Comment mesurer tension générée par LED?

[ojal]

Bonjour,

Les LED 'classiques' possèdent la propriété de réagir avec le flux lumineux qu'elles reçoivent.
Lorsque je branche un voltmètre aux bornes d'une LED, la tension mesurée peut aller jusqu'à 1.5V, cela dépend des LED...
Je ne comprends pas pourquoi je n'arrive pas à mesurer cette tension aux borne de ma platine d'expérimentation qui est une ARDUINO UNO.

Dans un forum ARDUINO, on me dit que le convertisseur A/N de l'ARDUINO ne doit pas avoir une impédance suffisante...

On m'a proposé l'utilisation d'un ampli opé, mais le montage proposé ne marche pas...

Qu'en pensez-vous? Quels sont vos conseils?

Merci par avance
-----

[vincent66]

Bonsoir,
Aux bornes d'une led poilarisée tu mesureras toujours sa tension de seuil, tu parles sans doute d'une photodiode ou alors tu testes un de ces montages à la "branlmoiltruc" dans lesquels une led est censée être capteur..?!
Vincent

[amoniaque]

Hello,

Juste pour le fun je m'amuserai à mesurer le courant produit en c-c sur la DEL à vide, il doit être très faible et à mon avis inférieur à ce que peut consommer l'entrée de ton AOP et de ton Arduino (d'où l'impédance d'entrée pas assez importante). Du fait, la tension à ses bornes doit très certainement chuter.

ou alors tu testes un de ces montages à la "branlmoiltruc" dans lesquels une led est censée être capteur..?!

Comme dit Vincent, la DEL n'est pas faite pour capter mais pour émettre, sinon le constructeur donnerait des belles courbes en fonction du rayonnement capté .

[gabuzo]

Si tu veux faire vraiment l'expérience (au moins pour vérifier que ça ne donne rien), il te faut un aop monté en suiveur qui ait une résistance d'entrée suffisament élevée.
Un ca3130 avec ses 1.5 téraohms (1 500 000 000 000 Ohms)devrait fait l'affaire mais il y en a sûrement d'autre, voir les DS.

[A voir en vidéo sur Futura]

[bobflux]

Le fait que "ça ne marche pas" n'a pas l'air de gêner des centaines de gus qui utilisent des LEDs comme capteurs de poursuite pour leurs panneaux solaires

http://www.redrok.com/electron.htm#led

Juste pour voir, je viens de mettre une LED rouge en plein soleil, elle fournit environ 10 µA. Pas mesuré la tension, la flemme.

[gabuzo]

Et tu vas nous dire aussi que la listes des composants sensibles à la lumière du jour est vide et que c'est bête d'utiliser des composants pour lesquels ils sont prévus. Les photodiodes et autres phototransistors c'est fait pour les blaireaux !
Les montages éxotiques fonctionnent toujours beaucoup mieux c'est bien connu.

[alexis57]

Et tu vas nous dire aussi que la listes des composants sensibles à la lumière du jour est vide et que c'est bête d'utiliser des composants pour lesquels ils sont prévus. Les photodiodes et autres phototransistors c'est fait pour les blaireaux !
Les montages éxotiques fonctionnent toujours beaucoup mieux c'est bien connu.

C'est histoire de dire qu'ils ont fait quelque chose que personne n'a fait et qu'ils sont plus malin !
Je me souviens que l'on peut couper le boitier sur le dessus d'un transistor pour le transformer en photo-transistor...
( transistor avec boitier cylindrique en métal )

Bon sang, utilisez les composants pour les raisons dont ils ont été fabriqué !

[bobflux]

> Les montages éxotiques fonctionnent toujours beaucoup mieux c'est bien connu.

Tout à fait, c'est shadock à mort comme montage, surtout quand on utilise des composants dans une zone non spécifiée de leurs caractéristiques, au moins on est sûr que quelques années plus tard, aucun phénomène de dérive ou de vieillissement ne viendra perturber le calcul du circuit .... vu qu'y avait pas de calcul pour commencer. Le mec dont j'ai mis le site vend des kits comme ça, c'est fendard. Il y en a quelques-uns qui doivent avoir un courant de repos supérieur à la production du panneau solaire...

