Контроль светового потока светодиода, Варианты решений Опции

[Atridies]

Коллеги!
Необходимо реализовать контроль светового потока от светодиода и по определенному порогу дать отсечку, что светодиод неработоспособен.
Со временем (и не только с ним) - мощность излучения падает и надо знать точно: стОит ли его менять или нет?

Пораскинув мозгами - решил, что лучше всего это делать так: ставим направленный фотодиод и в момент измерения - подаем на светодиод определенную частоту, а после фотодиода полосовой фильтр. Таким образом, мы отвяжемся от постоянной составляющей света, которая может быть в 10 раз больше потока со светодиода.

Но вот незадача - как дальше детектировать уровень сигнала - не могу придумать.
Вариант 1: напрямую измерять величину колебания после фильтра (точнее считать площадь синусоиды) - неплохо, но придется настраивать каждый экземпляр, да и АЦП нужен быстрый и точный.
Вариант 2: выпрямить колебания и на пиковый детектор или интегратор - измерять постоянную составляющую. Неплохо, но надо быть уверенным, что форма правильная (для ПД) и постоянную времени высчитывать (для интегратора).
Вариант 3: сделать синхронное детектирование. Но как-то схемка перестает быть маленькой, да и регулировка каждого экземпляра потребуется.

Вопрос: какой вариант лучше с т.з. реализации (чтоб без регулировки, мало места и было точно) ? И есть ли еще какие-нибудь варианты?

[Alex11]

Калибровать придется любую схему, т.к. чувствительность фотодиода болтается от экземпляра к экземпляру.
Я бы сделал по следующей схеме: светодиод выдает импульсы с частотой 10-20 Гц, сигнал с фотодиода усилить по переменному току, далее подать на АЦП, затем сделать псевдо-синхронное детектирование в смысле, что без опорного сигнала - поискать высокий и низкий уровни, вычесть одно из другого и усреднить. Зоны фронтов выкинуть. Сделать это можно на двух деталях - операционнике и микроконтроллере общей стоимостью два зеленых рубля.

[Stanislav]

Коллеги!
Необходимо реализовать контроль светового потока от светодиода и по определенному порогу дать отсечку, что светодиод неработоспособен.
Со временем (и не только с ним) - мощность излучения падает и надо знать точно: стОит ли его менять или нет?

Пораскинув мозгами - решил, что лучше всего это делать так: ставим направленный фотодиод и в момент измерения...
..........................
Вопрос: какой вариант лучше с т.з. реализации (чтоб без регулировки, мало места и было точно) ? И есть ли еще какие-нибудь варианты?

Мсм, Вы привели 3 варианта исполнения Вами же придуманной системы измерения параметров, и теперь хотите спросить, какой из них наиболее наименее плох?
Для начала - следовало бы привести геометрию системы, и что там можно ставить, и куда.

А ежели хотите знать подход профессиональный альтернативный - так электрические параметры СИД (падение напряжения при заданном токе и температуре) вполне соответствуют степени его деградации.
Попробуйте найти статьи по теме - авось, надобность в направленных фотодиодах и синхронных детекторах отпадёт сама собой.

[Atridies]

Мсм, Вы привели 3 варианта исполнения Вами же придуманной системы измерения параметров, и теперь хотите спросить, какой из них наиболее наименее плох?
Для начала - следовало бы привести геометрию системы, и что там можно ставить, и куда.

А ежели хотите знать подход профессиональный альтернативный - так электрические параметры СИД (падение напряжения при заданном токе и температуре) вполне соответствуют степени его деградации.
Попробуйте найти статьи по теме - авось, надобность в направленных фотодиодах и синхронных детекторах отпадёт сама собой.

Геометрия системы ту ни к чему. Я спрашивал про схемотехнику: как проще, точнее и менее объемного (с т.з. количества компонентов) - выполнить измерения.
Касаемо измерения напряжения при токе и температуре. Я почитал про это, но мне кажется, что такое измерение будет похоже на шарлатанство. В частности вот тут на стр.89 дают графики которые меня пугают. Т.е. во-первых - падение напряжения у одних увеличивается, а у других падает. Причем на разных токах (с разницей в 30%) - графики могут вести себя по-другому.
Где мне получить эталонный график, чтобы относительно его рассчитывать ?

[Tanya]

Коллеги!
Необходимо реализовать контроль светового потока от светодиода и по определенному порогу дать отсечку, что светодиод неработоспособен.

Совершенно непонятно, что и где Вы собираетесь измерять. Где у Вас мало места? Как часто измерять, с какой точностью, с какого расстояния... и зачем все это?

[Herz]

Присоединяюсь к вопросу.

И нет ли здесь противоречия:

Вопрос: какой вариант лучше с т.з. реализации (чтоб без регулировки, мало места и было точно) ?

Необходимо реализовать контроль светового потока от светодиода и по определенному порогу дать отсечку

Порог-то как задавать будете без регулировки?

[Atridies]

Совершенно непонятно, что и где Вы собираетесь измерять. Где у Вас мало места? Как часто измерять, с какой точностью, с какого расстояния... и зачем все это?

