Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

Ask MAKE: LED comme capteur de lumière

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La question de cette semaine vient de Kevin:

J'ai entendu dire que vous pouvez utiliser une LED comme capteur de lumière. Comment?

Les diodes LED sont spécialement conçues pour émettre de la lumière et sont emballées dans des boîtiers translucides. Une photodiode est essentiellement la même chose, mais sensible à une plage de longueurs d'onde plus large. De la très informative page Wikipedia sur le sujet:

Par exemple, une LED verte sera sensible à la lumière bleue et à une lumière verte, mais pas à la lumière jaune ou rouge. De plus, la DEL peut être multiplexée dans un tel circuit, de sorte qu'elle peut être utilisée à la fois pour l'émission de lumière et la détection à des moments différents. Dans Dietz et al., Un schéma de mise en œuvre de ce multiplexage est présenté:

  • Un voyant est connecté à deux broches d'E / S CMOS bidirectionnelles sur un microcontrôleur (ou un microprocesseur avec un bus d'E / S).
  • Pour émettre de la lumière, les deux broches d'E / S sont configurées en mode de sortie et la LED est alimentée en courant dans le sens direct, ce qui entraîne un courant traversant la LED et une émission de lumière.
  • Pour détecter la lumière ambiante:
    • Les broches d’entrée / sortie sont configurées en mode de sortie et la diode est pilotée dans le sens de polarisation inverse, de sorte que la diode bloque le courant et que le condensateur inhérent à la DEL soit chargé.
    • Les broches d'E / S sont définies sur le mode d'entrée CMOS à haute impédance.
    • La diode perd du courant à un taux proportionnel à la lumière incidente, car les photons incidents font bondir les électrons à travers la bande interdite.
    • Le temps nécessaire à ce courant de fuite pour décharger le condensateur inhérent à la DEL est mesuré et est inversement proportionnel à la lumière incidente.

Ne soyez pas intimidé par les termes électroniques ci-dessus, c’est en fait assez simple. Arduino a un exemple sur son site montrant une LED connectée d’une broche numérique à une autre via une résistance de 100 ohms. Une partie du code indique à la DEL de s'allumer et une partie inverse le courant et à l'ancienne broche d'alimentation de lire la fuite actuelle de la diode, qui changera en fonction de la quantité de lumière ambiante dans la pièce.

Voici une courte vidéo montrant une grille de diodes rouges utilisées également comme photodiodes (voir également la photo ci-dessus). Provolot a également essayé avec succès (et le code source). Forest M. Mims III utilise cette technique pour détecter des longueurs d'onde de lumière spécifiques pour la recherche sur le soleil à Hawaii.

Avez-vous travaillé avec des LED comme photodiodes? Partagez votre projet, vidéo ou astuces avec nous dans les commentaires!

Cette semaine, Ask MAKE a été sponsorisé par Jameco Electronics.

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