▌01是否LED可用作光敏感器?
我们都知道，一个动态圆形电磁扬声器既可以播放声音，也可以作为麦克风来检测声音。同样，DC电机可以将电能转换为动能，也可以将动能转换为电能。所以，一个LED光也可以转化为电信号，然后可以用作光电传感器吗?
1.电磁检测方案
红外(激光)对照光电开关最早用于智能汽车竞赛车型的计时。由于这种方法需要在赛道两侧安装发射和接收光电管，因此设计对齐等操作比较麻烦，而且由于车型碰撞，也容易出现计时错误。
后来，更换为电磁感应原理的车辆模式检测方案[3]只需在检测现场的轨道下铺设线圈，并使用安装在车辆模式上的永磁铁产生触发信号。检测线圈相对隐蔽，不易被碰撞损坏，但有一定的确定性：例如，当车辆模式运行缓慢或安装在车辆模式上的永磁铁相对较小时，可能导致无法计时;同时，由于周围安装了无线充电设备，也会导致误触发。
2.光电检测方案
使用半导体光敏管检测汽车模压的方法在一定程度上克服了电磁方案。2018年10月，前北京科技大学智能车队童超给出了基于光敏三极管的车型检测方案[4]。
▲测量光带检测的灵敏度
并对该方案进行了测试，无论是在室内环境中，光线相对较弱的情况下，还是在室外阳光下都能自动识别检测性能。
为了避免测量光带对赛道表面颜色的影响，在部署过程中，用白色胶带将测试板固定在赛道上。虽然有白色胶带，但对检测性能没有影响。
▲白色胶带覆盖后的检测性能
在四川省智能汽车比赛中，光电检测板[5]也被用作汽车模型检测方法，提高了比赛时间测量的稳定性和精度。特别是光电板的表面设置为黑白相间，与轨道末端的斑马线融合，减少了对轨道高度和视觉的影响。
▲在斑马带中间铺设感光带
3.如何降低成本
前面使用的光电检测板基本上使用了具有相同性质的光敏三极管或半导体器件。当模具轮胎压力过大时，光敏装置的入射光强度会影响电流和电压的变化，然后使用单片机进行检测。
为了使用不同的模具车轮宽度，需要将光电管之间的间距控制在1-3厘米之间。因此，在整个45cm的有限检测范围内，一个光电检测板可能需要20-50个光敏管。
在2021年全国大学生智能车大赛中，由于加入了三岔路口，AI根据智能视觉组的要求，轨道所需的检测板可能会增加到5-10，因此讨论降低检测板成本具有一定意义。
与光电管的成本相比，LED价格要低得多。例如，对于0603封装的红色LED，100支的价格只有几块钱，远低于普通光敏三极管的价格，所以我们提出是否可以使用LED制作光电检测板的问题。
▌02LED光线检测
在LightSensors[6]对检测光传感器进行了回顾。下面检测到的相关文章是用来使用的“LEDaslightsensor”在bing一些文献是通过搜索获得的。
1.LED产生光伏电压
在LEDsAsLightSensors[7]作者Zorink演示了红色LED两端产生的电压在不同的光强下是不同的。光线越强，LED电压越大。
▲红色LED在不同的光强下，两端产生不同的电压
通过引用的WiKiPedia的内容，LED相应光谱的波长等于或小于LED发送的光谱波长。比如绿色的LED，它可以对绿色或蓝色产生相应的电压，但不能对红色产生响应。
但是，Zorink虽然也通过实验显示，LED可以产生相应的直流电压，但普通万用表的电流齿轮无法测试LED可以输出的电流。LED将光转换为电能的效率很低。
在LEDASaLIGHTSENSOR[8]演示使用LED作为光传感器的实验，并在ArduinoUNO上通过ADC读取LED上面的电压控制另一个LED点亮和关闭。
▲利用Ardiuno来检测LED上面的光敏电压控制另一个LED的状态
类似的实验也在文章中USINGLEDASALIGHTSENSOR?SEEHOWISITPOSSIBLE[9]给出。
2.应用LED制作触摸屏的矩阵
在Multi-TouchSensingthroughLEDMatrixDisplays[10]作者上载了一个基于LED由阵列制成的触摸屏。通过测量显示LED对于光检测信号，可以获得手指在触摸屏上的位置和触摸强度。
▲使用LED实现触摸感知的矩阵
不幸的是，这个网页没有透露更多的技术细节。
同样，博文也提到早在1977年，ForrestM.Mins就在它的"Engineer'sNotebooks"提到，LED可用于光电二极管。
来自于Altera公司的白皮书，UsingLEDsasLight-LevelSensorsandEmitters[11]给出利用LED在关闭期间感知环境光强，并将其作为控制发光的反馈PWM进而使输出光信号的对比度保持一致。
▲利用LED感知环境光作为反馈控制LED发光强度
3.用三极管放大LED反向光敏电流
Activity:LEDaslightsensor[12]是来自AD公司网站WiKi一篇文章介绍了三极管的使用，达林顿管将是红色的LED反向光敏电流放大后，获得周围光变化的实验。
▲用达林顿管放大LED光敏反向电流
◎实验元件：
NPN三极管：2N3904，或者SSM2212
电阻：100kΩ，2.2kΩ
LED：红、黄、绿
红外LED：QED-123
在LEDAsLightSensor[13]用运放放大LED反向光敏电流(1)MΩ电阻)会产生光强信号。
▲CircuitDiagramofanLEDaslightsensor
4.LED作为光敏二极管的动态特性
JonClift的博文ExperimentingWithUsinganLEDasaLightSensor在[14]中使用OP177来放大红色LED反向光敏电流方案。LED作为光敏二极管的动态响应特性。
