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?

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.

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 ?

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?

Присоединяюсь к вопросу.

И нет ли здесь противоречия:


Порог-то как задавать будете без регулировки?

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 ?

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...

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.

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.

Мды?
А по мне, так это основное.

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


Это только кажется.

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.

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.

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.

При правильной организации питания ток светодиода не меняется, для этого и существует драйвер. Конечно, если речь не идет о срабатывании защиты от перегрева.

По потребляемой мощности можно только судить работает светодиод или нет, при деградации падение напряжения на белых светодиодах обычно увеличивается, а т.к. обычно они питаются от источника тока, то и потребляемая мощность увеличивается, НО при этом светодиод может еле еле светиться, т.к. деградировал сильно. Т.е. мощность он жрёт, а вот эффективность преобразования её в свет плохая.

Значит меняется напряжение. И то и то можно контролировать.

Тут всё же без экспериментов не обойтись.
Разная технология даёт разное изменение электрических параметров по мере старения. И даже в рамках одной технологии могут быть различия.
Так что, мсм, данный подход имеет смысл, если номенклатура приборов известна, а сами они прошли необходимый цикл испытаний.
А "на все случаи жизни", скорее всего, что-то посложнее придётся ваять...

ЗЫ. С производителями СИД можно ещё попробовать связаться. Читал, что они иногда дают характеристики старения по запросу.

У любого белого светодиода при номинальном токе, яркостная характеристика сначала растёт со временем, потом падает.

при номинальном токе+20% деградация в 10% от начального светового потока наступает через 4-5 лет.

проверялось длительным прогоном светильиков, светодиоды самсунг.

светодиодные системы с измерением потока и обратной связью по яркости , применяются там, где нормированное освещение рабочих мест
типа ювелирка и прочие мелкие работы.

там ставится диммируемый драйвер и организуется обратная связь по фотодатчику на рабочем месте.

Сколько часов в сутки работали?

Ещё надо учитывать, что люминофор деградирует независимо от диода, то есть эту составляющую электрически не померить без фотодиода.

Деградация (возгонка) люминофора способствует не падению, а, наоборот, росту мощности излучения.
А что именно нужно Автору темы, не до конца понятно мне.

Если речь идёт именно о яркости, потребуется измеритель, моделирующий кривую спектральной чувствительности глаза для заданной её (яркости) величины (фотометр).
Уход цветовой температуры можно скомпенсировать только применением СИД с различным спектральным составом излучения в одном светильнике, и раздельным их диммированием. Фотометром здесь не обойтись; потребуется колориметр.

24/7