Bunun için yüksek frekanslı yanıp sönen LED'ler ve sensör


18

LED'lerin hızla yanıp sönmesini istiyorum. (1000'den fazla yanıp sönme / sn., daha hızlı daha iyidir)

İlk olarak, yaygın kullanıma hazır LED'lerin bu kadar yüksek bir frekansta yanıp sönme yeteneğine sahip olduğunu merak ediyorum.

Şu anda kullandığım LED'lerin veri sayfası burada . Amacım için hangi bilgileri görmem gerektiği konusunda hiçbir fikrim yok. Veya bana diğer ürünler önerebilir.

İkincisi, hızla yanıp sönen LED'leri algılamak için çok iyi bir zaman çözünürlüğüne sahip bir sensör (fotodirenç, vb.) Var mı?

Adaylarım CdS hücre fotorezistörü ve Işığa duyarlı Gerilim jeneratörü . Yine hangi bilgilere bakmam gerekiyor?

ps Görünür bir ışık iletişim sistemi kurmak istediğim için bu soruları soruyorum. LED'leri saniyede 32 kez yanıp sönmeyi başardım. Ama bunun ötesinde, çıplak gözlerle çalışıp çalışmadığını anlayamıyorum.


5
Sadece 1kHz? Ve burada bir meydan okuma olduğunu düşündüm ...
Ignacio Vazquez-Abrams

Yani, ilk adım için 1 kHz yeterlidir. Ancak daha fazlası için, daha hızlı daha iyidir.
Jeon

4
1GHz bir zorluktur. 1kHz, çok değil.
Ignacio Vazquez-Abrams

2
Bir televizyon uzaktan kumandası genellikle 38kHz'de modüle edilmiş (IR) LED'leri kullanır ve bunların yapımı oldukça kolaydır. (Bu nedenle bu şeyleri satın almak ucuzdur). S / PDIF arayüzleri (dijital ses) (görünür kırmızı) LED'ler kullanın, 2MHz civarında modüle olduklarına inanıyorum. Sorununuz muhtemelen LED değil, sürüş devresi.
jippie

1
IR için, bu TSOP *** alıcıları uzaktan kumanda uygulamalarında (38kHz, <US $ 1) kullanılır, sadece "tsop ir alıcısı" için arama yapın.
JimmyB

Yanıtlar:


28

Alt bölümleri tek tek ele almak için:

yaygın kullanıma hazır LED'ler, bu kadar yüksek bir frekansta yanıp sönme özelliğine sahiptir

Mevcut hemen hemen her LED, 1 KHz'den çok daha yüksek yanıp sönme frekanslarında çalıştırılabilir: Beyaz LED'ler veya ikincil fosfor kullanan diğerleri, en yavaş, genellikle 1 ila 5 MHz bölgesinde tepelerken standart kullanıma hazır birincil birincil LED'ler (kırmızı, mavi, yeşil, IR, UV vb.) Tipik olarak 10 ila 50 MHz (sinüs dalgası) kesme frekansında derecelendirilir .

Kesme frekansı, ışık emisyonunun başlangıç ​​yoğunluğunun yarısına düştüğü maksimum frekanstır. Birkaç LED veri sayfası kesme frekansını listeler, ancak LED'in yükselme ve düşme süresi daha yaygındır - maalesef soruya bağlı belirli veri sayfası için değil.

Uygulamada, iyi şekillendirilmiş bir kare darbesi için kesme frekansının onda birinde kesilmesi güvenli olacaktır, bu nedenle 1 MHz görünür ışık iletişimi çok makuldür. LED'ler SMD olduğu veya çok kısa uç uzunlukları olduğu ve PCB iz / bileşen uç kapasitansı ve endüktansı minimum olduğu sürece, karmaşık puls şekillendirici tahrik devreleri olmadan bir LED'i 1 MHz'e getirmek mümkündür.

LED kesme frekansları konusunda daha fazla akademik bilgiye buradan ulaşabilirsiniz .

hızla yanıp sönen LED'leri algılamak için çok iyi bir zaman çözünürlüğüne sahip bir sensör (fotodirenç vb.) var mı?

