¿Puedo crear una matriz multiplexada de fotodiodos IR?

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Me gustaría usar un Arduino para leer un gran número de fotodiodos IR. He visto esta pregunta: ¿Cómo utilizar SFH235 IR Photodiode Correctly? y me gustaría usar una técnica similar al circuito de la izquierda:

Sinembargo,nosoloestoytratandodeleerunfotodiodo.Tengoungrannúmerodefotodiodosdispuestosenunacuadrícula.Megustaríapoderleerdesdeestacuadrículaconelesquemadecableadomássimpleposible.PenséquepodríaserposibleusarunesquemasimilaralqueseusaamenudoparalasredesdeLED:

D1,2,3representanpinesdigitales.Yooperaríaestoestableciendo,porejemplo.D1asalidaBAJA,ylasotrasdosaaltaimpedancia.Miesperanzaesqueestoesencialmente"deshabilita" la segunda y tercera columna de fotodiodos (ya que sus ánodos están efectivamente desconectados), y podría usar los ADC para leer solo la primera columna. Luego cambiaría los pines digitales para activar la segunda columna, luego la tercera, etc.

¿Funcionará esto? Originalmente me preocupaba que el estado de alta impedancia del Arduino fuera demasiado permeable, pero este enlace sugiere que es equivalente a una resistencia de 100 Mohm.

Aparte: soy un aficionado, realmente no entiendo bien el comportamiento de los fotodiodos, por lo que me resulta difícil razonar sobre situaciones como esta. También tuve problemas para encontrar modelos SPICE para fotodiodos, así que realmente no pude simular esta configuración. ¿Alguien tiene punteros a recursos introductorios accesibles para fotodiodos o modelos SPICE?

    
pregunta Ord

2 respuestas

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La estructura básica de multiplexación se veía superficialmente bien. Sin embargo, los comentarios de Kevin señalaron que, como se señaló, no funciona bien. Cuando están sujetos a la luz, los fotodiodos tienen una corriente definida en todos los voltajes, polarizados hacia delante o hacia atrás, por lo que no se pueden conectar directamente como una matriz de diodos "apropiados" como lo serían los LED.

Puede salvar el concepto de matriz agregando un único diodo de pequeña señal en serie con cada fotodiodo, un diodo 'apropiado' como el 1N4148, para conducir la fotoactiva hasta la línea D de multiplexación. La caída de voltaje en este diodo es de poca importancia para la precisión, ya que la corriente fotoeléctrica desarrolla un voltaje en la resistencia de 1 M, esto es lo que está midiendo con el ADC. La caída del diodo cambia la polarización inversa en el fotodiodo, por lo que una dispersión de estos aumentará ligeramente la falta de coincidencia entre los diodos. Sin embargo, el uso de polarización inversa variable y los ADC internos de Arduino me indican que la precisión no es el punto de especificación más importante con el que se está trabajando.

Para multiplexar las filas, tome cada salida D 'off' a 5v. Esto invertirá la polarización de todos los diodos de silicio y aislará los fotodiodos.

No te olvides de programar las entradas de ADC para un swing de 5v, y realiza una lectura adicional para limpiar la tubería después de cambiar las filas.

Sin embargo, el rango de mejor sensibilidad a la luz será algo limitado. Con las resistencias de polarización fijas de 1M, la mejor sensibilidad será de alrededor de 2.5v y 2.5uA. Se leerá de la oscuridad a la luz del sol, pero la resolución en los extremos del rango se comprimirá.

Podría usar pines Dout adicionales para cambiar las resistencias de valores más altos / bajos en la polarización para cambiar el rango más sensible a otros niveles de luz. Sólo un pensamiento.

    
respondido por el Neil_UK
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No, eso no funcionará.

¿Cómo deshabilitas los fotodiodos que no quieres detectar?

Solo puede reenviarlos en ese caso, en cuyo caso conducen y afectan la salida del diodo que desea detectar, o los invierte en polarización y la fotocorriente de todos los diodos se suma.

Para usar un fotodiodo para detectar la luz, es necesario invertir la polarización y detectar el flujo de la corriente. Todos los diodos conectados a una entrada ADC particular agregarán su propia contribución actual.

Debe usar una entrada analógica separada para el microcontrolador o puede ampliar el número de entradas con un multiplexor externo, como un 74HC4051.

    
respondido por el Kevin White

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