Uso del fotodiodo para medir el inicio de la actualización de la pantalla

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Fondo: Actualmente tengo una placa de desarrollo de microcontrolador ATmega AVR y espero usarla para medir el momento en que una pantalla cambia de negro a blanco para determinar el momento en que se produjo una actualización de la pantalla. Con la esperanza de determinar con precisión cuándo alguien ve algo para la investigación de EEG. Mi ideal es colocar la placa de desarrollo y la placa de pruebas en la parte posterior de un monitor de computadora y simplemente tener un fotodiodo conectado a la esquina de la pantalla mediante cables. Compré un montón de fotodiodos planos de vista lateral OP950 ( enlace ) para colocarlos planos contra la pantalla.

Pregunta: Mi pregunta es ¿cómo uso correctamente este fotodiodo? Leí la hoja de especificaciones adelante y atrás e investigué cómo usarlas, pero siento que me estoy perdiendo algún aspecto crucial para darle sentido a todo.

De lo que he leído hasta ahora:

  1. Quiero que se revierta sesgado por velocidad.
  2. Necesito determinar la resistencia en función de su corriente de luz inversa.
  3. Es posible que necesite un OP AMP para aumentar la señal (aunque realmente solo quiero una respuesta binaria de luz contra luz)

Sé que esta es una pregunta bastante general, pero después de mirar libros, aprender sobre semiconductores y fotodiodos a un nivel micro todavía no sé qué es exactamente lo que estoy viendo con la hoja de especificaciones.

En mi intento de resolver esto solo, he encontrado esto:

  1. La hoja de especificaciones enumera 60V como el voltaje de ruptura inverso, del cual quiero mantenerme alejado ya que podría dañar el diodo.
  2. La hoja de especificaciones muestra la corriente oscura inversa como 60 nA Máx., que es la corriente que siempre tiene cuando está conectado debido a una fuga.
  3. La hoja de especificaciones muestra la corriente de luz inversa como 8μA-18μA, que es el rango de corriente que se crea al iluminar la luz en el fotodiodo cuando se proporciona una tensión inversa de 5V.
  4. La resistencia debe estar entre el pin de 5V en el arduino y el pin negativo en el fotodiodo.
  5. El resistor debe tener en cuenta la corriente de luz inversa y la fuente de alimentación de 5V.

Supongo que muchas de mis suposiciones son incorrectas, y que investigar las preguntas similares de otros fue demasiado divergente para entender la hoja de especificaciones de mi componente. Además, incluiría un diagrama, pero no estoy muy seguro de cómo se vería y preferiría pensar esto con mejor información de cualquiera que pueda ayudar.

¡Gracias de antemano por el apoyo de cualquiera!

    
pregunta imnotanelectricalengineer

1 respuesta

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Probablemente pienses que tu circuito debería tener este aspecto

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

y en última instancia, esto puede ser posible.

Por ahora tu circuito debería tener este aspecto

simular este circuito

En principio, esto debería proporcionarle un cambio de voltaje de aproximadamente 1.6 a 3.6 voltios, y responder dentro de 2.5 usec. En ambos casos, la tensión desarrollada por la corriente oscura ascenderá a unos 12 mV. PERO

"3. Puede que necesite un OP AMP para aumentar la señal (aunque realmente solo quiero una respuesta binaria de luz contra luz)" Bueno, debe definir qué "no luz vs luz "significa. Es como decir que quieres una respuesta binaria al sonido, alto o no. ¿Qué constituye suficiente brillo, y qué no? Una vez que obtenga algo de experiencia con su pantalla, podrá decidir eso, pero por ahora simplemente no sabe lo suficiente como para tomar las decisiones necesarias.

Ahora, acerca de tus ideas:

1.La hoja de especificaciones enumera 60V como el voltaje de ruptura inverso, del cual quiero mantenerme alejado ya que podría dañar el diodo.

Cualquier circuito hará eso.

2. La hoja de especificaciones muestra la corriente oscura inversa como 60nA Máx, que es la corriente que siempre tiene cuando está conectada debido a una fuga.

Pero tenga en cuenta que esta fuga ocurre cuando el diodo tiene 30 voltios a través de él. La corriente de fuga será menor a voltajes más bajos.

3. La hoja de especificaciones muestra la corriente de luz inversa como 8μA-18μA, que es el rango de corriente que se crea al iluminar la luz en el fotodiodo cuando se proporciona una tensión inversa de 5V.

Sí, pero solo cuando está expuesto a un nivel de potencia lumínica de 1 mw / cm2. ¿Cuánta luz emite tu pantalla? Hasta que sepa eso, realmente no tiene forma de saber qué hará el diodo.

4.La resistencia debe estar entre el pin de 5 V en el arduino y el pin negativo en el fotodiodo.

En cualquier circuito, el fotodiodo tiene polarización inversa, por lo que el cable negativo (el cátodo) tiene un enlace positivo.

5. La resistencia debe tener en cuenta la corriente de luz de retroceso y la fuente de alimentación de 5V.

Mientras no se aplique el límite de 60 voltios, la corriente a través del diodo será bastante independiente de la tensión. No perfectamente, pero muy cerca.

Hay otro problema con el que no has tratado: la velocidad. ¿Qué tan rápido necesita una respuesta? Como mencioné, el circuito del amplificador operacional responderá en 2 o 3 microsegundos. ¿Es eso lo suficientemente rápido?

El uso del segundo circuito te permitirá jugar con la resistencia de realimentación para saber cuánto necesitas a los niveles de luz que realmente te encuentras. Si se opone a suministros de 15 voltios, puede utilizar +/- 5 voltios siempre y cuando use un amplificador operacional como el TLC2272, que puede manejar esos voltajes. De hecho, siempre que use un amplificador operacional riel a riel, puede conectar el amplificador operacional - suministro a tierra y usar solo un solo suministro de +5. Aún desea que el suministro de -5 voltios sesgue el fotodiodo.

    
respondido por el WhatRoughBeast

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