C'est clair que personnellement je mettrais quelques bons vieux phototransistor et un LM339 mais c'est luxueux

Mais je pense que ojal voulait plutôt tenter l'expérience pour la culture générale (enfin espérons)

Pour mesurer une source d'impédance très élevée avec l'entrée ADC d'un microcontroleur, dans certaines conditions un suiveur n'est pas strictement nécessaire : il suffit de mettre un condensateur en parallèle sur la source.

http://sketchtag.com/KRDbHiAOLC

ADC 2^N Bits
Zs impédance de source
C capa de filtrage
Cs capa d'échantillonnage
If courant de fuite de l'entrée

Lors de l'échantillonnage : si C > 2^N * Cs alors la tension sur C bouge de moins de X LSB.

Ensuite on ajuste la fréquence d'échantillonnage pour que le courant moyen consommé pour charger Cs à chaque échantillonnage provoque une chute de tension dans Zs équivalant à moins de X LSB.

X est au choix... à comparer à l'INL/DNL/offset de l'ADC en question. Donc pour une précision pas trop critique et une vitesse d'échantillonnage lente, pas besoin de suiveur...

Bref pour relier ta LED à ton ADC, mets un condo de 100nF en parallèle, c'est bon.

Mais par pitié ne contrôle pas un panneau solaire de 300kg avec cette chose !!

[Murayama]

Bonjour!

En l'occurrence, il ne s'agit pas de quelque chose que personne
n'a fait, mais de quelque chose de classique, connu, et utilisé
Il est même possible d'utiliser la même LED dans le même circuit
en tant que LED et en tant que mesure de lumière. Ex: pour une
led qui a plus d'intensité le jour pour être visible, et moins la nuit
pour ne pas éblouir.

Pour mesurer l'éclairement avec une LED, un ampli-op en
conversion courant/tension fonctionne très bien.

Pascal

quelque chose que personne n'a fait et qu'ils sont plus malin !

[bobflux]

En l'occurrence, il ne s'agit pas de quelque chose que personne n'a fait, mais de quelque chose de classique

C'est à la mode en ce moment en plus, avec la vague du multitouch :

http://www.youtube.com/watch?v=vC33Q7LnwSE

il y a des tonnes de réalisations de ce style sur le net...

[alexis57]

Je me sui mal exprimé.
Je dirais plutôt que ça fait "rebelle" de détourner un composant pour lequel il est fait ! ça reste amateur, jamais vous ne verrez ce genre de chose dans un système industrielle ou même un système digne de ce nom qui doit fonctionner et doit être vendu !

ça ne reste que de la bidouille.

Pour ce qui est de la vidéo : http://www.youtube.com/watch?v=vC33Q7LnwSE
C'est bien des photo-transistors que je vois en surface !? donc en aucun cas ce ne sont les LEDs qui détectent !

[gabuzo]

ça ne reste que de la bidouille.

Pour ce qui est de la vidéo : http://www.youtube.com/watch?v=vC33Q7LnwSE
C'est bien des photo-transistors que je vois en surface !? donc en aucun cas ce ne sont les LEDs qui détectent !

Si bobfuck te dit que ce sont des leds, ce sont des leds ! Va pas nous le fâcher encore une fois.

Pour le reste on a donné la soluce à Ojal pour faire l'essai, il essaye et puis voilà, tout le monde est content

[jiherve]

Bonjour,

Je me sui mal exprimé.
Je dirais plutôt que ça fait "rebelle" de détourner un composant pour lequel il est fait ! ça reste amateur, jamais vous ne verrez ce genre de chose dans un système industrielle ou même un système digne de ce nom qui doit fonctionner et doit être vendu !

ça ne reste que de la bidouille.

!

C'est bien résumé, j'ai connu l'époque ou on décapsulait un OC70 ou OC77 pour faire des capteurs, c’était au milieu du siècle dernier et pour beaucoup il n'y avait pas d'autre solutions car les composants dédies étaient inaccessible au vulgum pecus, mais moi dont le papa était déjà électronicien j'avais de vraies photodiodes pour faire mes bidouilles.
Faire ça aujourd'hui c'est assez ridicule autrement que dans le cadre du Mc Gyver contest.
JR
PS : une clef anglaise peut aussi servir de marteau à l'occasion!

[bobflux]

C'est bien des photo-transistors que je vois en surface !? donc en aucun cas ce ne sont les LEDs qui détectent !

Boah, le mec intitule sa vidéo "LED Matrices as light sensors" ... mais peut-être qu'il triche ? Tu les vois où les phototransistors ?

