光敏二極管能夠?qū)崿F(xiàn)很多應(yīng)用，用于光度檢測即是其一。我們在一些產(chǎn)品中就曾使用S1336-5BQ光敏二極管進(jìn)行光度值檢測。所以在本篇中，我們將討論如何設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)S1336-5BQ光敏二極管用于光度檢測的驅(qū)動(dòng)。

1、功能概述

??根據(jù)相關(guān)的資料，光電二極管S1336-5BQ的光譜響應(yīng)范圍為：190~1100nm范圍，最靈敏的波長是960nm。而且光電二極管S1336-5BQ每100lx的光照對應(yīng)有5μA的電流。于是我們可以據(jù)此設(shè)計(jì)一個(gè)電路，將電流的變化改變?yōu)殡妷鹤兓唧w原理圖設(shè)計(jì)如下：

??上圖中R5是采樣電阻，其阻值決定測量范圍，電源VCC，默認(rèn)采用5V標(biāo)準(zhǔn)電源。我們可以知道輸出電壓與光度值的函數(shù)關(guān)系為：

??其中l(wèi)ux為光度值，Vo為輸出電壓，Vf為參考電壓。所以我們可以看到光度值與輸出電壓是線性關(guān)系，我們檢測到輸出電壓就可以得到光度值。

2、驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

??我們明白了使用光電二極管S1336-5BQ檢測光強(qiáng)的原理，接下來我們需要根據(jù)這一原理實(shí)現(xiàn)代碼。

2.1、對象定義

??在使用之前我們要定義一個(gè)LUX對象，因此需要LUX對象類型。我們根據(jù)測量原理抽象可得：

/* 定義光度檢測對象類型 */

typedef struct LuxObject {

? float isc100lux; //每100個(gè)光度變化所對應(yīng)的電流變化

? float rnf; //采樣電阻的值

? float vref; //參考電壓

? float lux; //光度值

}LuxObjectType;

??有了對象我們還不能夠立即使用，必須將對象初始化后方可使用。所以我們根據(jù)對象編寫其初始化函數(shù)：

/* 光度檢測對象初始化 */

void LuxInitialization(LuxObjectType *lm，float isc，float vref，float rnf)

{

? if(lm==NULL)

? {

? return;

? }

?

? lm->lux=0.0;

? lm->isc100lux=isc;

? lm->rnf=rnf;

? lm->vref=vref;

}

2.2、對象操作

??我們已經(jīng)有了對象并對其進(jìn)行了初始化。接下來我們就可以操作對象得到光度值。根據(jù)前面的測量原理我們可以得到光度值的計(jì)算公式：

我們就按此公式計(jì)算光度值：

/*計(jì)算光照強(qiáng)度*/

float CalcLxIllumination(LuxObjectType *lm，float mVoltage)

{

 float lux=0.0;

 lux=(mVoltage-lm->vref)*100/(lm->rnf*lm->isc100lux);

   lm->lux=lux;

 return lux;

}

??而輸入的電壓值就是通過采集電路得到的輸出電壓。

3、驅(qū)動(dòng)的使用

??在我們的應(yīng)用中，我們的光源波長則在254nm最顯著，包括其它600nm以內(nèi)的光波，這個(gè)正好處于S1336-5BQ光電二極管190~1100nm范圍測量范圍之內(nèi)。

??前面測量電路的輸出作為輸入信號接入到ADC中。在ADC前端加一些必要的保護(hù)，但不對信號進(jìn)行處理，具體如下圖所示：

??當(dāng)然如果需要也可以作放大縮小等處理，從而符合ADC輸入的要求。但不會(huì)改變光度值的檢測范圍。

??同樣的我們先使用LuxObjectType定義對象變量并初始化。當(dāng)然，如果有多個(gè)也可以使用數(shù)組處理。這里只以單個(gè)對象為例：

??LuxObjectType lm；

??LuxInitialization(&lm，0.000005，2.5，10000.0)；

??定義并初始化對象完成之后，我們就可以調(diào)用CalcLxIllumination函數(shù)計(jì)算光度值：

??CalcLxIllumination(&lm，2.738)；

??可得到結(jié)果：lux=476。

4、應(yīng)用總結(jié)

??使用S1336-5BQ光電二極管進(jìn)行光度測量的原理比較簡單。我們在臭氧發(fā)生器中，使用其檢測紫外光的強(qiáng)度也取得了預(yù)期的效果。

??對于檢測光強(qiáng)的范圍完全由采樣電阻決定。在我們的設(shè)備中我們可以檢測0~5000lux的光強(qiáng)。如果想采用不同的范圍則可以通過調(diào)整采樣電阻的值來實(shí)現(xiàn)。