Bir CdS fotoseli, yüksek frekanslı ışık algılaması için uygun değildir: Yaygın CdS hücreleri için yükselme + düşme süresi onlarca ila yüzlerce milisaniyedir. Örneğin, rastgele seçilen bu veri sayfasında 60 mS yükselme süresi ve 25 mS düşme süresi söz konusudur. Böylece taşıyabileceği en yüksek frekans 11 Hertz'in altındadır.

Fotodiyotlar ve fototransistörler, düşük ila orta yoğunlukta (yani LED kaynağından uzakta) daha yüksek hızlı ışık atımlarını algılamak için tercih edilen seçeneklerdir. BPW34 PIN diyotu için bu veri sayfası, her biri 100 nanosaniyelik yükselme ve düşme sürelerini gösterir, bu da 5 MHz sinyallemesini tolere eder, bu nedenle bir güvenlik payı korunursa, 1 MHz rahat olur.
BPW34

Daha yüksek sinyal hızları ve daha düşük sinyal yoğunluğu için, gibi süper pahalı yüksek hızlı Silikon Çığ Fotodiyodlar bu bir artış var ve iyi standart LED'ler destekleyecek ötesinde bir 1 GHz sinyali sağlayan 0.5 nanosaniye, olduğu kadar az bir kez düşer.
Çığ Fotodiyotu


Yayılan sinyal yoğunluğu, LED kaynağının ve sensörün birbirine yakın olması veya uygun lenslerin kullanılması gibi yeterince yüksek olabiliyorsa ve istenen sinyal bant genişliği çok iddialı değilse , uygun renkte standart bir LED'in kendisi bir uygun ışık sensörü. LED'ler ışık dedektörleri gibi iyi çalışır ve yüzlerce KHz frekans frekansı, hatta verici ve sensör için seçilen spesifik LED'e bağlı olarak belki de MHz'e kadar sinyalleme için yeterli olacaktır.

Disney Research'ten ilginç bir makale bu özel uygulamadan bahsediyor: " Yazılım Tabanlı Senkronizasyonlu LED-LED Görünür Işık İletişim Sistemi "


Bir düzeltme. Düzenli silikon fotodiyotlar fark ettiğinden çok daha hızlı olabilir. Örneğin Thorlabs FDS010 thorlabs.com/thorproduct.cfm?partnumber=FDS010 , 1 ns'lik yükselme ve düşme sürelerine sahiptir ve bu nedenle yüzlerce megahertz'de kullanılabilir. APD'ler tipik olarak hızları için duyarlılıkları kadar kullanılmazlar.
WhatRoughBeast

1
@WhatRoughBeast Not edildi ve uygun şekilde düzenlendi. Teşekkürler.
Anindo Ghosh

4
LED'i fotoğraf dedektörü olarak kullanmayı hiç düşünmemiştim ama bu çok yeni ve ilginç. Bu cevap için teşekkür ederim
David Wilkins

1
@David: Bir LED, bir fotodiyotun temel parçalarına sahiptir: PN veya PIN bağlantısı, çevreye optik olarak bağlıdır.
Ben Voigt

6

Anindo zaten size mükemmel doğrudan cevaplar verdi, bu yüzden iki yan puan eklemek için.

İlk önce iletişimi "görmek" veya en azından görsel olarak LED'in yanıp söndüğünü görmek istiyorsunuz. Bu, gözlerinizin görme algısı nedeniyle Hz'nin birkaç 10 saniyesinin ötesinde olmayacak. Gözleriniz LED'lerden çok daha yavaş.

İkincisi, nabız 1 KHz'de nabız görmeyeceğiniz veya yanıp sönmeyeceğiniz için, görünür ışık sinyali gereksiniminizi gevşetebilirsiniz. LED sinyali genellikle iyi bir nedenden ötürü IR LED'lerle yapılır. IR LED'leri genellikle aynı ışık seviyesi için daha az güç gerektirir veya daha yüksek akım darbeleriyle başa çıkabilir. Ortam ışığı seviyesi IR'de genellikle daha düşüktür. IR ışığını algılamak için çok uygun silikon detektörleri de vardır. 940 nm ortak bir dalga boyudur. Bunun için optimize edilmiş hem LED'leri hem de fotodiyotları bulacaksınız.

Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.