1.3 Датчик

По заданию датчик BPW34 является фотометрическим, имеет максимальную чувствительность в красной и ИК областях спектра. Представляет собой фотодиод. Фотодиод имеет гораздо более высокую эффективность преобразования, чем ячейки солнечной батареи. Используется в случаях, когда нужен датчик очень маленьких размеров. Его техничесские характеристики:

Наименование	BPW34
Тип	PIN фотодиод
Угол 2Θ1/2 °	130
Длина волны, нм	900
Диапазон волн, нм	600 - 1050
Максимальный темновой ток коллектора, нА	30
Материал	кремний
Макс. раб. частота, кГц	2500
Диапазон рабочих температур, °С	-55…+100
Площадь чувствительного элемента, мм2	7.5

Рис.3 Датчик BPW34 в корпусе

Фотодио́д — приёмник оптического излучения, который преобразует попавший на его фоточувствительную область свет в электрический заряд за счёт процессов вp-n-переходе.

Фотодиод, работа которого основана на фотовольтаическом эффекте (разделение электронов и дырок в p- и n- области, за счёт чего образуется заряд и ЭДС), называется солнечным элементом. Кроме p-n фотодиодов, существуют и p-i-n фотодиоды, в которых между слоями p- и n- находится слой нелегированного полупроводника i. p-n и p-i-n фотодиоды только преобразуют свет в электрический ток, но не усиливают его, в отличие от лавинных фотодиодов и фототранзисторов.

4. Светодиодный Индикатор

Для вывода информации будем использовать семисегментный светодиодный индикатор hp 5082-7730.

Рис.6 Сегменты LED индикатора hp 5082-7730

1. Схема управления LED индикатором

Выход микроконтроллера AVR способен «поглащать» выходной ток до 20 мА (то есть ток втекает в выход и через внутренний n-канальный МОП-транзистор отводится на «землю»). Благодаря чему становится принципиально возможно подключать сегменты светодиодного дисплея непосредственно к выходам микроконтроллера AVR через токоограничительные резисторы R1…R8

Рис.7 Непосредственное управление семисегментным индикатором hp 5082-7730 через порт В микроконтроллера AVR

Несмотря на то что каждый из выходов микроконтроллера способен работать при силе выходного тока 20 мА, в отношении предельно допустимых параметров устройства действуют определенные ограничения. Так, например, сумма всех выходных токов не должна превышать 200 мА, а сумма выходных токов портов В и С – 100 мА. Учитывая эти ограничения, сила тока должна быть выше 100 мА:8 = 12,5 мА, при условии, что включены все семь сегментов и десятичная запятая. Также можно допустить, что порт В, изображенный на Рис.7 – единственный порт, работающий с упомянутым выше током.

Для того чтобы определить номинал резисторов R1…R8, предназначенных для получения тока требуемой силы 12,5 мА, используем заданное в спецификации индикатора hp 5082-7730 прямое напряжение светодиода Uled = 1.5 В, а также указанное в характеристиках микроконтроллера AVR падение напряжения на выходном каскаде Us≈ 0.3 В.

Значение сопротивления определяется по формуле :

Ближайшее значение в стандартном ряду составляет 270 Ω.

Учитывая достаточно высокую нагрузку по току микроконтроллера AVR при непосредственном управлении светодиодным дисплеем, в глаза бросается еще один недостаток: даже одна отображаемая на дисплее позиция требует восемь выводов порта микроконтроллера! По этой причине при отображении нескольких позиций они, как правило, представляются в виде матрицы и обрабатываются в многока¬нальной системе с временным разделением каналов.