¿Se puede usar el LED para la emisión y detección de luz?

He leído sobre LED en Wikipedia , y dice que el LED se puede usar tanto para la emisión de luz como para la detección. ¿Es posible lograr esto y cómo?

led photosensor

— Bibek Ghimire
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Un LED puede actuar como un fotodiodo, pero no necesariamente uno particularmente bueno.

— Shamtam

Si recuerdo correctamente, L Forrest Mimms tuvo una pelea patente con Bell en los años 60 o 70 sobre su idea de esta técnica exacta. Creo que ganó esa batalla.

— Dwayne Reid

Sí, puede usar un LED para la detección de luz. Pruebe este enlace como punto de partida.

— Steve G

Hay un sinfín de circuitos para usar un LED como emisor y receptor. Comenzaría aquí con un esquema simple de Arduino ... esto funciona bastante bien. Puede ralentizar esto agregando capacitancia a través del LED. Esto también se puede hacer usando una matriz de LED (matriz sensible al tacto).

— Jack Creasey

Si tiene un osciloscopio, simplemente coloque la sonda en los terminales del LED y brille un poco de luz en el LED con un control remoto. Incluso puedes leer códigos, de esa manera.

— Sredni Vashtar

Respuestas:

Prueba este circuito:

esquemático

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

El transistor (no crítico, cualquier NPN de propósito general probablemente funcionará) amplifica la débil fotocorriente del LED utilizado como fotodiodo. Asegúrese de obtener la polaridad correcta en el LED o dañará el LED y el transistor. Conecte un 1K en serie con el LED si no está seguro (¡el LED no debe encenderse!). Un par de cientos de nA del LED / PD deberían conducir a la entrada baja (suponiendo que no haya carga adicional desde la entrada, por ejemplo, pullup).

El LED producirá una corriente a partir de longitudes de onda que son similares o menores que el espectro de emisión, por lo que un LED verde responderá a la luz azul (o verde) pero no responderá a la luz roja.

Si desea que un voltaje analógico se alimente a un ADC para medir la luz, puede usar una resistencia de alto valor (por ejemplo, 20M $\Omega$ ) y un búfer seguidor de voltaje del amplificador operacional (por ejemplo, MCP6001 ). El valor de la resistencia puede ser mayor o menor dependiendo de la sensibilidad deseada y del LED particular que encuentre: los fotodiodos comerciales con especificaciones garantizadas pueden ser bastante baratos si se cansa de caracterizar las piezas usted mismo (o pueden ser muy costosos si necesita un alto rendimiento) - por ejemplo, tiempo de respuesta de 300ps, corriente oscura de 50pA y sensibilidad ~ 1A / W)

— Spehro Pefhany
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"El LED producirá una corriente a partir de longitudes de onda que son similares o menores que el espectro de emisión, por lo que un LED verde responderá a la luz azul (o verde) pero no responderá a la luz roja". La luz azul es más enérgica, por lo que esperaría que un led verde reaccionara a la luz verde y roja . ¿Por qué este no es el caso?

— someonewithpc

Es una cosa cuántica. La energía hv puede ser absorbida / emitida solo si tiene un nivel de energía hv eV más alto / más bajo desde su posición. Si ese nuevo nivel no está presente, presente pero no permitido para una transición dada, o presente y permitido pero ocupado, no puede absorber / emitir radiación de esa frecuencia (energía). Piense en la resonancia: ciertas estructuras vibran a frecuencias muy específicas. Use la frecuencia incorrecta y no habrá ningún efecto.

— Sredni Vashtar

@someonewithpc porque la luz roja no es lo suficientemente energética

— user253751

No importa, me di cuenta de que extraño leerlo.

— someonewithpc

Sí, se puede usar un LED como sensor. Proporciona una corriente de salida proporcional a la intensidad de la luz, similar a una célula solar. Pero debido a que su área es muy pequeña, la corriente también es muy pequeña.
Puede medir la fotocorriente con un voltímetro digital . La mayoría de los medidores tienen una resistencia de entrada de 10 MEGohms, y usted medirá la corriente a través de esta resistencia. Entonces, si su voltímetro muestra "0.1V", entonces la fotocorriente es 10 nA.

Su stock RPI no tiene función de voltímetro. Arduino puede medir el voltaje analógico, pero es probable que tenga una resistencia interna más pequeña que un voltímetro estándar. Puede usar un circuito de búfer de amplificador operacional o un amplificador de transimpedancia de amplificador operacional que convierte la corriente de entrada en voltaje de salida.

esquemático

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

Las conexiones de suministro al amplificador operacional no se muestran en Circuit-Lab. Conecte el suministro negativo a "Vss", y el suministro positivo a + 3.6V o a + 5V. El segundo circuito es mejor que el primero. El LED en el primer circuito se autolimita a algo menos de unos pocos voltios, mientras que el segundo circuito está limitado por el voltaje de alimentación de CC. Tenga en cuenta que se requiere un amplificador operacional de suministro único cuyo rango de entrada de modo común incluye el riel de suministro negativo (Vss en este caso) ... no todos los amplificadores operacionales tienen esta característica.

— glen_geek
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Oi, ¿en qué estaba pensando? Sí, "-" debe estar conectado a la salida.

— glen_geek