¿Puede un fotodiodo distinguir entre luz diurna y LED blanco / azul?

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Estoy trabajando con un fotodiodo que se supone que detecta una cantidad muy pequeña de luz LED (la luz será programada por un asistente 85). Usando diferentes tipos de lentes logré amplificar la cantidad de luz que caerá en el fotodiodo. Haciendo uso de amplificadores operacionales, pude llevar el detector de fotos para activar una acción (arrancar un servomotor) ya que la pequeña cantidad de luz caía sobre él.

R1:10M;Opamp:LM358;fotodiodo:VTB8440BH;Elconsumodeenergíadebeserlomínimoposible.

Ahoratengoelproblema,yaqueesteexperimentosolofuncionaenentornososcuros.Dadoqueelfotodiodosehavueltomuysensibleconelamplificadoroperacional,elfotodiododetectainclusounapequeñacantidaddeluzdiurna.ElfotodiodoqueutilizoesVTB8440BH(HojadedatosFotodiodo enlace .) Según la hoja de datos, su sensibilidad alcanza un máximo de 500 nm. Dado que la fuente de luz es un LED blanco / azul (aproximadamente 450nm), he seleccionado este fotodiodo. Sin embargo, ahora aprendí que incluso la longitud de onda de la luz del día se asienta entre 350 y 700 nm. Por lo tanto, experimento el problema, como se mencionó anteriormente, de que el fotodiodo no puede diferir entre las dos luces. Soy consciente de que para evitar este problema debería / podría usar una fuente de luz infrarroja. También aprendí que podría usar un filtro para evitar la luz del día, sin embargo, en mi caso, dudo (no estoy seguro) de que solo la luz del día se pueda deseleccionar filtrando la luz led. Sin embargo quiero hacerlo con un LED. ¿Existe la posibilidad de evitar la luz del día y detectar un led blanco / azul?

Ya he considerado discusiones interesantes, sin embargo, no pude extraer la información requerida para resolver mi problema.   cómo hacer que un sistema responda a IR láser? Obstáculo de IR del hombre pobre el sensor tiene sentido (mejora) de la señal a la luz del día

    
pregunta Sathees

4 respuestas

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La respuesta espectral máxima de su fotodiodo es en realidad de unos 580 nm. Así que deshágase del LED azul / blanco y vaya con un LED de color verde ultraalto de color amarillo-verde. Luego, obtenga un filtro de banda estrecha en aproximadamente la longitud de onda de su LED. Thorlabs, por ejemplo, tiene una buena selección por no demasiado dinero enlace . No se preocupe demasiado por la combinación perfecta de su filtro y LED, los LED generalmente tienen un espectro bastante amplio (10's de nm). El uso de un filtro de banda estrecha será fundamental para deshacerse de la luz solar no deseada.

Una vez que hayas hecho eso, obtén un mejor amplificador operacional. Si lo intentas barato, incluso algo como un TL081 será mejor que un LM358. Tendrá que usar una fuente dividida, algo como +/- 12 o +/- 15 voltios. Superalo. De todos modos, necesita un suministro dividido para sesgar su fotodiodo. Si realmente no le gusta proporcionar un voltaje de suministro más alto, y el LF356 funcionará bien a +/- 5 voltios. También tenga en cuenta que probablemente debería colocar un pequeño condensador a través de su resistencia de retroalimentación para lograr estabilidad.

Esto puede o no solucionar su problema; ayudará, pero puede que no sea suficiente. Hay dos formas de solucionar esto. El primero es obtener un segundo fotodiodo y usar un filtro diferente en la entrada, con (digamos) una diferencia de 100 nm en la longitud de onda del filtro. Solo como ejemplo, digamos que utiliza un filtro de 580 nm y 680 nm. Ambos recibirán aproximadamente la misma cantidad de energía de la luz solar, pero solo el 580 obtendrá la energía del LED. Por lo tanto, detectaría un retorno solo si a) el nivel de la señal 580 es lo suficientemente alto, yb) la señal 680 es claramente más baja, como menos de 1/3 de la señal 580.

Si esto no funciona, necesitarías modular tu LED y buscar la frecuencia correcta en el retorno de 580. El enfoque más simple (y menos efectivo) es simplemente poner un filtro de paso de banda en la señal 580, por lo que solo la variación del LED se realiza. Para casos más difíciles, necesita un demodulador síncrono, que suena aterrador, pero puede ser tan simple como un amplificador operacional y un FET. Consulte enlace , figura 4. Esto también se conoce como amplificador de bloqueo. Si estás dispuesto a aprender a usar uno, puedes hacer cosas asombrosas sacando una señal del ruido y el fondo.

    
respondido por el WhatRoughBeast
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Podría modular su LED conduciéndolo a una frecuencia particular (20kHz, por ejemplo).
Luego, en lugar de buscar simplemente una señal de encendido / apagado de su fotodiodo, busque esa frecuencia en particular.

    
respondido por el brhans
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Como la fuente de luz (LED blanco / azul) tiene el espectro de emisión conocido, puede indicar qué longitudes de onda no presentan allí. Así que aquí está la idea: TWO fotodiodos. Uno es detectar la longitud de onda "deseada", y uno es detectar la longitud de onda "no deseada" (la que se presenta en la luz del día, pero no en el LED). Un poco de lógica, y usted es capaz de distinguir entre los dos.

Actualizar :
Lo mejoraré con una explicación más formal:

Supongamos que tenemos un LED que emite longitudes de onda en un rango (o conjunto) \ $ L \ $. La luz del sol está emitiendo en el rango / conjunto \ $ S \ $. Podemos asumir con seguridad que \ $ L \ subconjunto S \ $. Por lo tanto, tener el fotodiodo \ $ P_1 \ $, sensible tanto a \ $ L \ $ y \ $ S \ $, y tener un fotodiodo \ $ P_2 \ $ sensible a un conjunto \ $ D \ $, que es \ $ D \ subconjunto S \ setminus L \ $ (es decir, el espectro que forma parte de la luz solar pero no del LED), nos permitirá sacar estas conclusiones: $$ Luz solar \ _detected = P_2 $$ $$ LED \ _detected = P_1 \ wedge \ lnot P_2 $$
Por supuesto, esta lógica no podrá detectar el caso de que el LED esté encendido y la luz solar en conjunto, ya que la luz solar derrotará al LED.

    
respondido por el Eugene Sh.
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Lo que hice en el pasado para resolver este problema exacto fue esencialmente usar un tipo de guía de onda. No era lujoso, solo una cubierta alrededor del LED y una cubierta alrededor del receptor para que solo la luz que era muy direccional pudiera llegar al receptor y, por lo tanto, solo la luz producida por mi LED fue recibida lo suficientemente fuerte como para que importara. También utilicé LEDs infrarrojos. Trabajaron bien hasta 20 pulgadas de distancia. Creo que también modulé el LED, pero no puedo recordar qué frecuencia usé.

    
respondido por el JonS

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