencia de escape bastante pequeño en comparación a no importa. Actualmente recibe salidas de 150 mV a 5 V con 20 MΩ. Con 2 MΩ lugar, los voltajes será de 15 mV 500 mV, que es todavía lo suficientemente grande como para un montón de opamps para amplificar de forma fiable y debe ser lo suficientemente baja como para hacer que la fuga de ignorable. Todavía puede ser demasiado lento, en cuyo caso se puede utilizar una menor resistencia aún con la mejor de amplificación.

Otro punto es que si su oferta es lo suficientemente grande como para obtener 5V R1, entonces usted puede aplicar demasiada tensión inversa a la de LED en condiciones de poca luz. Compruebe que el LED de la hoja de datos (esto por lo general se especifica) y asegúrese de no exceder el voltaje inverso límite. Una menor resistencia que le permitirá usar el menor inversa de la tensión de polarización.