Может ли светодиод использоваться как для излучения света, так и для измерения

Я читал о светодиодах в Википедии , и там говорится, что светодиоды можно использовать как для излучения света, так и для измерения. Можно ли этого добиться и как?

Попробуйте эту схему:

^{смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab}

Транзистор (некритический, любой NPN общего назначения, вероятно, будет работать) усиливает слабый фототок от светодиода, используемого в качестве фотодиода. Убедитесь, что вы правильно настроили полярность на светодиоде, иначе вы повредите светодиод и транзистор. Подключите 1K последовательно со светодиодом, если вы не уверены (светодиод не должен гореть!). Пара сотен нА от светодиода / PD должна снизить уровень сигнала на входе (при условии отсутствия дополнительной нагрузки от входа, например, подтягивание).

Светодиод будет генерировать ток с длиной волны, которая равна или меньше спектра излучения, поэтому зеленый светодиод будет реагировать на синий (или зеленый) свет, но не реагирует на красный свет.

Если вы хотите, чтобы аналоговое напряжение подавалось на АЦП для измерения освещенности, вы можете использовать резистор высокого значения (например, 20M).$\Omega$) и буфер контроля напряжения операционного усилителя (например, MCP6001 ). Значение резистора может быть выше или ниже в зависимости от желаемой чувствительности и конкретного светодиода, который вы можете найти - коммерческие фотодиоды с гарантированными характеристиками могут быть довольно дешевыми, если вы устали характеризовать детали самостоятельно (или они могут быть очень дорогими, если вам нужна высокая производительность - например, время отклика 300ps, темновой ток 50pA и чувствительность ~ 1A / W)

Да, светодиод можно использовать в качестве датчика. Он дает выходной ток, пропорциональный интенсивности света, аналогично солнечному элементу. Но поскольку его площадь очень мала, ток тоже очень маленький.
Вы можете измерить фототок с помощью цифрового вольтметра . Большинство измерителей имеют входное сопротивление 10 МОм, и через это сопротивление вы будете измерять ток. Таким образом, если ваш вольтметр отображает «0,1 В», то фототок составляет 10 нА.

Ваш стандартный RPI не имеет функции вольтметра. Arduino способен измерять аналоговое напряжение, но, скорее всего, имеет меньшее внутреннее сопротивление, чем стандартный вольтметр. Вы можете использовать буферную схему операционного усилителя или трансимпедансный усилитель операционного усилителя, который преобразует входной ток в выходное напряжение.

^{смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab}

Подключение питания к операционному усилителю не показано в Circuit-Lab. Подключите отрицательный источник питания к «Vss», а положительный источник питания к + 3,6 В или к + 5 В. Второй контур лучше первого. Светодиод в первой цепи ограничивается до нескольких вольт, тогда как вторая цепь ограничена напряжением питания постоянного тока. Обратите внимание, что требуется операционный усилитель с одним источником питания, чей диапазон синфазного входа включает в себя отрицательную шину питания (в данном случае Vss) ... не каждый операционный усилитель имеет эту функцию.