Есть система освещения, где указаны требования к минимальному световому потоку. При снижении светового потока - необходимо сказать пользователю, что лампу надо заменить. Причем габариты ламп - довольно скромные.
Чтобы сделать контроль, я хочу сбоку поставить фотодиод, который бы получал часть светового потока от светодиода и на его основе - принималось решение - надо менять лампу или нет.

Точность: если с точностью 0,1 от номинала - будет хорошо. Расстояние между свето- и фотодиодом: 10-15 мм.
Частота измерений - раз в 2-10 часов (не сильно принципиально).

Причем есть особенность: возможна засветка этого фотодиода от Солнца с потоком - раз 5-10 больше, чем от светодиода.

Herz:
Да, без регулировки скорее всего не обойтись.

Для варианта 1: надо фильтр, усилитель с переключаемым коэффициентом и АЦП (на 10-30 Ксэмплов). АЦП можно взять в микроконтроллере - это правда.
Для варианта 2: надо фильтр, усилитель с переключаемым коэффициентом, выпрямитель колебания, пиковый детектор/интегратор, медленное АЦП.
Для варианта 3: синхронное детектирование. Не представляю как это сделать в аналоговом виде на дискретных компонентах с приемлимой точностью.
Какова будет точность измерений по каждому варианту ?

[HardEgor]

Причем есть особенность: возможна засветка этого фотодиода от Солнца с потоком - раз 5-10 больше, чем от светодиода.

Тогда вам нужен контрольный фотодиод, который направлен на внешнюю засветку. И калибровать фотодиоды на абсолютную яркость, чтобы корректно вычитать. А еще всё это будет сильно плыть от температуры...

[Егоров]

Развелось тут умных ламп в гениальных домах. Какая-то пандемия.
Сегодня покупал водонагреватель. Один нормальный, а другой, такого же объема и мощности, втрое дороже, той же фирмы-изготовителя. Но он говорит занудным голосом "Спасибо за подогретую воду!". И температуру не просто ручкой устанавливают, а кнопочками и по дисплею. Жаль, что еще не махалками, как в смартфонах.
Зато, программисты трудоустроились возле обыкновенного бойлера. Дорогая и бессмысленная нашлепка эта быстро сломается, а пока будет работать - ничего кроме раздражения через три дня не принесет
Клиент и так догадается сменить лампу если станет темновато. А пугать его своей бесполезной нашлепкой с процессором, и АЦП, и сложным фильтром... Чепуха это.
Я-то думал, что это в процессе производства для контроля светового потока. Не мог понять почему это нельзя делать в затемненном помещении стандартным люксометром.

[Plain]

подаем на светодиод определенную частоту

Если это позволяется, то задачу несравненно легче решить не подачей частоты и прочей фантастикой, а банальным полным включением/выключением измеряемого светодиода и калибровкой фотодиода эталонным светодиодом.

[Atridies]

Если это позволяется, то задачу несравненно легче решить не подачей частоты и прочей фантастикой, а банальным полным включением/выключением измеряемого светодиода и калибровкой фотодиода эталонным светодиодом.

1. Действительно - как-то не подумал, что можно просто не включать светодиод, что замерить внешнюю подсветку. Спасибо за идею!
2. Про калибровку эталонным светодиодом - да, так и планирую отвязываться от дрейфов фотодиода.

Тут правда есть еще один способ решения данной задачи: можно тупо считать время наработки и температуру. А далее по графику от производителя - рассчитывать световой поток. Это существенно проще, но и ошибка - существенно большое.

[Stanislav]

Геометрия системы ту ни к чему.

Мды?
А по мне, так это основное.

Я спрашивал про схемотехнику: как проще, точнее и менее объемного (с т.з. количества компонентов) - выполнить измерения.

Любая схемотехника никуда не годится, пока Вы имеете смутные представления, что, куда, и зачем ставить, и что конкретно нужно измерять.

Касаемо измерения напряжения при токе и температуре. Я почитал про это, но мне кажется, что такое измерение будет похоже на шарлатанство.

Это только кажется.

Где мне получить эталонный график, чтобы относительно его рассчитывать ?

Даташитов здесь, конечно, недостаточно.
Я встречал статьи на эту тему; к сожалению, с ходу привести не могу.
Можно выяснить экспериментальным путём. Например, путём искусственного состаривания СИД, с замером начальных и конечных параметров при заданных условиях.

[Iptash]

Возможно мощность излучения светодиода прямо пропорциональна току потребления? Если конечно не учитывать других факторов таких как загрязнение светодиодов и т.п. Также я думаю, что при разной освещенности светодиода, он потребляет разный ток, так как светодиод может работать как и фотодиод.) Нужно эксперементировать практически.

[HardEgor]

Возможно мощность излучения светодиода прямо пропорциональна току потребления? Если конечно не учитывать других факторов таких как загрязнение светодиодов и т.п.

Если конечно не учитывать, то всё просто, но кристалл сильно греется , а люминофор и кристалл со временем деградируют.

[Iptash]

Если конечно не учитывать, то всё просто, но кристалл сильно греется , а люминофор и кристалл со временем деградируют.

Когда греется ток потребления изменяется, изменяется и излучение. При деградации также изменяются параметры. Это надо эксперементировать)). У фотодиода также деградация есть). Я уверен, что если световой волне есть препятствия, то изменяются какие то параметры.