[ojal]

Bonjour à tous

Je vois que le sujet déchaine les passions, preuve que vous êtes passionnés
Pour ma part, je suis grand grand débutant en électronique, donc veuillez excuser une question peut être jugée comme idiote par certains
Je n'ai pas l'objectif de détourner tel ou tel composant, loin de moi l'esprit rebelle
Je voulais 'simplement' essayer de piloter l'orientation de systèmes solaires diverses grâce à quelques capteurs, un ARDUINO et quelques servo moteurs. Tout ceci avec des composant pas trop sophistiqués et peu onéreux...

Après quelques lectures, j'en suis arrivé à mettre un voltmètre aux bornes d'une simple LED et j'ai en effet constaté qu'il y avait bien une variation 'intéressante' de la tension aux borne de la LED...
Ma problématique a ensuite été de mesurer cette tension avec le convertisseur analogique / numérique mon ARDUINO...
Je reste d'ailleurs toujours bloqué sur ce point...

Si d'autres composant simples sont plus appropriés, je peux les intégrer sans problème...

J'ai sous la main 2 photo résistances, mais dans ce cas d'application, je les trouve moyennement intéressantes car elle n'ont pas l'optique que possède une LED et de ce fait n'ont pas de variation notoire en terme de directivité par rapport au rayon lumineux qui l'éclaire... Il faudrait avoir recours à un masque mécanique (tube ou parois) alors que la LED est très directive et semble pouvoir être utilisée sans mécanique...
Bien que mécanicien de base, je fais toujours la chasse à la mécanique dès que possible...

Voila donc ou j'en suis... Je vais essayer d'intégrer les conseils précédents dès que j'ai un moment...
Pour info le seule ampli opé que j'ai sous la main est un UA741CN.

Merci

[Antoane]

C'est bien résumé, j'ai connu l'époque ou on décapsulait un OC70 ou OC77 pour faire des capteurs, c’était au milieu du siècle dernier et pour beaucoup il n'y avait pas d'autre solutions car les composants dédies étaient inaccessible au vulgum pecus, mais moi dont le papa était déjà électronicien j'avais de vraies photodiodes pour faire mes bidouilles.
Faire ça aujourd'hui c'est assez ridicule autrement que dans le cadre du Mc Gyver contest.
PS : une clef anglaise peut aussi servir de marteau à l'occasion!

Je ne me savais pas rebelle...

Certes, ne pas s'en servir pour un vrai montage (pour ça, on reste bien dans les specs (à la Daudet)), mais faut bien avouer qu'il est bien plus jouisif d'utiliser un 4069B (pas ceux de Motorola) qu'un TL081, qu'il est plus plaisant de limer le dessus d'une led et d'un 2N2222 que de sortir un 3N29...
D'ailleurs :
"Quand on emploie une clé à molette comme marteau pour clouer une vis de 4, et que ça ne veut pas, il suffit de prendre une clé plus grosse et de taper plus fort: ça finira bien par rentrer" Tropique

[arsene de gallium]

Faire ce genre de bidouille me semble sain.
C'est la curiosité qui est vraiment le moteur de la nouveauté même si le résultat sera médiocre voir sans intérêt.
Ce n'est pas la rigueur qui motive ce genre d'expérience, mais bien la curiosité.
De la curiosité nait la passion puis la recherche du fonctionnement et la rigueur.
Aujourd'hui on veut immédiatement le résultat parfait, sans comprendre le fonctionnement du composant.
Le "on fait comme ça et pis c'est tout" est à mon sens le mal de notre époque. Tout est prévu, tout est normalisé, tout est spécifié. Oui et alors pourquoi ne pas sortir des sentiers battus ?

[alexis57]

Le "on fait comme ça et pis c'est tout" est à mon sens le mal de notre époque. Tout est prévu, tout est normalisé, tout est spécifié. Oui et alors pourquoi ne pas sortir des sentiers battus ?

Car la majorité veut quelque chose de fonctionnelle, stable et fiable.
Après il faut effectivement savoir ce que l'on veut et voir dans quelle position nous nous trouvons pour utiliser de genre de choses.
Détourner un composant de sa fonction première n'est pas ce que l'on peut dire être quelque chose de "fiable", il n'y a aucune caractéristique, rien, nada.

Ojal a eu sa réponse, pour mon cas, peut être tenter avec un galvanomètre en // de la LED et un voltmètre.

