SMD-LED als Photodiode "Missbrauchen"

Und das Ganze soll ? Ein paar Cents sparen ?
Die Flaeche einer LED ist viel kleiner als die flaecher einer 
Photodiode, daher das Signal auch viel schwaecher. Es ist eher ein Witz 
um die Machbarkeit zu zeigen. Aber da eine LED ja nichts kostet, ist es 
ja schnell ausprobiert. Photodiode raus, LED rein.

Bei weissen LED dürfte es schwierig werden, weil die Fluoreszenzpigmente 
auf/in der LED nicht rückwärts funktionieren. Nimm farbige LED mit 
Flussspannungen unter 2 Volt, dann dürfte es gehen.

Oder D. schrieb:
> Es ist eher ein Witz
> um die Machbarkeit zu zeigen

Durchaus nicht.
LED sind blind für Licht mit grösserer Wellenlänge, als es ihrer 
Emissionsfarbe entspricht.
Blaue LED sind z.B. völlig unempfindlich für grünes, rotes und 
infrarotes Licht, und ich habe diese schon vor über 20 Jahren für die 
Steuerung eines Platinenbelichters benutzt.

Michael K. schrieb:
> Kannst Du ganz grob was über den Verlauf der Empfindlichkeit bezogen auf
> die Wellenlänge sagen ?

Ich habe das nicht näher untersucht.
Wahrscheinlich wird es im Detail auch von der Technologie abhängen, denn 
moderne LEDs bestehen ja längst nicht mehr aus einem einfachen Kristall, 
der p- und n-dotiert ist. Bei blauen LEDs z.B. habe ich schon schwache 
grüne und orange Emissionen gesehen.
Ich habe keinerlei Information, worauf diese parasitären Übergänge mit 
Energien deutlich unter der eigentlichen Bandlücke des GaN-Materials 
beruhen, und wie diese sich bei einem Sensor bemerkbar machen.

Generell aber erwarte ich, dass die Lichtempfindlichkeit einen ähnlichen 
Verlauf wie bei Si-Detektoren hat, nur dass alles zu kürzeren 
Wellenlängen verschoben ist.
Von kurzen Wellen kommend also einen allmählichen Anstieg bis zum 
Maximum und dann einen ziemlich steilen Absturz der Empfindlichkeit auf 
0.
Bei den UV-Wellenlängen wird man auch an die Absorption des zum Verguss 
verwendeten Kunststoffs denken müssen, aber das hat ja nichts mit den 
elektrooptischen Eigenschaften des LED-Kristalls zu tun.

Der grosse Bandabstand der für LED verwendeten Halbleiter macht sich 
übrigens auch bei der im Elementbetrieb erzeugten Spannung bemerkbar:
Während man bei Si-Photoelementen kaum je eine Leerlaufspannung von 0,7V 
erreicht, kann man an LEDs im hellen Sonnenlicht durchaus Spannungen von 
1,5 bis über 2V messen.

Diese Photo-EMK einer einzelnen LED reicht um Logik-Level-MOSFETs 
leitend werden zu lassen und einen damit aufgebauten Spannungswandler zu 
starten, der mit einem einzelnen grossen Si-Solarelement betrieben wird.

LIchtmesser schrieb:
> im Forum fand ich div. Artikel, wie man eine LED als Photodiode
> "Missbrauchen" kann.
>
> funktioniert dies mit handelsüblichen SMD-LED´s bzw. IR-SMD-LED´s
> ebenfalls?
>
> WIe sind eure Erfahrungen oder könnt ihr ein (LED-) Produkt nennen?

Hab ich mal gemacht, um die Helligkeit einer Anzeige an die Helligkeit 
der Umgebung anzupassen:

Die Anzeige war eine LED-Matrix, die per PWM angesteuert wurde.  Eine 
Spalte wurde zur Helligkeitsmessung verwendet; die Messung geschah in 
den PWM-Pausen.

Sonderlich genau war die Messung nicht und ziemlich verrauscht.  Die 
Software hat dann einen simplen Filter implementiert.  Die Anpassung der 
Diaplay-Helligkeit war relativ lahm, was angenehmer ist als die 
Helligkeit im Sekundenrhythmus zu trimmen.

Extra Hardware brauchte ich keine; es waren nur LEDs in einer Matrix und 
Vorwiderstände; Anoden und Kathoden hingen direkt am µC, was wegen der 
geringen Stromaufnahme von 2mA / LED kein Problem war.

Mein erfahrung war, dass es nicht mit jedem Substrat funktioniert, d.h. 
du musst rumprobieren.  Kein Erfolg hatte ich mit grünen und blauen 
LEDs, während es mit roten und gelben gut Funktionierte.

Von der Bauform (SMT, THT) dürfte das kaum abhängen, was zählt ist der 
innere Aufbau (Substrat, DOtierung etc.)

Habe grad eine gelbe LED (nicht SMD) an das Multimeter gehalten und mit 
der Taschenlampe angestrahlt. Spannung stieg von einstelligen mV bis auf 
750mV. Direkte Sonneneinstrahlung dürfte noch mehr liefern.

Also einfach mal mit den vorhandenen LEDs testen, das war einfach und 
fix. :)

Mit hoher Impedanz an den EIngängen sollte das ein ADC auswerten können.

Mit SMD-LED hatte mich nun auch interessiert, also mal eine rote LED 
getestet - siehe Fotos.

Es geht, auch mit weissen LEDs. Eine Methode, bei der das interessant 
ist, ist wenn man die LED auch als Anzeige verwendet. Sie wird dabei 
zwischen zwei Ports gehängt.

Dabei leuchtet die LED in "normaler" Betriebsrichtung. Die Kapazität der 
LED kann nun in Sperrrichtung über den Widerstand "aufzuladen" werden. 
Wird nun der Port, der an der Kathode hängt, auf Eingang geschaltet, 
entlädt sich die LED-Kapazität über den in umgekehrter Richtung 
fliessenden Photostrom (je heller desto schneller). Man misst dann die 
Zeit, bis an B "low" gemessen wird. Setzt Schmitt-Trigger-Eingang 
voraus.

PortA -- RRRR ---- AK ----- PortB

Normaler Betrieb: A=H, B=L
Aufladen: A=L, B=H
Zeitmessung: A=L, B=Input, warten bis B=L gemessen wird

Das ganze geht, aber wird u.U. sehr langsam, wenn es dunkel ist.

Siehe auch interessanten Artikel hier:

http://www.merl.com/publications/docs/TR2003-35.pdf