¿Este fotodiodo necesita un amplificador operacional?

Estoy tratando de hacer un circuito para un reloj de pulso, que debería ser capaz de medir la sangre SpO2. Uso 2 LED para cada longitud de onda ( 660nm y 940nm respectivamente ) para que brillen en la parte superior de la muñeca. Se supone que la luz reflejada es captada por el siguiente fotodiodo: https://dk.farnell.com/hamamatsu/s1223/photodiode-pin-to-5/dp/1495587

Todo debe estar conectado a mi Arduino y el voltaje suministrado es de 5V.

A continuación puedes ver el circuito:

Circuito

¿Crees que necesitaré algún amplificador operacional para este fotodiodo? - En el caso de que si, como soy nuevo en esto, ¿cuál me recomendarías?

Esa es una pregunta de diseño. Muéstrenos sus conocimientos para definir el acondicionamiento de la señal para la interfaz Arduino. ¿Cuál es tu pregunta contra el diseño?
¡Ah, claro! Bueno, es solo un Arduino UNO. Cada uno de los LED está colocado aproximadamente a 0,5 cm del sensor. ¿Era eso lo que estabas buscando?
Todo depende de la cantidad de luz reflejada que se recibe y el filtrado de la señal que pretende aplicar y la resolución de su ADC.
Tienes que darte cuenta de que el fotodiodo reaccionará a toda la luz. Si cae demasiada luz no deseada sobre el fotodiodo, la luz de los LED puede volverse insignificante en comparación con esa luz no deseada. La señal en V_out puede volverse muy pequeña, más pequeña de lo que el ADC en un Arduino puede medir de manera confiable. Es difícil decir "haz esto y estará bien" porque depende . Es posible que desee ver diseños similares y ver qué circuito se usa justo después del fotodiodo.
Realmente no planeo filtrar la señal. Supongo que lo manejaré en el software (estoy programando una aplicación móvil a su alrededor). No tengo ni idea de cuánta luz se reflejará, pero he leído algunos artículos científicos sobre esto y no utilizan ninguna opción. -amperios, aunque tengan 1 LED menos y menos intensidad. Esa es en parte la razón por la que elijo usar 2 LED para cada nm.
"No tengo idea de cuánta luz se reflejará": no es por ser grosero, pero si no sabe cuánta luz obtendrá el PD, ¿cómo espera que le digamos si necesita un amplificador operacional para manejar eso? señal desconocida? Sugerencia: la respuesta probablemente sea sí, pero eso es solo porque casi siempre lo es. Y su fe ciega en que será capaz de lidiar con los problemas en el software es muy probable que lo meta en serios problemas en algún momento. El hecho de que se sienta cómodo con el software no significa que sea una panacea universal. Empieza a aprender sobre el hardware.
@WhatRoughBeast 1. Si supiera sobre el hardware, no estaría aquí 2. ¿Cómo diablos, esperas que sepa cuánta luz obtendrá el PD? El grosor del tejido y la piel varía de un ser humano a otro, lo que significa que la luz reflejada también variará (MUCHO). 3. Si conocía completamente la aplicación de este dispositivo, le invito a comentar si el procesamiento de señales de software es correcto o no... pero en este caso, simplemente no lo sabe. Por último, elegí un PD con una respuesta espectral alta y pensé que podría saber si un OP-AMP sería necesario o no según mi información.
"¿Cómo diablos, esperas que sepa cuánta luz obtendrá el PD? El grosor del tejido y la piel varía de un ser humano a otro, lo que significa que la luz reflejada también variará (MUCHO)" - Si no lo sabe , experimento. Una vez que tenga un resultado, puede hacer preguntas razonables. Esto no es como escribir software, donde puedes decir de antemano lo que necesitas. Si su Google-fu es bueno, es casi seguro que hay un documento en algún lugar de la web que analiza exactamente este problema, pero debe aceptar que tendrá que construir cosas y desecharlas cuando no funcionen.
" Si conocía completamente la aplicación de este dispositivo, le invito a comentar si el procesamiento de señales de software es correcto o no... pero en este caso, simplemente no lo sabe". Exactamente. Por eso respondí como lo hice. No lo sé, usted no lo sabe, nadie lo sabe, por lo que no es posible una respuesta declarativa. Tenga en cuenta que di una respuesta general. Probablemente necesites un amplificador operacional. Más allá de eso, hasta que obtenga algunos datos reales, ambos estamos silbando en la oscuridad, y solo quería que supiera que es parte de la orquesta.

Respuestas (1)

En términos generales, puede considerar lo siguiente:

Se utiliza un amplificador de transimpedancia (usando un opamp) para

  • Velocidades más altas: si el fotodiodo tiene una capacitancia significativa.
  • Mayor amplificación: de lo contrario, puede tener problemas con la polarización.
  • Mejor linealidad: el voltaje de polarización del fotodiodo es más constante.
  • Baja impedancia de salida: el opamp también actúa como un búfer.

Solo se puede usar la polarización de resistencia regular para

  • Consumo de energía más bajo: solo una sola rama con corriente (generalmente insignificante).
  • Menor ruido: sin ruido adicional por el opamp + posible condensador de compensación.
  • Simplicidad: no es necesario mirar la estabilidad o elegir un opamp adecuado.

Mi consejo es tener en cuenta un amplificador de transimpedancia. Cuando se usa correctamente, casi siempre conduce a un mejor rendimiento. Si está diseñando una PCB, por ejemplo, siempre puede optar por no montar el opamp si no es necesario.

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