LED als Sensor und Anzeige

[Jimmybot]

Hallo!



Das könnte man am einfachsten per Komparator mit Histerese machen (z.B. Schmitt Triger aus zwei Transistoren).

Das einfachste übersieht man aber zu schnell Werde ich versuchen softwareseitig realisieren.

Peter(TOO)

Und wie genau sieht die Schaltung dazu aus?

Da mein Oszilloskop nur 1 Mohm Eingangswiderstand hat, habe ich die Schaltung über einen Impedanzwandler entkoppelt. Habe ich aber nicht mit gezeichnet, da man dafür die Schaltung im jedem Tabellenbuch findet.

Kurze Erklräung:
ADC-Eingang führt zum µC und dort wurde nach dem Impedanzwandler gemessen.
Beim Leuchten liegt an der Basis von T1 High und T2 Low an. Zudem wird die Kathode von der LED über den Controller auf Low geschaltet.
Beim Sensorbetrieb wird die Basis von T1 mit Low versorgt und Basis von T2 mit High. Zeitgleich liegt die Kathode auf High.

Kanal 1 (gelb) wurde an der Kathode gemessen und Kanal 2 (blau), wie oben erwähnt, am Pin vom ADC-Eingang des Controller

[Peter(TOO)]

Grundsätzlich ist das so ja kein Problem, du musst die Spannung nur kurz vor dem Einschalten messen.

Aber ich verstehe nicht, wie du mit diese Schaltung erweitern willst um multiplexen zu können?

[Jimmybot]

Die Matrixschaltung würde dann so aussehen:

Die LED mit gemeinsamer Kathode sind natürlich in einem Gehäuse.

Dabei ist der Leuchtbetrieb deutlich einfacher zu steuern als der Sensorbetrieb.
Da Kathode-Steuerung für die Zeile gilt und die Anoden-Steuerung für die Spalte.

Im Sensorbetrieb muss natürlich ein wenig umgedenkt werden.

Die Anode der LED, die leuchten für das Leuchten ist, wird dabei auf low geschaltet (T19, T20 und T21)
Die Spaltenfunktion über nehmen die Transistoren T1 bis T9. Dabei sind die LEDs einer Zeile zusammen auf einen ADC-Eingang.

Beispiel:
Wird nun nur T1 High angesteuert (und somit auch T4 und T7) kann T12 den Fotostrom von der LED 1 verstärken. Da aber T2 und T3 Low angesteuert werden, können T11 und T10 den Fotostrom ihrer LED nicht verstärken, so das auf der Leitung zum ADC nur das analoge Signal der LED 1 liegt.
Somit kann ich dann in der 1. Zeile die LEDs nacheinander erfassen und dann in der nächsten Zeile fortfahren.
Wobei ich wahrscheinlich eine Zeile auslesen werde und dann für eine gewisse Zeit in den Leuchtbetrieb wechsel, dann erst die nächste Zeile erfasse, damit man kein flackern merkt.

[Peter(TOO)]

So etwas hatte ich befürchtet
Das funktioniert so nicht wirklich.

Wenn T1 sperrt liegt in Serie zu LE1 immer noch die BE-Strecke von T12.
Bei gesperrtem T2 sind es LE4 und BE-Strecke von T11
T3 ist leitend und T10 wirkt als Stromverstärker.

Durch R23 fliesst dann der Strom:
I_LD1 + I_LD4 + (I_LD7 * h_FET10)

Wird jetzt LD1 stark beleuchtet und LD7 ist im Dunkeln, misst du Mist.

MfG Peter(TOO)

[Jimmybot]

[...]
Das funktioniert so nicht wirklich.

[...]
Durch R23 fliesst dann der Strom:
I_LD1 + I_LD4 + (I_LD7 * h_FET10)

Wird jetzt LD1 stark beleuchtet und LD7 ist im Dunkeln, misst du Mist.

MfG Peter(TOO)

hmm... Ja... Stimme ich so zu und habe ich auch verstanden, warum es nicht klappen könnte.

Aber ich dachte, dass die Ströme von LD1 und LD4 zusammen im Verhälnis zu LD7 vernachlässig werden können.
Da der Strom von LD7 100 bis 200 fach größer ist.

Dann wäre ja die Lösung, jede LED einzeln an einen ADC-Eingang zu hängen.
Hätte ich dann da nicht das selbe Problem beim Multiplexer vom Controller bzw. bei einem 74HC4051 (haben schon einwenig weiter gedacht)?

[Peter(TOO)]

Aber ich dachte, dass die Ströme von LD1 und LD4 zusammen im Verhälnis zu LD7 vernachlässig werden können.
Da der Strom von LD7 100 bis 200 fach größer ist.)

Wichtig ist der minimale zum maximalen Strom.
Ich lese aus deinen AUfnahmen 0.7V bei Dunkel und 4.4V bei Hell an den 2M.
Das wären 350 nA und 2 µA.
Allerdings ergeben sich die 4.4V aus der Sättigung, der Strom dürfte sicher um einiges höher liegen.

Dann wäre ja die Lösung, jede LED einzeln an einen ADC-Eingang zu hängen.
Hätte ich dann da nicht das selbe Problem beim Multiplexer vom Controller bzw. bei einem 74HC4051 (haben schon einweni weiter gedacht)?

Die Leckströme des Multiplexer liegen bei <1 µA.

Leider habe ich gerade keine Zeit zum basteln, aber es muss auch eine Lösung mit nur einer LED und wenig Material geben.

MfG Peter(TOO)

[Jimmybot]

[...]

Leider habe ich gerade keine Zeit zum basteln, aber es muss auch eine Lösung mit nur einer LED und wenig Material geben.

MfG Peter(TOO)

Mir fällt jetzt nur ein MOSFET als verstärker ein.
Ich habe aber nur einen hier zum testen. Diesen hier: LU3114Z.

Laut Datenblatt hat er ein I_GSS von max. 100nA.
Habe ihn mal in die Schaltung eingesetzt und bin noch am testen.