SFH235 IRフォトダイオードを正しく使用する方法？

私はSFH235 irフォトダイオード（データシートはここにあります）とエレクトロニクスの基本的な知識しか持っていません。

フォトダイオードをArduinoに接続したい（グランドプランは、irダイオードを追加して距離センサーを構築することです）。

フォトダイオードは電流を生成することを理解しています。また、フォトダイオードに当たる光が強いほど、より多くの電流を生成します。

フォトダイオードが接続されているのと同じ方法でフォトダイオードを接続する回路図を見てきました。他の人はそれを「オペアンプ」に接続します（なぜですか？）そして、それは私が電流を増幅する必要があると言っている記事でもあります。回路にコンデンサが追加されているのを見たこともあります。

私のアプリケーションにとって正しい方法はどれですか？フォトダイオードをArduinoのアナログ入力（電圧を測定する）に接続するにはどうすればよいですか？

フォトダイオードを接続する最も簡単な方法（LEDでもこの方法でフォトセンサーとして使用できます）は次のとおりです。

^{この回路のシミュレーション – CircuitLabを使用して作成された回路図}

フォトダイオードは1 Mの抵抗R1を介して逆バイアスされていることに注意してください。ダイオードによって生成された光電流は、この逆バイアスされたダイオードを通るリーク電流の流れに対抗します。この反対は、ダイオードジャンクション上の光が増えると増加します。したがって、接合点の電圧は、光の増加に伴って電圧が上昇します。

左側の回路図では、ADCピンの電圧がかなり低くなっています。この電圧を上げるには、右の回路図に示すように、オペアンプを非反転アンプとして使用できます。示されている例では、このゲインはGain = 1 + (R3/R4) = 9.9182です。

この電圧利得により、ADCピンの読み取り値が大きくなり、ADCの入力電圧範囲の大部分を利用する可能性があります。

フォトダイオード用のオペアンプの他の用途は次のとおりです。

• バイアス抵抗を使用せずに光電流を直接増幅するトランスインピーダンスアンプとして
• ダイオードとバイアス抵抗の間に形成された分圧器用の電圧フォロア（ユニティゲインバッファ）として

注：
ただし、増幅後の電圧が5ボルト電源を超えないようにする必要があります。オペアンプがArduinoと同じ5ボルト電源から給電されている場合、オペアンプの出力が上部電源レールでクリップされるため、またはオペアンプがレールでない場合はさらに低くなるため、これは自動的に処理されます。 -to-railタイプ。

メンバーが上で述べたように、フォトダイオードからの電圧と電流は非常に小さい場合があり、特にIRの場合はそうです。インスタンスで示されているOSRAM SFH203PFAは、アンビエントまたはメインの照明下で0.25〜0.35を作成できますが、バイアスがないと、フィリップスオシロスコープのIRレーザーで0.003 3ミリボルトの波しかヒットしません。オペアンプを使用した増幅は私にとってはうまくいきます。