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Thema: Frage zu Fotodioden

  1. #1
    Erfahrener Benutzer Begeisterter Techniker Avatar von PCMan
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    Frage zu Fotodioden

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    Hallo Forum,
    im Rahmen eines Praktikumsversuchs soll hab ich mir folgendes Vorgenommen:
    das Licht einer (superhellen) LED, die bei 605nm emmitiert, wird durch eine Fotodiode aufgefangen. Zwischen LED und Fotodiode liegt etwas raum, in dem man z.B. ein gefärbtes Glas oder z.B. Rauch schicken kann. Gut, jetzt habe ich also Fotodiode, LED und einen AVR, sagen wir mal Mega8. Als Fotodiode habe ich diese hier im Netz gefunden: http://sales.hamamatsu.com/de/produk...s8664-02k.php#
    Je nach dem, wie sehr das Licht der LED ausgelöscht wird, empfängt die Fotodiode weniger licht und somit wird der Stromfluss kleiner. Jetzt zur eigentlichen Frage: ich muss den Strom ja messen. Dabei will ich einen AVR verwenden. Aus dem Datenblatt bin ich mir nicht ganz sicher, wo jetzt der maximale Stromfluss bei maximaler Lichtausbeute angegeben steht. Weil danach richtet sich ja die Beschaltung am ADC. Wahrscheinlich muss ich aber die Fotodiode mit einem Op-Verstärker kombinieren, der mir dann eine Spannung erzeugt und die wiederum wird gemessen.
    Sehe ich das richtig? Benötige ich nun die Schaltung mit Op?
    vG Simon

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Roboter-Spezialist
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    Hi,
    ich an deiner stelle würde einen fototransistor verwenden den mit ca. 20k an VCC und den collector an den widerstand und den emitter nach masse dan kannst du am collector des fototransitors eine spannung zwischen 100mV und 5 V messen.

    Martin

  3. #3
    Moderator Roboter Genie
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    Hi!
    Im Datenblatt steht eine "Photo Sensitivity" von 0,24 A/W, die "Active Area" beträgt 0,03mm². Im Datenblatt steht leider nix drin vom Fotostrom, aber man kann ja Vergleichen!
    Im Datenblatt der SFH203 steht drin: "Bestrahlungsempfindliche Fläche" 1mm² und "Spektrale Fotoempfindlichkeit" von 0,62 A/W. Der max. Kurzschlussstrom liegt bei 80µA.
    Der max. Kurzschlussstrom wird bei deiner S8664-02K bei ungefähr 1µA liegen.
    Dafür brauchst du auf jeden Fall nen Operationsverstärker.

    Ich würde das ganze eher mit einem Fototransistor oder vielleicht sogar nur mit einem LDR machen.

    MfG

    P.S.: Wie schaut's mit der Beschaffbarkeit der S8664-02K aus? Ich denke die wird nicht so alltäglich sein, und wenn du eine Möglichkeit für die Beschaffung aufgetan hast, dann nimm lieber eine S8664-20K/30K/50K, die haben alle eine größere aktive Fläche!

  4. #4
    Erfahrener Benutzer Begeisterter Techniker Avatar von PCMan
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    Hallo, danke für die Antworten.
    Zunächst benötige ich wie gesagt eine Empfindlichkeit bei 600nm, daher kam ich erst auf diese Photodiode. Weiterhin will ich ja auch Rauch in den "Strahlengang" schicken, dass heißt ich brauche ein weitgehendst lineares Verhältnis zwischen Licht ~ Strom. Ich habe im Forum gelesen, dass Fototransistoren sich da nicht linear verhalten!?
    Wie verhält sich ein LDR?
    Viele Grüße und vielen Dank,
    Simon

  5. #5
    Super-Moderator Lebende Robotik Legende Avatar von Manf
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    Ich weiß ja nicht ob es eine schnelle Fotodiode sein muß wie die mit 700MHz, ich hätte sonst bei Reichelt eine ohne Tageslichtfilter für <1€ ausgesucht.
    Die A/W sind der Fotostrom in Ampere pro Watt Lichtleistung, danach und nach der Fläche kann man die Empfindlichkeit aussuchen.

    Eine Fotodiode die einen Strom von 1µA liefert kann man zusammen mit einem OP einsetzen der dann die Spannung am Ausgang bereitstellt.
    Manfred


  6. #6
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    Hi Manf,
    danke ja genau so weit war ich gedanklich auch schon mal. Das Bild von dir hast du gleube ich auch mal in einen anderen Thread gepostet

    Wie gesagt, das ganze sollte sich weitgehendst linear verhalten. Wenn ich nach Faulheit gehe, dann müsste ich ja mit einem LDR zurecht kommen

  7. #7
    Super-Moderator Lebende Robotik Legende Avatar von Manf
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    Dass der LDR besser linear wäre als die Diode glaube ich nicht, aber Du kannst es sicher erst einmal mit einem LDR ausprobieren und wenn die Messung genauer werden soll dann eine Diode einsetzen.
    Manfred

  8. #8
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    Hm okay,
    ich habe sogar einen OP-Amp und eine Fotodiode da. Ich könnte es die Tage einfach mal testen.
    Noch kleine Fragen für den Anschluss an den ADC:
    - kann man bei der Beschaltung des OP einstellen, dass er nicht mehr als 5V auf den Ausgang gibt?
    - Wenn ich als Referenzspannung AREF angebe und einen 100nF Kondensator zwischen AREF und GND gebe, dann beträgt AREF doch 5V oder? (ich habe das auf microcontroller.net jedenfalls so verstanden).

    Viele Grüße,
    Simon

    P.S.: Bin echt begeistert von diesem Forum, was man hier alles lernen kann, unglaublich

  9. #9
    Super-Moderator Lebende Robotik Legende Avatar von Manf
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    Die OPAmps kommen mit dem Ausgang unterschiedlich nahe an die eigene Versorgungsspannung heran.
    http://www.roboternetz.de/wissen/ind...rst.C3.A4rkern

    Man kann die Ausgangsspannung damit entweder über die Versorgungsspannung begrenzen oder man schließt den Ausgang des OPAmps über einen Widerstand an und begrenzt die Spannung am Widerstand über eine Diode an <=4,4V, also eine Schwellspannung unterhalb der Grenze.
    Manfred

  10. #10
    Erfahrener Benutzer Begeisterter Techniker Avatar von PCMan
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    Mist, ich habe hier nur einen Quad OP (LM234N). Wäre das nicht Verschwendung den herzunehmen?
    Die Liste, die du mir gegeben hast ist ja lang und mit den meisten Spezifikationen kenne ich mich garnicht aus. Welcher 1x OP wäre da denn für diese Anwendung herzunehmen?
    Vielen Dank und
    vG Simon

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