Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

Pergunte MAKE: LED como sensor de luz

Ask MAKE é uma coluna semanal onde respondemos perguntas do leitor, como as suas. Escreva-os para [email protected] ou envie-nos uma linha no Twitter. Nós não podemos esperar para resolver seus enigmas!

A pergunta desta semana vem de Kevin:

Ouvi dizer que você pode usar um LED como um sensor de luz. Como?

LEDs são diodos sintonizados especificamente para emitir luz e embalados em gabinetes translúcidos. Um fotodiodo é essencialmente a mesma coisa, mas sensível a uma ampla gama de comprimentos de onda de luz. Da muito informativa página da Wikipedia sobre o assunto:

Por exemplo, um LED verde será sensível à luz azul e a alguma luz verde, mas não à luz amarela ou vermelha. Além disso, o LED pode ser multiplexado em tal circuito, de modo que possa ser usado tanto para emissão quanto para detecção de luz em momentos diferentes. Em Dietz et al., Um esquema para implementar este multiplexing é apresentado:

  • Um LED é conectado a dois pinos de E / S CMOS bidirecionais em um microcontrolador (ou um microprocessador com um barramento de E / S).
  • Para emitir luz, ambos os pinos de I / O são ajustados para o modo de saída, e o LED é acionado com corrente na direção direta, resultando em corrente através do LED e emissão de luz.
  • Para detectar a luz ambiente:
    • Os pinos de E / S são configurados para o modo de saída e o diodo é acionado na direção de polarização reversa, de tal forma que o diodo inibe a corrente e o capacitor inerente do LED é carregado.
    • Os pinos de I / O são configurados para o modo de entrada CMOS de alta impedância.
    • O diodo vaza corrente a uma taxa proporcional à luz incidente, à medida que os fótons incidentes fazem com que os elétrons saltem através do intervalo da banda.
    • O tempo que leva para esta corrente de fuga descarregar o capacitor inerente do LED é medido e é inversamente proporcional à luz incidente.

Não se deixe intimidar pelos termos eletrônicos acima, é realmente muito simples. O Arduino tem um exemplo em seu site mostrando um LED conectado a partir de um pino digital para outro através de um resistor de 100 ohm. Parte do código diz ao LED para acender, e parte dele inverte a corrente e diz ao antigo pino de energia para ler o vazamento de corrente do diodo, que mudará em relação à quantidade de luz ambiente na sala.

Aqui está um pequeno vídeo mostrando uma grade de LEDs vermelhos sendo usados ​​também como fotodiodos (também foto acima). O Provolot também testou com sucesso (e código-fonte). Forest M. Mims III usa essa técnica para detectar comprimentos de onda específicos de luz para pesquisas solares no Havaí.

Você já trabalhou com LEDs como fotodiodos? Compartilhe seu projeto, vídeo ou dicas conosco nos comentários!

A Ask MAKE desta semana foi patrocinada pela Jameco Electronics.

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