SFH235 IR Photodiode का सही उपयोग कैसे करें?

Question

मेरे पास एक SFH235 ir फोटो-डायोड (जो डेटाशीट यहां पाया जा सकता है ) और केवल इलेक्ट्रॉनिक्स का बुनियादी ज्ञान है।

मैं फोटोडियोड को एक अरुडिनो से जोड़ना चाहता हूं (एक भव्य डायोड को जोड़ने और एक दूरी सेंसर बनाने की भव्य योजना है)।

मैं समझता हूं कि फोटोडायोड वर्तमान का उत्पादन करता है, और यह अधिक वर्तमान का उत्पादन करता है जितना अधिक प्रकाश उस पर गिरता है।

मैंने योजनाबद्ध रूप से देखा है कि फोटोडायोड्स को उसी तरह से कनेक्ट करें जिस तरह से फोटोरिस्टर्स जुड़े हुए हैं। अन्य लोग इसे "opamp" (क्यों?) से जोड़ते हैं और वे भी ऐसे लेख हैं जो कहते हैं कि मुझे वर्तमान को बढ़ाने की आवश्यकता है। मैंने कैपेसिटर को सर्किट में जोड़ा भी देखा है।

मेरे आवेदन का सही तरीका क्या है? मैं Arduino के एनालॉग इनपुट (जो वोल्टेज को मापता हूं) को फोटोडायोड कैसे जोड़ सकता हूं?

Answer 1

एक फोटोडियोड को जोड़ने का सबसे सरल तरीका (यहां तक ​​कि एक एलईडी का उपयोग इस तरह से फोटोसेंटर के रूप में किया जा सकता है) इस प्रकार है:

^{इस सर्किट का अनुकरण करें - सर्किटलैब का उपयोग करके बनाई गई योजनाबद्ध}

ध्यान दें कि फोटोडियोड रिवर्स है 1 पक्षीय आर 1 अवरोधक के माध्यम से पक्षपाती। डायोड द्वारा उत्पन्न फोटोक्रोम इस रिवर्स बायस्ड डायोड के माध्यम से लीकेज करंट के प्रवाह का विरोध करता है, ने कहा कि डायोड जंक्शन पर अधिक प्रकाश के साथ विरोध बढ़ रहा है। जंक्शन बिंदु पर वोल्टेज इस प्रकार प्रकाश में वृद्धि के साथ वोल्टेज में बढ़ जाता है।

बाईं ओर योजनाबद्ध ADC पिन पर काफी कम वोल्टेज होगा। इस वोल्टेज को बढ़ाने के लिए, एक ऑप amp को नॉन-इनवर्टिंग एम्पलीफायर के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है, जैसा कि दाईं ओर योजनाबद्ध में दिखाया गया है। दिखाए गए उदाहरण में, यह लाभ है Gain = 1 + (R3/R4) = 9.9182।

यह वोल्टेज ADC पिन पर अधिक से अधिक पढ़ने में परिणाम प्राप्त करता है, संभवतः ADC के इनपुट वोल्टेज रेंज के एक बड़े हिस्से का उपयोग करता है।

फोटोडायोड्स के लिए op-amps के अन्य अनुप्रयोगों में शामिल हैं:

• एक transimpedance एम्पलीफायर के रूप में, एक biasing रोकनेवाला के उपयोग के बिना सीधे photocurrent बढ़ाना
• डायोड और बायसिंग रेसिस्टर के बीच बने वोल्टेज डिवाइडर के लिए वोल्टेज फॉलोअर (एकता गेन बफर) के रूप में

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नोट:
किसी को यह सुनिश्चित करना चाहिए, कि प्रवर्धन के बाद वोल्टेज 5 वोल्ट की आपूर्ति से अधिक न हो। यदि ऑप-amp को उसी 5 वोल्ट की आपूर्ति से Arduino के रूप में संचालित किया जाता है, तो यह स्वचालित रूप से ध्यान रखा जाता है, क्योंकि op-amp का आउटपुट इसकी ऊपरी आपूर्ति रेल में फंस जाता है, या यदि op-amp रेल नहीं है, तब भी कम होता है -तो रेल प्रकार।

Comments

यदि मैं सरल तरीके (बाएं योजनाबद्ध) का उपयोग करता हूं तो मैं एडीसी पर इनपुट वोल्टेज की गणना कैसे कर सकता हूं? मैं R1 का मान कैसे चुनूं? मुझे क्या भ्रमित करता है कि जब मैंने वोल्टेज, वर्तमान और फोटोडायोड के प्रतिरोध को मापा, तो तीनों उच्चतर प्रकाश तीव्रता के साथ बदल गए, मैं सोच रहा था कि केवल वर्तमान मूल्य एक पैरामीटर है जिसका उपयोग मैं तीव्रता का प्रतिनिधित्व करने के लिए कर सकता हूं।

— आर्टियम

@ आर्टियम आपको वास्तव में एक उच्च प्रतिबाधा विधि (जैसे 10x, या बेहतर, एक ऑसीलोस्कोप पर 100x जांच) का उपयोग करके वोल्टेज को मापने की आवश्यकता होगी। इसी तरह, बस आर 1 = 1 एम से शुरू करें, फिर 470k और 2.2M की कोशिश करें, यह देखने के लिए कि कौन सा सबसे अच्छा काम करता है। वोल्टेज या करंट को मापने का कार्य मान को बदल देता है, क्योंकि फोटोकॉंट परिमाण वास्तव में बहुत छोटा है, और एक विशिष्ट सस्ती मल्टीमीटर जांच के माध्यम से रिसाव उन महिलाओं के बहुत सारे को दूर करेगा।

— अनिंद घोष

तो सही पर सर्किट में ऑप-एम्प पर निहित इनपुट रेल के लिए, क्या सकारात्मक रेल 5 वी और नकारात्मक रेल को जमीन से जोड़ा जाएगा?

— इमललेट

जैसा कि आप कहते हैं , @imallett, अंतर्निहित आपूर्ति रेल +5v और जमीन से जुड़ा होगा।

— Anindo घोष

"जंक्शन बिंदु पर वोल्टेज इस प्रकार प्रकाश में वृद्धि के साथ वोल्टेज में बढ़ जाता है।" बाईं ओर सर्किट का उपयोग करना (Arduino के बजाय बैटरी के साथ, मल्टीमीटर के साथ जमीन के सापेक्ष जंक्शन बिंदु पर वोल्टेज को मापना), मैं बिल्कुल विपरीत मिलता हूं।

— imallett

Answer 2

जैसा कि सदस्यों ने ऊपर कहा है, फोटो-डायोड से वोल्टेज और करंट बहुत छोटा हो सकता है, खासकर आईआर के साथ। इंस्टेंस के लिए दिखाया गया OSRAM SFH203PFA एम्बिएंट या मेन्स लाइटिंग के तहत 0.25-0.35 बना सकता है, लेकिन बायस बिना मेरे फिलिप्स ओस्सिलोस्कोप पर IR लेजर द्वारा केवल 0.003 3 मिलिवोल्ट की हिट हिट बनाता है। एक Op Amp का उपयोग करके प्रवर्धन मेरे लिए काम करता है।