Đèn LED nhấp nháy tần số cao và cảm biến cho điều đó


18

Tôi muốn làm cho đèn LED nhấp nháy nhanh chóng. (hơn 1000 lần nhấp nháy / giây, nhanh hơn là tốt hơn)

Đầu tiên, tôi tò mò rằng các đèn LED ngoài kệ thông thường có khả năng nhấp nháy với tần số cao như vậy.

Bảng dữ liệu của đèn LED hiện đang sử dụng ở đây . Tôi không biết tôi nên xem thông tin nào cho mục đích của mình. Hoặc bạn có thể gợi ý cho tôi các sản phẩm khác.

Thứ hai, có một cảm biến (quang điện trở, v.v ...) có độ phân giải thời gian tốt như vậy để cảm nhận đèn LED nhấp nháy nhanh.

Ứng cử viên của tôi là hai, máy phát quang tế bào CdSmáy phát điện áp nhạy sáng . Một lần nữa, thông tin nào tôi phải xem xét?

ps Tôi đang hỏi những câu hỏi này vì tôi muốn xây dựng một hệ thống thông tin ánh sáng có thể nhìn thấy. Tôi đã thành công trong việc làm cho đèn LED nhấp nháy 32 lần mỗi giây. Nhưng ngoài ra, tôi không thể biết liệu nó có hoạt động hay không bằng mắt thường.


5
Chỉ 1kHz? Và ở đây tôi nghĩ bạn đã có một thử thách ...
Ignacio Vazquez-Abrams

Ý tôi là, đối với bước đầu tiên, 1 kHz là đủ. Nhưng càng xa, càng nhanh càng tốt.
Jeon

4
1GHz là một thách thức. 1kHz, không quá nhiều.
Ignacio Vazquez-Abrams

2
Một điều khiển từ xa truyền hình thường sử dụng đèn LED (IR) được điều chế ở tần số 38kHz và chúng rất dễ xây dựng. (Do đó những thứ này là rẻ để mua). Giao diện S / PDIF (âm thanh kỹ thuật số) sử dụng đèn LED (màu đỏ hiển thị), tôi tin rằng chúng được điều chế ở mức khoảng 2 MHz. Vấn đề của bạn có lẽ sẽ không phải là đèn LED, mà là mạch lái xe.
jippie

1
Đối với IR, các máy thu TSOP *** đó được sử dụng trong các ứng dụng điều khiển từ xa (38kHz, <US $ 1), chỉ cần tìm kiếm "tsop ir receive".
JimmyB

Câu trả lời:


28

Để giải quyết từng phần phụ một:

đèn LED ngoài kệ thông thường có khả năng nhấp nháy với tần số cao như vậy

Khá nhiều đèn LED có sẵn có thể được vận hành ở tần số nhấp nháy cao hơn nhiều so với 1 KHz: Đèn LED trắng hoặc các loại khác sử dụng phốt pho thứ cấp sẽ chậm nhất, thường đứng đầu trong vùng 1 đến 5 MHz, trong khi chính là tiêu chuẩn ngoài luồng Đèn LED (đỏ, xanh dương, xanh lục, IR, UV, v.v.) thường được đánh giá ở tần số cắt từ 10 đến 50 MHz (sóng hình sin).

Tần số cắt là tần số tối đa mà phát xạ ánh sáng giảm xuống một nửa cường độ ban đầu. Rất ít bảng dữ liệu LED liệt kê tần số cắt, nhưng thời gian tăng và thời gian rơi của đèn LED là phổ biến hơn - thật không may cho bảng dữ liệu cụ thể được liên kết trong câu hỏi.

Trong thực tế, người ta sẽ an toàn khi đứng đầu ở một phần mười tần số cắt cho xung vuông có hình dạng tốt, vì vậy giao tiếp ánh sáng nhìn thấy 1 MHz là rất hợp lý. Miễn là đèn LED là SMD hoặc có độ dài dây dẫn rất ngắn, và điện dung và độ tự cảm của bộ phận theo dõi PCB được giữ ở mức tối thiểu, việc điều khiển đèn LED đến 1 MHz là khả thi nếu không có mạch điều khiển xung định hình phức tạp.

Thông tin học thuật khác về chủ đề tần số cắt LED có thể được tìm thấy ở đây .

có một cảm biến (quang điện trở, v.v ...) có độ phân giải thời gian tốt như vậy để cảm nhận đèn LED nhấp nháy nhanh.

