如何使用 LED 作为光传感器

    LED作为光电转换元件
    局部放电等效电路

    首先，右图显示了硅光电二极管的等效电路。同样，具有 PN 结的 LED 的基本行为被认为是相同的。当光进入 PN 结时，流过与光量成正比的光电流Il。Id是二极管电流，Cj是结电容（随反向偏置电压变化），Rsh是并联电阻（很大），Rs是串联电阻（很小）。常用于负载短路或接近短路的电流模式。各项目的关系式等具体内容，请参阅滨松光电网站上的光电二极管技术资料。

    测量和驱动 LED 输出
    驱动电路
    由于 LED 的正向电压高于硅，端电压也应该更高。当我通过点亮红色高亮度 LED 来测量释放电压时，它约为 1.2V。它的价值是硅的两倍多。因此，为了测量LED的输出，我们将尝试在电压模式下使用它。从等效电路可以看出，输出电压相对于光量呈对数特性，受温度影响较大（故未采用）。
    所以，我将向您展示我制作的实验电路。微型计算机内置的模拟比较器将输出电压与参考值进行比较，以确定入射光的存在与否。此外，测量操作和LED驱动以时分方式进行，并且一个LED用作光接收元件和发光元件。程序的运行如下。
    通过向LED端口短时间输出“L”电平，对结电容Cj和杂散电容Cs进行放电。
    设置LED口为输入→电容被光电流充电，输入电压线性上升。
    如果在2ms内超过比较电压，则判定有发生，如果在2ms内小于比较电压，则判定没有发生。
    将 LED 端口设置为输出，并根据入射光的存在或不存在来打开或关闭 LED。
    等待 10ms，然后回到开始。

    超过比较电压的时间表示模拟光量（越短，越亮）。由于测量时“H”输出到PB2，如果用示波器打一下，可以直接观察到充电时间因光照量的变化。对于纹波比较大的光源，比如铜铁镇流器灯，可以看到脉宽在阈值附近波动很大。对白炽灯和带电子镇流器的灯稳定。这次我用的是50日元的ATtiny11单片机，不过我觉得10路ADC的ATtiny26可以同时控制10个LED。