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首先大家都知道，LED有一个最明显的特性就是电致发光效应，说白了就是给LED通电，它就会发光
但是不要忘了，LED本质上还是一个半导体二极管，有一个PN结
我记得书上说过，PN结有一个很有意思的特性，就是很容易受到光线的“干扰”
即当太阳光或其他光照射半导体的PN结时，就会在PN结的两边出现电压，前辈们给它起了个名字叫做光生伏打效应
于是，光敏二极管、光敏三极管的出现替代了笨重娇气的光电管，
更有甚者，把二极管做成片状追求光生伏打效应的最大化，叫做太阳能电池
既然LED能把电能转化成为光能，那么能不能也把光能转化成为电能呢？
为了测试不同LED的光伏效应，对不同种类LED进行了粗略的测试
测试条件:2015年3月，天气：晴；时间：13：00；地点： 朝南阳光充足的房间
分别于阳光直射下和室内环境进行测试，看看不同种类LED的光伏效应如何
首先是最普通的红色5mmLED
室内环境下有33.1mV光生电压产生
图片:002.jpg
这是放在窗口阳光直射下，输出暴涨，达到775mV
图片:003.jpg
普通5mm黄色LED，室内环境光生电压54mV
图片:005.jpg
阳光直射下光生电压1.465V
图片:004.jpg
普通5mm绿色LED，室内环境光生电压26mV
图片:006.jpg
阳光直射下光生电压1453mV
图片:007.jpg
最后来一个BOSS的，5W白光LED，内部是4颗核心两并两串
阳光直射下能够产生4.61V的光生电压！
图片:001.jpg
上面看了这么多，那么是不是LED就可以当太阳能电池用了呢？
答案是否定的，太阳能电池追求的是尽可能高的光-电转换效率，输出较大的功率
LED在这一点上是远远赶不上的，以刚才那颗在阳光直射下产生4.61V光生电压的5WLED来说
产生的电流只有区区1mA不到。
伟大领袖毛主席教导我们说：一切事物无不具有两重性，既然LED不能做太阳能电池，那做个光敏穿感器还是可以的
正好想到光控路灯，这种灯天亮就灭，天黑就亮
其原理往往是利用光敏元件去控制照明电路
而现在有这样一种元件，这种叫做发光二极管的元件通电会发光，遇光会发电
那换一种方式，能不能让这个元件在照明的同时又能兼容光敏传感器，自己控制自己呢？
伟大领袖毛主席继续教导我们说：任何新生事物的成长都是要经过艰难曲折的
目标很简单：1、有光就灭，没光就亮
2、LED既做光-电元件，又做电-光元件
经过反复试验，终于设计出了自我控制的LED电路
说干就干，开始制作
电路采用2颗非常常见的集成电路NE555和LM311
还有少量电阻、电容等
这次用洞洞板进行电路的搭建，懒得画板腐蚀了
图片:010.jpg
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插上LED试试，LED采用插座，这样可以测试不同种类的LED
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基本完工
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最终做好的成品，可调电阻用于调整电路灵敏度
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电路设计采用5V供电，正好充满电的4.8V镍氢电池组输出大约5.5V
用在这里非常合适
图片:018.jpg
出乎意料，测试一次成功
这是昨天晚上测试的情况
在环境黑暗条件下，LED自动点亮了
图片:020.jpg
而用手电筒照射LED，自动熄灭了
图片:019.jpg
图片:021.jpg
上午再次进行测试，
地点：北京 朝南的房间内；天气：阴；
首先是高亮绿色LED，在白天时LED不发光
图片:026.jpg
用手遮挡，立刻亮了
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其次是草帽白光LED
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还有之前测试的黄色LED
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这是红色高亮LED
图片:033.jpg
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测试还有很多，就不传上来了
红的、黄的、绿的、蓝的、白的这些管子都能很好的工作
甚至红外管和紫外管也可以实现自控！（用相机拍）
当然，由于不同颜色的LED采用的半导体材料不同，因此它们的光伏特性也是不一样的
就像上面测试，同样在直射阳光下，红色LED和黄色LED输出电压就不一样
还有就是从测试表现看，LED的光伏特性曲线似乎很陡峭，而且对弱光的敏感度很低
表现最好的应该是高亮红光LED，弱光下敏感度较其余高
蓝色、白色最差，必须要很强光线照射才能关闭
还有就是草帽管灵敏度比较低，估计是因为没有透镜的缘故
而普通5mmLED因为有透镜，因此对直射光线灵敏度都较好，但对漫反射光线灵敏度就较差了
自我控制的LED照明灯原理图
下面上电路图
图片:034.jpg
图中间部分，NE555和100K电阻及0.1uF电容组成了单稳态电路
该电路处于稳态是3脚输出低电平，LED不发光
当被2脚输入的低电位触发时，3脚输出高电平，LED发光
图左半部分，LM311组成的电压比较器，电位器的作用是为了调整LM311反向输入端的基准电压
同相输入端负责检测LED上产生的光生电压
系统上电时，LED不发光，此时LM311会将LED上的光生电压和基准电压比较
当环境较暗时，LED端光生电压较低，当低于基准电压时，LM311的7脚输出低电平
触发NE555，NE555进入暂态，LED发光，此时LED两端电压为工作电压，绝对高于基准电压
LM311输出高电平，不会继续触发
待暂态结束，NE555翻转，LED熄灭，此时LED端电压为光生电压，LM311继续比较，
如果光生电压低于基准电压，则输出低电平继续点亮LED
反之如果环境较亮，光生电压高于基准电压，LM311不会触发NE555，LED也就不会点亮
实际工作中，单稳态电路的暂态时间为t=1.1RC=1.1×100K×0.1u=0.011s，LED实际上是一直在闪烁
但是由于人眼的余晖效应，所以看起来LED是一直亮着的
PS：细心的兄弟一定会发现，这个电路的工作原理和白菜白光T12烙铁的工作原理是一样的
白菜T12的电路稍稍改动些参数也可以做成自控LED
有兄弟说可以用红外接收管当作太阳能电池来用
这个理论倒是头一次听说，那就试一下
一颗5mm红外光敏二极管
在正午阳光直射下，只有1mV电压产生
图片  SC08862.JPG
还有就是有人说LED既然有光伏效应，那么能产生多大电流呢？
这是那颗5W白光LED，正午阳光直射下
可以产生4.54V电压
图片 SC08865.JPG
但是电流不行啊，只有几个uA
图片 SC08864.JPG
普通高亮绿色LED可以产生1.57V电压
图片 SC08867.JPG
但是电流一样小的可怜
图片 SC08866.JPG
黄色的也好不到哪去
图片 SC08868.JPG
所以，用LED做太阳能电池就别想了，在照明的同时，业余兼职光敏二极管还是可以的
转自：数码之家bbs.mydigit.cn/read.php?tid=1184818&page=1
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