[ojal]

Si je résume:
- Je peux mesurer une variation de tension aux bornes d'une LED avec un voltmètre
- Je n'arrive pas sans un montage à mesurer la tension aux borne de la LED avec le convertisseur de mon ARDUINO

J'aimerais comprendre pourquoi l'ARDUINO n'arrive pas à mesurer cette tension? A priori problème d'impédance insuffisante de l'ARDUINO... Ca ne me dit pas grand chose...

Quel montage me préconisez-vous pour que la tension mesurable au voltmètre soit convertissable par mon ARDUINO?

La réponse de bobfuck semble assez réfléchie et en effet en mettant en parallèle un condo de 100nF, j'obtiens un résultat stable...

Le résultat obtenu subit une chute de tension par rapport à ce que le voltmètre m'indique.
Par exemple le voltmètre m'indique 1.06V quand le convertisseur m'indique 0.678V
A éclairement maximum de la LED, 2,00V sur le voltmètre et 1.61V sur le convertisseur.
La tension chute de façon à priori significative avec l'éclairement jusqu'à 0V.

Ceci donne donc une plage de variation tout à fait exploitable.

MAIS lorsque je débranche le voltmètre, j'obtiens une plage de variation beaucoup moins importante avec des valeurs variant simplement de 1,22V à 1.41V... Je n'arrive plus de fait à mettre en évidence la directivité du flux lumineux... Certainement une histoire d'impédance, mais que je ne comprends pas...

Sauriez-vous m'éclairer ???

[jiherve]

Bonjour
comme presque tous les capteur photosensibles ta LED peut fonctionner en mode photovoltaïque , elle peut alors débiter un courant (à peu près proportionnel à l’éclairement) sur une charge qui sera de préférence résistive pure de valeur pas trop élevée pour correspondre à la faible compliance de la source de courant constituée par la LED ou bien en mode photoconductrice dans ce cas c'est le courant que laisse passer la diode polarisée en inverse qui suit l’éclairement, ce mode est beaucoup plus sensible que le premier, il demande pour être exploité un ampli transimpedance dont on trouve une foule de schémas sur le Web.
Si tu ne dispose que de 741 c'est mal barré vu le courant d'entrée de l'engin, essayes de te procurer un ampli à entrée FET, un TL08X fera l'affaire si tu disposes d'une alim +-5V min.
Ton problème de mesure vient du fait que hors la présence du biglo ton entrée de mesure n'est pas une charge résistive et fournit sans doute elle même du courant, place une 100K en charge en // (normalement c'est beaucoup trop).
JR

[gabuzo]

Tu as une solution en début de post, au moins pour résoudre le problème de l'impédance.

[gabuzo]

Et si tu nous montrais le montage à base d'aop que l'on t'a conseillé et qui ne marche pas, on pourra peut-être te dire pourquoi ça ne marche pas, un suiveur de tension normalement c'est pas facile à rater

[PA5CAL]

Bonjour

Une led exposée au soleil produit un courant I_ph. La tension U_R qui apparaît à ses bornes dépend du circuit extérieur. Le fait d'utiliser un voltmètre pour mesurer cette tension revient à placer en parallèle sur la led une résistance R de valeur élevée (celle du voltmètre). La tension mesurée est alors :



En utilisant un ampèremètre, U_R serait pratiquement nulle, mais on mesurerait directement le courant I_ph.


Tu indiques que l'ARDUINO n'arrive pas à mesurer de tension.

As-tu évalué la valeur à laquelle tu pouvais t'attendre ? En d'autres termes, dans ton test, quelle est l'impédance d'entrée de l'ARDUINO et quel est le courant produit par la led ?

As-tu branché la led dans le bon sens ?

[bobflux]

Vu que je suis en train de me familiariser avec le Cortex-M0 je me suis mis à bidouiller... hop quelques LEDs orange "haute luminosité" et c'est parti.

Donc pour ce qui est de la LED en photopile : en plein soleil, on obtient quelques µA... il faut énormément de lumière. Au moins, ça ne sature pas !... Bon au niveau de la précision ça vaut ce que ça vaut...

Pour la connecter à l'ADC du microcontroleur (qui n'est donc pas un Arduino) éh bien... je l'ai juste branchée dessus. Les mesures sont assez bruitées, beaucoup moins avec une capa de 100nF en parallèle.

N'oublie pas de désactiver le buffer d'entrée numérique et le pullup sur l'entrée analogique de ton arduino.

