45,8 тыс подписчиков
Обычный светодиод как фотодатчик
Обычные красные светодиоды используются в качестве излучателей света, но они также могут работать и как фотодатчики. Один светодиод может даже функционировать как излучатель света и как детектор света в одной цепи.
Идея заключается в том, чтобы мигать светодиодом, используя время включения для его зажигания и время выключения для определения фотоэлектрического тока, генерируемого окружающим светом.
В двух представленных здесь схемах продемонстрировано, как один светодиод может функционировать одновременно и как датчик, и как индикатор.
Схема на первом рисунке работает как «ночник» - светодиод остаётся выключенным при нормальном освещении и включается, когда уровень окружающего освещения падает ниже определённого уровня. КМОП-таймер 7555 сконфигурирован для моностабильной работы и активируется, когда напряжение на выводе 2 составляет менее 1/3 от напряжения питания. Резисторы R1 и R2 образуют делитель напряжения, который удерживает катод светодиода чуть ниже напряжения срабатывания. Когда уровень окружающего освещения становится достаточно ярким, светодиод выдаёт несколько сотен милливольт, что увеличивает напряжение на соединении R1/R2 и удерживает вывод 2 выше уровня срабатывания 1/3.
В этом состоянии выходной сигнал вывода 3 7555 будет близок к нулю, а диод 1N4148 смещён в обратном направлении, позволяя фотоэлектрическому току светодиода поступать на вход триггера вывода 2.
Когда уровень внешней освещённости упадёт достаточно низко, напряжение на светодиоде также станет ниже, и вывод 2 окажется ниже уровня срабатывания. Таймер 7555 генерирует импульс, 1N4148 будет смещён и светодиод загорится. По истечении периода, установленного R3 и C1, таймер сбросится, разрядится C1 и устройство готово к следующему циклу. В течение этого времени светодиод ненадолго погаснет, что позволит ему снова детектировать окружающую освещённость.
Схема, показанная на втором рисунке, функционирует как дневное освещение, светодиод мигает при ярком освещении и остаётся выключенным при слабом окружающем освещении. Здесь 7555 сконфигурирован для нестабильной работы и медленно мигает светодиодом через диод 1N4148 до тех пор, пока напряжение на входе сброса 4 удерживается примерно выше 600 мВ. Если окружающая освещённость слишком низкая, светодиод не будет генерировать достаточное напряжение на выводе 4, и выход 7555 останется близким к нулю, что не позволит светодиоду включиться.
Светодиод работает как источник света, когда выходное напряжение на выводе 3 высокое, и как датчик, когда выходное напряжение низкое.
Первую схему можно использовать для указания выключателей освещения, замочных скважин на дверях и т.д. в ночное время.
Вторая схема может быть использована, например в качестве индикатора попадания в цель - светодиод цели загорается бы при попадании на него светом лазерной указки и т.д. Конденсатор C1 может быть увеличен до 10 мкФ чтобы увеличить время горения светодиода.
Обе схемы можно использовать в качестве сенсорных переключателей, прикосновение к светодиоду пальцем изменит состояние выхода 7555.
Таймер должен быть CMOS-типа, поскольку для правильной работы схемы требуются очень низкие входные токи. В прототипах использовались устройства Intersil ICM7555.
2 минуты
3 ноября 2023
1160 читали