紅光LED作為光傳感器使用
普通的紅光LED通常作為發光元件使用,但是,也可以將其作為光傳感器使用。在同一電路中,單個LED甚至還可以同時充當發光元件和光檢測器(參考文獻1、2、3)?;舅悸肥且悦}沖方式驅動LED,導通的時間用于照明,而截止的時間則用于檢測LED所感知到的環境光產生的光伏電流。
圖1,該電路用做夜間照明系統。LED在白天保持關閉,環境光強降低時變亮。
圖1所示電路為一夜間照明設備。LED白天關閉,在環境光強降低時打開。7555 CMOS定時器為一個單穩態觸發器,它在引腳2電壓低于供電電壓三分之一時觸發。R1和R2構成一個分壓器,使LED負極電壓恰好低于觸發電壓。環境光強足夠大時,LED積累幾百毫伏的電壓,該電壓被加到R1/R2連接處電壓上,使引腳2電壓高于三分之一的觸發電平。在該狀態下,7555的引腳3輸出為0V,1N914二極管變為反向偏置,使LED光伏電流能流入觸發器輸入引腳2。
環境光強降到足夠低時,LED電壓下降,引腳2電壓低于觸發電平。于是7555發出一個單次脈沖,1N914變為正向偏置,LED變亮。在R3和C1 電壓升高的末期,單穩態電路復位并將C1放電。然后單穩態電路就可準備好處理下一周期。在此間隔期間,LED會短暫熄滅一會,以便能再次測量環境光強。
圖2,環境光強較大時本電路中LED會緩慢閃爍,在光強下降時LED熄滅。
圖2中的電路作為晝間照明系統使用;LED在光強較大時變亮閃爍,在環境光強較低時熄滅。只要引腳4的復位輸入高于約600mV,7555就可以穩定地工作,通過1N914二極管使LED緩慢閃爍。如果環境光強太低,LED無法在引腳4處產生足夠的電壓,則7555輸出保持在接近0V,從而禁止LED變亮。引腳3輸出為高電平時LED充當發光器件,而引腳3輸出為低電平時LED充當傳感器。
該電路不需要限流電阻。如要使電路正常工作,定時器IC必須為一個CMOS型器件,因為該電路設計輸入電流較低。原型設計中采用了Intersil的ICM7555元件。
參考文獻
1. Myers, Howard, “Stealth-mode LED controls itself,” EDN, May 25, 2006, pg 98.
2. Gadre, Dhananjay V, and Sheetal Vashist, “LED senses and displays ambient-light intensity,” EDN, Nov 9, 2006, pg 125.
3. Dietz, Paul, William Yerazunis, and Darren Leigh, “Very Low-Cost Sensing and Communication Using Bidirectional LEDs,” Mitsubishi Research Laboratories, July 2003.
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