Comme la LED fournit un courant très faible, voire microscopique, et que chaque conversion ADC mange un petit paquet de charge (charge x fréquence = courant) tu dois convertir à une fréquence faible, par exemple 10 fois par seconde.

Aussi, pour contrôler les courants de fuite, n'oublie pas de nettoyer tes résidus de flux de soudure et de bien sécher après !...

Comme le dit pascal, U=RI ! Et il vaudrait mieux que R soit connu... l'impédance d'une entrée du uC n'est pas vraiment connue. Donc une résistance de forte valeur (mais plus faible que l'impédance d'entrée du uC) en parallèle avec la LED peut aider.

Enfin, un petit AOP en convertisseur courant - tension c'est bien aussi

Avec la LED dans l'autre sens (en photodiode) ça prend 2 pins du uC (LED polarisée en direct pour l'allumer et en inverse pour mesurer le courant de photodiode). Le but étant d'allumer toutes les LEDs sauf une, et de lire l'intensité reçue par celle qui est éteinte pour détecter la présence d'un doigt à proximité.

Ça se comporte à peu près comme une photodiode... le courant inverse est très faible. Comme c'est une bidouille dont le but n'est pas de faire un multitouch mais de faire tourner l'ADC du cortex, je suis allé directement vers le mode le plus sale :
- on allume toutes les LEDs sauf une (y'en a 3...)
- on met l'anode et la cathode de la LED éteinte au +
- on laisse flotter l'anode
- on attend
- on mesure la tension sur l'anode
- on attend
- on re-mesure la tension sur l'anode

la différence entre les mesures donne le courant de photodiode * temps / capacité parasite du machin qui est inconnue avec une petite autocalibration en soft, les LEDs s'allument quand on approche le doigt. Mais bon c'est quand même pourri : Il faudrait vraiment un ampli de photodiode...

verdict : y'a pas de miracle, un phototransistor c'est quand même un peu plus pratique...

[ojal]

Et si tu nous montrais le montage à base d'aop que l'on t'a conseillé et qui ne marche pas, on pourra peut-être te dire pourquoi ça ne marche pas, un suiveur de tension normalement c'est pas facile à rater

Voici le shéma qui m'a été conseillé sur un autre forum dédié ARDUINO:

Il me donne toujours beaucoup de bruit sauf quand la LED est très éclairée...

[ojal]

En d'autres termes, dans ton test, quelle est l'impédance d'entrée de l'ARDUINO et quel est le courant produit par la led ?

C'est justement sur cela que je bute... Je vais me renseigner sur l'impédance d'entrée de l'ARDUINO... L'impédance de mon voltmètre n'est pas indiquée...
Le courant produit par la LED, je ne le connais pas mais il doit en effet être faible ce qui fait que ma mesure est totalement bruitée et instable...

[bobflux]

Ton image ne passe pas, il faut avoir un compte sur arduino.cc pour la voir...

Si tu veux orienter un panneau solaire avec, fais un test en plein soleil...

[ojal]

L'impédance d'entrée de l'ARDUINO semble être:

RAIN Analog Input Resistance 100 MΩ

Ça confirme que c'est une impédance faible???

[ojal]

Je note aussi cela dans la doc ATMEL :

24.6.1 Analog Input Circuitry
The analog input circuitry for single ended channels is illustrated in Figure 24-8. An analog
source applied to ADCn is subjected to the pin capacitance and input leakage of that pin, regardless
of whether that channel is selected as input for the ADC. When the channel is selected, the
source must drive the S/H capacitor through the series resistance (combined resistance in the
input path).
The ADC is optimized for analog signals with an output impedance of approximately 10 kΩ or
less. If such a source is used, the sampling time will be negligible. If a source with higher impedance
is used, the sampling time will depend on how long time the source needs to charge the
S/H capacitor, with can vary widely. The user is recommended to only use low impedance
sources with slowly varying signals, since this minimizes the required charge transfer to the S/H
capacitor.
Signal components higher than the Nyquist frequency (fADC/2) should not be present for either
kind of channels, to avoid distortion from unpredictable signal convolution. The user is advised
to remove high frequency components with a low-pass filter before applying the signals as
inputs to the ADC.

je ne sais pas vraiment interpréter tout ça...

[ojal]

Ton image ne passe pas, il faut avoir un compte sur arduino.cc pour la voir...

Si tu veux orienter un panneau solaire avec, fais un test en plein soleil...

Le voila visible !