Conexión de fotodiodo a ADC

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Estoy diseñando un producto donde se utiliza un sensor de luz ambiental para ajustar el brillo de la pantalla LCD.

Se implementa el siguiente circuito para leer el sensor de luz. El pin LIGHT_SENSE está conectado directamente a una entrada ADC de una MCU.

Mástardeelegíel SFH-203-P fotodiodo, que está conectado directamente a los pines 5 y amp; 6 del conector anterior.

Lamentablemente, este diodo combinado con este circuito no funciona bien. Todo el circuito es extremadamente insensible a la luz. Se necesita una luminancia muy alta para producir cualquier lectura en el ADC, mucho mayor que la luz típica de la habitación.

Peor aún, los PCB ya se han fabricado en grandes cantidades, por lo que no es posible un cambio en los PCB. Estoy atascado con solo cambiar componentes.

Intenté cambiar R644. Descubrí que a 5,6 M ohmios, el circuito se comporta exactamente como es necesario y estoy a punto de proponer este cambio.

Sin embargo, no confío en utilizar un resistor de tan alto valor para este propósito. Me temo que una impedancia tan grande puede causar problemas que no puedo ver ahora, como el ruido, la inestabilidad del circuito, etc.

¿Es seguro utilizar un valor tan grande para la polarización del fotodiodo? ¿Qué problemas pueden surgir de tal cambio?

    
pregunta user3634713

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Supongo que sería redundante sugerir que deberías haber integrado esta parte del circuito si no pudieras predecir la corriente a partir de las especificaciones de PD. Es un fotodiodo PIN muy rápido y relativamente pequeño.

Le sugiero que reemplace el fotodiodo con uno mucho más grande o con un fototransistor. Hay fototransistores disponibles en un paquete de dos derivaciones.

El uso de un resistor de valor tan alto puede causar problemas con fugas y otros factores (a menudo hay una carga muy significativa en función de la velocidad de lectura de los ADC de MCU típicos), por lo que debería estudiar la hoja de datos para cualquier MCU que esté usando y tal vez hacer algunas pruebas.

    
respondido por el Spehro Pefhany
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Un examen muy rápido de la hoja de datos muestra:

  

Fotocorriente (EV = 1000 lx, Luz Estándar A, VR = 5 V)   (typ (min))   IP 9.5 (≥ 5) µA

Entonces, a 1000 lux (un nivel interior muy brillante), obtendrás de 5 a 10 uA de corriente.

Luego, el voltaje a través de R644 será (por supuesto) aproximadamente de 0.05 a 0.1 voltios bajo el equivalente a la iluminación de un estudio de TV. Para la iluminación normal de la oficina más como 0.015 a 0.025 voltios. Golpee la resistencia hasta 1 M y el voltaje probablemente será de 1 a 3 voltios.

En su caso, se necesitan 5.6 M para obtener lo que desea, lo que sugiere que el nivel de iluminación es incluso inferior al de "iluminación de oficina normal". Esto tiene más sentido ya que estás ajustando una luz de fondo de LCD.

No esperaría ningún problema real con el uso de una resistencia más grande, excepto las que Spehro ya ha sugerido. Si la fábrica y el ensamblaje de su PCB están haciendo su trabajo correctamente, las placas se limpian de flujo después de la soldadura. Estás utilizando una tienda de buena reputación, ¿verdad? ¿No es necesariamente el más barato que puedes encontrar? Esto debe hacerse cargo de las fugas. 5.6 M no es una resistencia tan grande en el esquema normal de las cosas. El ruido no debería ser un problema, especialmente con R641 / C611 en su lugar. Es posible que desee consultar la hoja de datos del C611 y ver la fuga esperada allí.

    
respondido por el WhatRoughBeast

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