紅光LED作為光傳感器使用

　　普通的紅光LED通常作為發(fā)光元件使用，但是，也可以將其作為光傳感器使用。在同一電路中，單個(gè)LED甚至還可以同時(shí)充當(dāng)發(fā)光元件和光檢測器（參考文獻(xiàn)1、2、3)。基本思路是以脈沖方式驅(qū)動LED，導(dǎo)通的時(shí)間用于照明，而截止的時(shí)間則用于檢測LED所感知到的環(huán)境光產(chǎn)生的光伏電流。

　　圖1，該電路用做夜間照明系統(tǒng)。LED在白天保持關(guān)閉，環(huán)境光強(qiáng)降低時(shí)變亮。

　　圖1所示電路為一夜間照明設(shè)備。LED白天關(guān)閉，在環(huán)境光強(qiáng)降低時(shí)打開。7555 CMOS定時(shí)器為一個(gè)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，它在引腳2電壓低于供電電壓三分之一時(shí)觸發(fā)。R1和R2構(gòu)成一個(gè)分壓器，使LED負(fù)極電壓恰好低于觸發(fā)電壓。環(huán)境光強(qiáng)足夠大時(shí)，LED積累幾百毫伏的電壓，該電壓被加到R1/R2連接處電壓上，使引腳2電壓高于三分之一的觸發(fā)電平。在該狀態(tài)下，7555的引腳3輸出為0V，1N914二極管變?yōu)榉聪蚱?，使LED光伏電流能流入觸發(fā)器輸入引腳2。

　　環(huán)境光強(qiáng)降到足夠低時(shí)，LED電壓下降，引腳2電壓低于觸發(fā)電平。于是7555發(fā)出一個(gè)單次脈沖，1N914變?yōu)檎蚱?，LED變亮。在R3和C1 電壓升高的末期，單穩(wěn)態(tài)電路復(fù)位并將C1放電。然后單穩(wěn)態(tài)電路就可準(zhǔn)備好處理下一周期。在此間隔期間，LED會短暫熄滅一會，以便能再次測量環(huán)境光強(qiáng)。

　　圖2，環(huán)境光強(qiáng)較大時(shí)本電路中LED會緩慢閃爍，在光強(qiáng)下降時(shí)LED熄滅。

　　圖2中的電路作為晝間照明系統(tǒng)使用；LED在光強(qiáng)較大時(shí)變亮閃爍，在環(huán)境光強(qiáng)較低時(shí)熄滅。只要引腳4的復(fù)位輸入高于約600mV，7555就可以穩(wěn)定地工作，通過1N914二極管使LED緩慢閃爍。如果環(huán)境光強(qiáng)太低，LED無法在引腳4處產(chǎn)生足夠的電壓，則7555輸出保持在接近0V，從而禁止LED變亮。引腳3輸出為高電平時(shí)LED充當(dāng)發(fā)光器件，而引腳3輸出為低電平時(shí)LED充當(dāng)傳感器。

　　該電路不需要限流電阻。如要使電路正常工作，定時(shí)器IC必須為一個(gè)CMOS型器件，因?yàn)樵撾娐吩O(shè)計(jì)輸入電流較低。原型設(shè)計(jì)中采用了Intersil的ICM7555元件。

　　參考文獻(xiàn)

　　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.