La intensidad del LED cambia con el tiempo

Quiero operar un LED UV a 20 mA continuos durante una semana. Sin embargo, cuando mido la intensidad del LED con un fotodiodo (ver imagen), encuentro que la intensidad de la luz cambia continuamente en el tiempo. Me gustaría preguntarle cómo puedo reducir la deriva de intensidad de luz que estoy observando.

La hoja de datos de LED es: http://static.vcclite.com/pdf/VAOL-5EUV8T4-LED-5mm-UV.pdf . Lo estoy operando en serie con una resistencia de 461,6 ohmios y una fuente de alimentación de 12 V CA-CC. La caída de tensión alrededor del LED es de 3,2 V, la corriente es de 19 mA.

Estoy midiendo la intensidad de la luz con un fotodiodo conectado a un Arduino. Adjunto una imagen del circuito y el gráfico de intensidad de luz (salida de voltaje del fotodiodo) vs tiempo (horas).

Izquierda: salida del fotodiodo en función del tiempo.  Derecha: circuito para operar LED y medir la intensidad de la luz

¿Ha considerado conducirlo con un controlador de corriente constante?
Me pregunto si esto tiene algo que ver con el registrador Arduino (dado el lapso de tiempo, la temperatura ambiente y las variaciones de luz parecen poco probables). ¿Ha intentado medir una corriente constante con el mismo sistema? (También sería útil ver el esquema y el programa del circuito de medición).

Respuestas (4)

Si observa la hoja de datos del LED, dice que a 20 mA, el voltaje directo puede estar entre 2,8 V y 3,6 V. Es importante señalar que esto es a una temperatura ambiente de 25 °C.

Entonces, ¿qué tan bien regulada está la temperatura ambiente en su experimento? Pregunto esto porque parece que confía en generar una corriente constante mediante el uso de una resistencia y un suministro de 12 V y, si la caída de voltaje en el LED UV cambia (tal vez debido a la temperatura o el envejecimiento), entonces la corriente en el dispositivo cambiará y la salida de luz también cambiará.

No se puede descartar un autocalentamiento gradual del LED ni una deriva en la fuente de alimentación de 12 V CC. Debe considerar un suministro de corriente constante de precisión: hay circuitos que puede construir alrededor de amplificadores operacionales simples que lograrán esto.

Ahora, en el fotodiodo: su "ganancia" será algo sensible a la temperatura, pero menos que para los tipos de infrarrojos; sin embargo, la corriente oscura se duplicará aproximadamente por cada aumento de 10 grados C, por lo que esto podría comenzar a afectar la precisión de su experimento si usted están utilizando el dispositivo en modo fotoconductor. Si está utilizando el dispositivo en modo fotovoltaico, puede haber efectos de temperatura que empeoren las imprecisiones en comparación con el modo fotoconductor.

Además, ¿qué pasa con el cambio de las condiciones de iluminación ambiental local? En una habitación oscura, creo que debería estar bien, pero si hay un "derrame" del sol a través de una ventana, se podrían causar errores significativos.

Y quién sabe cuán "constante" es el suministro de voltaje constante en primer lugar.
@IgnacioVazquez-Abrams jaja Agregué eso ahora más efectos de autocalentamiento.

Muchas gracias a todos. He proporcionado un suministro de corriente constante con LM317 al LED y un voltaje constante de 1,5 V al fotodiodo UV con otro LM317. Este voltaje es contrarrestado por la corriente del fotodiodo y mido el voltaje a través del fotodiodo usando Arduino como se describe aquí http://provideyourown.com/2012/secret-arduino-voltmeter-measure-battery-voltage/

También he usado dos puntas de pipeta para alinear el LED y el fotodiodo y mantenerlos rígidos en su lugar.

La intensidad de la luz medida por el fotodiodo ahora es constante y el LED funciona a 20 mA.

Muchas gracias a todos por su ayuda.

Su foto y gráfico son útiles. En su gráfico, aproximadamente a las 7 horas, aparece un gran paso en la salida de su fotodiodo. ¿Cuál fue la causa? Puede darte una pista que te ayudará a depurar tu experimento.
La configuración de la placa de prueba puede parecer mecánicamente estable, pero las perturbaciones muy pequeñas en la posición del diodo o del LED pueden provocar un gran cambio en la corriente del fotodiodo.
Puede monitorear la corriente del LED midiendo la caída de voltaje con un multímetro a través de esa resistencia de 470 ohmios en serie con el LED. Asegúrese de que permanezca constante durante su experimento.
Es probable que su fotodiodo sea un fotodiodo de silicio cuya sensibilidad de longitud de onda sea máxima en longitudes de onda mucho más largas (como 0,9 micrones). Su LED, por otro lado, emite la mayor parte de su potencia de luz a una longitud de onda mucho más corta (0,38 micrones). La respuesta de su fotodiodo en esta longitud de onda corta será mucho, mucho menor que en su respuesta máxima. Esto significa que cualquier luz parásita tendrá una influencia significativa en el fotodiodo. Incluso una fuente incandescente débil (cuya longitud de onda máxima corresponde al pico infrarrojo de su fotodiodo) puede aportar corriente a su detector de fotodiodo.
Su experimento sugiere que la salida de luz cae con el tiempo. ¿Es este experimento repetible? ¿La fotocorriente disminuye continuamente con el tiempo? Para hacer este experimento correctamente, la combinación fotodiodo - LED debe estar muy firmemente fijada en un tubo rígido para que no puedan moverse. Luego, el experimento debe proceder en un ambiente de temperatura constante, en una caja hermética a la luz.

Dado que este es un circuito de prueba, haga un pequeño suministro de corriente con lm 317. Use una resistencia de 1,25/20 = 625 ohm. Puede usar 680 ohmios para la prueba. Si esto resulta estable, puede cambiar el circuito a uno permanente. El diagrama se puede encontrar en Internet o en la hoja de la aplicación