LED 

Come usare diversamente un led

"Electronic design"  di R.Chirio

 Premessa 

Febbraio 2010

Il diodo LED è sempre un semiconduttore e ci sono modi di usarlo diversamente rispetto alla sua funzione principale di fare luce....

 Led come fotodiodo o photodiode

Tutti i diodi led, oltre ad emettere luce, sono anche sensibili alla luce. Non saranno così sensibili come i fotodiodi, o i foto transistor, progettati specificatamente per questo scopo con superfici maggiorate, ma anche con i diodi led è possibile leggere un segnale elettrico proporzionale all'intensità luminosa.

E' stato usato un comune led rosso da 5mm lentinato trasparente.

Collegato direttamente ad un multimetro o ingresso di oscilloscopio è già possibile leggere un segnale in mV in funzione della sorgente luminosa dove viene direzionato.

Se si vuole avere un segnale sensibile anche con pochissima luce, realizzare lo schema proposto, dove il segnale in mV del led viene amplificato dal circuito con operazionale LM358, il primo stadio è un amplificatore a guadagno variabile. Con il trimmer si può variare l'amplificazione del segnale del led, adattarlo cioè alla intensità di luce che si vuole misurare.

Il filtro passa basso composto da R2 e C1 riduce i disturbi e ammorbidisce il segnale. L'ultimo stadio è un inseguitore per adattare l'impedenza e dare un segnale condizionato sull'uscita anche con basse impedenze.

Collegare l'uscita a un Voltmetro Digitale sulla portata 2V o anche 20V in quanto potremmo avere anche 7-8V pp di ampiezza in caso di forte intensità di luce; con oscilloscopio potremo verificare l'intensità e l'ampiezza del segnale.

 Forma d'onda letta direttamente su i terminali di un led RED 5mm posizionato a 1mt da un tubo neon 36W tradizionale a 50Hz .

Leggiamo quindi un buon segnale che corrisponde alla forma d'onda della luce emessa dal tubo.

Nel caso di tubi neon basso consumo elettronici, la pulsazione 50Hz sarà modulata da una frequenza di 20-40Hkz. 

Tutti i led se colpiti dalla luce danno un segnale, anche i power led, chiaramente i led Bianchi avranno un segnale più basso in quanto sono filtrati otticamente per dare l'emissione bianca. Da provare led di vario colore e anche quelli ultravioletti e infrarossi. In genere presentano maggiori sensibilità verso la lunghezza d'onda per la quale sono stati costruiti. Così che utilizzando un led per UV è possibile leggere luce con emissione nella banda UV.

 Oscillatore RF a frequenza variabile  (Led come un varicap)

Si utilizza sempre il solito transistor RF da 0,5W tipo 2N2222A  oppure BC547  con fT 300Mhz  

Per cambiare la frequenza di oscillazione, generalmente si usa un condensatore variabile o un piccolo compensatore, ma utilizzando la capacità della giunzione di un Led è possibile ottenere una variazione di capacità, semplicemente polarizzando con tensione variabile la giunzione del led, con tensione 0V si ha la massima capacità, aumentando il voltaggio applicato la capacità diminuisce.

In questa applicazione sono stati usati due led rossi da 5mm, la capacità su tale led varia da 10 a 22pF  sono stati usati due led in parallelo per avere circa 40pF.

Ruotando il trimmer R2 è possibile avere una escursione di frequenza da circa 100Mhz fino a 110Mhz.

Aggiungendo a questo schema, un microfono e un preamplificatore BF, è possibile realizzare un sensibile e stabile radiomicrofono spia nella banda FM, cioè ascoltabile con una comune radio a Modulazione di frequenza. E' necessario aggiungere un circuito accordato per collegare un cavo per antenna.

Ovviamente, usando diodi Varicap o Varactor, otteniamo una migliore  e più lineare e maggiore regolazione, ma questa è la pagina dei Led.....

Si nota che pur essendo percorsi da una corrente debolissima i led tendono ad accendersi leggermente, per effetto diretto della radiofrequenza irradiata.

Questo è il circuito dell'oscillatore realizzato su una basetta millefori. Si notano i due Led usati come Varicap. Sulla sinistra il trimmer per fare variare la frequenza.

Questa è la forma d'onda rilevata tra il collettore del Q2 e la massa. E' necessario usare una sonda per RF con bassa capacità.

Frequenza minima di 99.4Mhz  massima di 111.9Mhz

 Radio microfono FM  (Led come un varicap)

Si utilizza sempre il solito transistor RF da 0,5W tipo 2N2222A  oppure BC547  con fT 300Mhz  

Per cambiare la frequenza di oscillazione, si può mettere un compensatore da 15pF al posto di C4, oppure anche solo spaziando o restringendo la spaziatura tra le spire otteniamo la sintonia su quasi tutta la banda FM.

Usando i due led Rossi si ottiene una buona modulazione da +/- 75Khz necessaria per avere un buon audio  FMW, ma è importante dare un segnale audio di almeno 2,5V RMS  per questo si regola il trimmer R2 per avere la massima ampiezza della modulazione.

Per una modulazione FM narrow (+/-3khz) basta togliere uno dei led ed abbassare il segnale audio finché l'ascolto è buono, senza distorsioni.

Il mIcrofono deve essere del tipo a Condensatore con buona sensibilità. 

Il circuito RF è da circa 10mW sufficiente per irradiare 10-30mt un buon segnale RF, per aumentare la portata collegare 75cm di cavo sull'uscita antenna.

Se al posto del microfono mettiamo il circuito generatore di rumore bianco ed amplifichiamo al massimo, realizziamo un efficace Jammer in grado di Sweeppare su tutta la frequenza FM, disturbando tutta la gamma con rumori e disturbi.

Si nota che pur essendo percorsi da una corrente debolissima i led tendono ad accendersi leggermente, per effetto diretto della radiofrequenza irradiata.