La manière la plus simple de connecter une photodiode (même une LED peut être utilisée de cette manière comme photocapteur) est la suivante:
simuler ce circuit - Schéma créé à l'aide de CircuitLab
Notez que la photodiode est polarisée en inverse à travers la résistance 1 Meg R1. Le photocourant généré par la diode s'oppose à la circulation du courant de fuite à travers cette diode polarisée en inverse, ladite opposition augmentant avec plus de lumière sur la jonction de la diode. La tension au point de jonction monte donc en tension avec augmentation de la lumière.
Le schéma de gauche aura une tension assez basse sur la broche ADC. Pour augmenter cette tension, un ampli op peut être utilisé comme amplificateur non inverseur, comme indiqué dans le schéma à droite. Dans l'exemple illustré, ce gain est Gain = 1 + (R3/R4) = 9.9182
.
Ce gain de tension se traduit par une lecture plus élevée au niveau de la broche ADC, utilisant potentiellement une plus grande partie de la plage de tension d'entrée de l'ADC.
Les autres applications des amplificateurs opérationnels pour les photodiodes comprennent:
- comme amplificateur à transimpédance, pour amplifier directement le photocourant, sans utiliser de résistance de polarisation
- comme suiveur de tension (tampon de gain unitaire) pour le diviseur de tension formé entre la diode et la résistance de polarisation
Remarque:
Il faut cependant s'assurer que la tension après amplification ne dépasse pas l'alimentation 5 Volts. Si l'ampli-op est alimenté par la même alimentation 5 volts que l'Arduino, cela est automatiquement pris en charge, car la sortie de l'ampli-op est écrêtée sur son rail d'alimentation supérieur, ou même plus bas si l'ampli-op n'est pas un rail -à type rail.
Comme les membres l'ont dit plus haut, la tension et le courant des photodiodes peuvent être très petits, en particulier avec l'IR. L'OSRAM SFH203PFA montré pour l'instance peut faire 0,25-0,35 sous un éclairage ambiant ou secteur, mais sans polarisation ne produit qu'une onde de 0,003 3 millivolts frappée par le laser IR sur mon oscilloscope Phillips. L'amplification à l'aide d'un ampli opérationnel fonctionne pour moi.
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