Pomiar poziomu światła za pomocą fotodiody i ADC

Próbuję użyć fotodiody do pomiaru poziomu światła za pomocą ADC na ATMega168. Mam kod mikrokontrolera działający poprawnie (mierzenie wartości na pinie i zgłaszanie go jako jasności diody LED), ale mam problem z uzyskaniem przez fotodiodę zgłoszenia napięcia zależnego od poziomu światła.

Widzę, że mógłbym to osiągnąć za pomocą wzmacniacza operacyjnego ( tutaj ), ale chciałbym móc to zrobić bez wzmacniacza operacyjnego, jeśli to możliwe. Mam źródło 5 woltów i chciałbym, aby fotodioda wypluła wartości od 0 do 5 woltów. Czy istnieje sprytny obwód, którego mógłbym użyć do tego celu, który nie wymaga wzmacniacza? Zadaję to pytanie, ponieważ chciałbym wiedzieć, jak do tego celu użyć fotodiody (nie chcę używać LDR). Dzięki!

edytować

O tak, oto arkusz danych dla fotodiody, której używam.

— wcmartin
źródło

Ważna informacja ta jest dioda IR Daylight blocking filter matched with 870 nm to 950 nm emitters. Fotodiody IR zwykle mają nieprzezroczyste czarne opakowanie, a fotodiody w świetle widzialnym są w przezroczystych opakowaniach. Możesz poszukać fotodiody (fototranzystor jest jeszcze bardziej czuły) z krzywą czułości oka. Pamiętam, że użyłem tutaj SFH3410 z Osram.

Dobra wiadomość: fotodioda lub fototranzystor działają jak źródło prądu, więc rezystor szeregowy wystarcza do przetworzenia prądu w napięcie. W twoim arkuszu danych potrzebujesz wykresu z rysunku 3. Prąd wsteczny zmienia się między 1uA a 100 A. Rezystor szeregowy 10k przekształca go na 10mV - 1V. Możesz to zwiększyć, aby uzyskać wyższe napięcie, będziesz musiał eksperymentować z poziomami światła i wartością rezystora, aby osiągnąć pełny zakres 5 V. Należy również pamiętać, że impedancja wejściowa ADC jest równoległa do rezystora pomiarowego, co zmniejsza czułość. $\mu$

Poniższe wykresy pochodzą z arkusza danych SFH3410. Jeśli pamiętasz, że potrzebujesz co najmniej 0,5 V (prawy wykres), będziesz ograniczony do 4,5 V mocy z zasilacza 5 V. $V_{CE}$

alternatywny tekst

Dalsza lektura:
Nota aplikacyjna SFH3410

— stevenvh
źródło

To jest tryb fotoprzewodzący. Może również używać fotowoltaiki, w zasadzie obwodu otwartego, co opisuje link PO. Fotoprzewodzenie jest szybsze, ponieważ stosunkowo duże odchylenie do przodu „wymiata” wstrzykiwane nośniki, ale także głośniejsze.

— tyblu,

Nie jestem pewien, czy to zadziała. Te fotodiody są bardzo wrażliwe, jednak jeśli masz 100uA, masz dużo światła. Co powiesz na zakres nA, niż trudno byłoby coś zmierzyć.

— Frank

@Frank - Użyłem SFH3410 do pomiaru światła w pomieszczeniach. 10 luksów to już bardzo ciemny pokój, 1000 luksów to bardzo jasno oświetlony pokój. (Światło księżyca: 1 luks; bezpośrednie słońce w jasny letni dzień: 100 000 luksów). Dla zakresu nA nie tylko

— mierzysz

@Frank - BTW, użyłem czujnika do stałego systemu kontroli PID światła, który akurat działał idealnie w zakresie od 5 do 1000 luksów wymaganych przez zarządzanie produktem.

— stevenvh