Một tế bào quang điện CdS sẽ không phù hợp với cảm biến ánh sáng tần số cao: Thời gian tăng + giảm đối với các tế bào CdS thông thường có thứ tự từ hàng chục đến hàng trăm mili giây. Ví dụ, biểu dữ liệu được chọn ngẫu nhiên này đề cập đến thời gian tăng 60 mS và thời gian rơi 25 mS. Do đó, tần số cao nhất nó có thể xử lý là dưới 11 Hertz.

Photodiodes và phototransistors là các tùy chọn ưa thích để cảm nhận các xung ánh sáng tốc độ cao hơn ở cường độ thấp đến trung bình (tức là ở khoảng cách từ nguồn LED). Bảng dữ liệu này cho diode PIN BPW34 chỉ ra thời gian tăng và giảm 100 nano giây mỗi giây, có thể chịu được tín hiệu 5 MHz, do đó giữ cho biên độ an toàn, 1 MHz sẽ thoải mái.
BPW34

Đối với tốc độ tín hiệu cao hơn và cường độ tín hiệu thấp hơn, Photodiodes Silicon tốc độ cao siêu đắt tiền như thế này có thời gian tăng và giảm chỉ 0,5 nano giây, cho phép tín hiệu 1 GHz, vượt xa những gì đèn LED tiêu chuẩn sẽ hỗ trợ.
Photodiode


Nếu cường độ tín hiệu phát ra có thể đủ cao, chẳng hạn như có nguồn LED và cảm biến gần nhau hoặc sử dụng các thấu kính phù hợp và băng thông tín hiệu mong muốn không quá tham vọng, thì chính đèn LED tiêu chuẩn có màu phù hợp cảm biến ánh sáng phù hợp. Đèn LED hoạt động tốt như máy dò ánh sáng, và sẽ đủ cho tín hiệu tần số hàng trăm KHz, thậm chí có thể lên đến MHz tùy thuộc vào đèn LED cụ thể được chọn cho bộ phát và cảm biến.

Một bài báo thú vị của Disney Research nói về ứng dụng cụ thể này: " Hệ thống truyền thông ánh sáng nhìn thấy được từ LED sang LED với đồng bộ hóa dựa trên phần mềm "


Một điểm chính xác. Các điốt quang silicon thông thường có thể nhanh hơn nhiều so với bạn nghĩ. Các Thorlabs FDS010 thorlabs.com/thorproduct.cfm?partnumber=FDS010 ví dụ, có thăng trầm thời gian của 1 nsec, và do đó có thể được sử dụng vào hàng trăm megahertz. APD thường được sử dụng không quá nhiều cho tốc độ của chúng như độ nhạy của chúng.
WhatRoughBeast

1
@WhatRoughBeast Lưu ý, và chỉnh sửa phù hợp. Cảm ơn.
Anindo Ghosh

4
Tôi chưa bao giờ dự tính sử dụng đèn LED làm máy dò ảnh nhưng điều này rất mới lạ và thú vị. Cảm ơn bạn vì câu trả lời này
David Wilkins

1
@David: Chà, một đèn LED có các bộ phận thiết yếu của photodiode: Ngã ba PN hoặc PIN được ghép nối với môi trường.
Ben Voigt

6

Anindo đã cung cấp cho bạn câu trả lời trực tiếp tuyệt vời, vì vậy đây là để thêm hai điểm phụ.

Đầu tiên bạn dường như muốn "nhìn" giao tiếp, hoặc ít nhất là nhìn thấy đèn LED nhấp nháy. Điều đó sẽ không xảy ra sau vài 10 Hz vì sự kiên định của tầm nhìn của bạn. Đôi mắt của bạn nhiều chậm hơn so với đèn LED.

Thứ hai, vì dù sao bạn sẽ không thấy các xung hoặc nhấp nháy ở mức 1 KHz, có lẽ bạn có thể thư giãn yêu cầu về tín hiệu ánh sáng nhìn thấy được. Tín hiệu LED thường được thực hiện với đèn LED IR vì lý do tốt. Đèn LED hồng ngoại thường yêu cầu ít năng lượng hơn cho cùng mức ánh sáng hoặc có thể xử lý các xung hiện tại cao hơn. Mức ánh sáng xung quanh thường thấp hơn trong IR. Ngoài ra còn có máy dò silicon rất thích hợp để phát hiện ánh sáng hồng ngoại. 940nm là bước sóng phổ biến. Bạn sẽ tìm thấy cả đèn LED và photodiod được tối ưu hóa cho điều đó.

Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.