Mengukur level cahaya dengan fotodioda dan ADC

9

Saya mencoba menggunakan fotodioda untuk mengukur tingkat cahaya melalui ADC pada ATMega168. Saya membuat kode mikrokontroler bekerja dengan baik (mengukur nilai pada pin dan melaporkannya sebagai kecerahan yang dipimpin) tetapi saya mengalami kesulitan mendapatkan fotodioda untuk melaporkan tegangan yang bergantung pada level cahaya.

Saya melihat bahwa saya dapat melakukan ini dengan op amp (di sini ) tetapi saya ingin dapat melakukan ini tanpa op amp jika memungkinkan. Saya memiliki sumber 5 volt dan saya ingin membuat fotodioda memuntahkan nilai antara 0 dan 5 volt. Apakah ada rangkaian licik yang dapat saya gunakan untuk tujuan ini yang tidak memerlukan amplifier? Saya mengajukan pertanyaan ini karena saya ingin tahu cara menggunakan fotodioda untuk tujuan ini (saya tidak ingin menggunakan LDR). Terima kasih!

sunting

Oh ya, ini datasheet untuk fotodioda yang saya gunakan.

sensor adc light photodiode wcmartin
sumber

Jawaban:

14

Penting pemberitahuan ini adalah dioda IR: Daylight blocking filter matched with 870 nm to 950 nm emitters. Fotodioda IR biasanya memiliki paket hitam buram, sedangkan fotodioda cahaya tampak dalam paket yang jelas. Anda bisa mencari fotodioda (fototransistor bahkan lebih sensitif) dengan kurva sensitivitas mata. Saya ingat pernah menggunakan SFH3410 dari Osram di sini.

Maka kabar baiknya: fotodioda atau fototransistor bertindak sebagai sumber arus, sehingga resistor seri cukup untuk mengubah arus menjadi tegangan. Dalam lembar data Anda, grafik gambar 3 adalah yang Anda butuhkan. Arus balik bervariasi antara 1uA dan 100 A. Sebuah resistor seri 10k mengubahnya menjadi 10mV - 1V. Anda dapat meningkatkan ini untuk mendapatkan tegangan yang lebih tinggi, Anda harus bereksperimen dengan level cahaya dan nilai resistor untuk mencapai kisaran penuh 5V. Juga perlu diingat bahwa impedansi input ADC sejajar dengan resistor pengukuran, mengurangi sensitivitas. μ

Grafik di bawah ini berasal dari lembar data SFH3410. Jika Anda ingat bahwa Anda membutuhkan minimal 0,5V (grafik kanan), Anda akan dibatasi untuk output 4,5V dari catu daya 5V. VCE

teks alternatif

Bacaan lebih lanjut:
Catatan aplikasi SFH3410

stevenvh
sumber
1
Ini adalah mode fotokonduktif. Dapat juga menggunakan fotovoltaik, pada dasarnya rangkaian terbuka, yang dijelaskan oleh tautan OP. Fotokonduktif lebih cepat karena bias ke depan yang relatif besar 'menyapu' pembawa yang disuntikkan, tetapi juga lebih berisik.
tyblu
Saya tidak begitu yakin ini akan berhasil .. Fotodioda ini sangat sensitif namun jika Anda memiliki 100uA, Anda memiliki banyak cahaya. Bagaimana dengan kisaran nA, maka akan sulit untuk mengukur apa pun.
Frank
@ Jujur - Saya menggunakan SFH3410 untuk pengukuran cahaya dalam ruangan. 10 lux sudah merupakan ruangan yang sangat redup, 1000 lux adalah ruangan yang sangat terang. (Cahaya bulan: 1 lux; sinar matahari langsung pada hari musim panas yang cerah: 100 000 lux.) Untuk rentang nA Anda tidak hanya akan mengukur sedikit, tetapi juga melihat sangat sedikit :-)
stevenvh
@ Frank - BTW, saya menggunakan sensor untuk sistem kontrol PID cahaya konstan, yang kebetulan bekerja dengan sempurna pada rentang 5 hingga 1000 lux yang diperlukan oleh manajemen produk.
stevenvh