原创 (转)红光LED作为光传感器使用

红光LED作为光传感器使用

　　普通的红光LED通常作为发光元件使用，但是，也可以将其作为光传感器使用。在同一电路中，单个LED甚至还可以同时充当发光元件和光检测器（参考文献1、2、3)。基本思路是以脉冲方式驱动LED，导通的时间用于照明，而截止的时间则用于检测LED所感知到的环境光产生的光伏电流。

　　图1所示电路为一夜间照明设备。LED白天关闭，在环境光强降低时打开。7555 CMOS定时器为一个单稳态触发器，它在引脚2电压低于供电电压三分之一时触发。R1和R2构成一个分压器，使LED负极电压恰好低于触发电压。环境光强足够大时，LED积累几百毫伏的电压，该电压被加到R1/R2连接处电压上，使引脚2电压高于三分之一的触发电平。在该状态下，7555的引脚3输出为0V，1N914二极管变为反向偏置，使LED光伏电流能流入触发器输入引脚2。
环境光强降到足够低时，LED电压下降，引脚2电压低于触发电平。于是7555发出一个单次脉冲，1N914变为正向偏置，LED变亮。在R3和C1 电压升高的末期，单稳态电路复位并将C1放电。然后单稳态电路就可准备好处理下一周期。在此间隔期间，LED会短暂熄灭一会，以便能再次测量

　　图2中的电路作为昼间照明系统使用；LED在光强较大时变亮闪烁，在环境光强较低时熄灭。只要引脚4的复位输入高于约600mV，7555就可以稳定地工作，通过1N914二极管使LED缓慢闪烁。如果环境光强太低，LED无法在引脚4处产生足够的电压，则7555输出保持在接近0V，从而禁止LED变亮。引脚3输出为高电平时LED充当发光器件，而引脚3输出为低电平时LED充当传感器。

　　该电路不需要限流电阻。如要使电路正常工作，定时器IC必须为一个CMOS型器件，因为该电路设计输入电流较低。原型设计中采用了Intersil的ICM7555元件。

参考文献
1. Myers, Howard, “Stealth-mode LED controls itself,” EDN, May 25, 2006, pg 98.
2. Gadre, Dhananjay V, and Sheetal Vashist, “LED senses and displays ambient-light intensity,” EDN, Nov 9, 2006, pg 125.
3. Dietz, Paul, William Yerazunis, and Darren Leigh, “Very Low-Cost Sensing and Communication Using Bidirectional LEDs,” Mitsubishi Research Laboratories, July 2003.