Hallo, ich möchte eine LED in Sperrrichtung als Photosensor verwenden. Da die Kapazität der LED von der Beleuchtungsstärke abhängt lässt sich über die Entladezeit die Umgebungshelligkeit messen. So viel zur Theorie. Praktisch betreibe ich die LED an einem Funktionsgenerator, welcher mir eine Rechteckspannung mit 100Hz zwischen 0V und 5V erzeugt. Die LED ist mit einem 1MOhm Vorwiderstand in Sperrrichtung an den Funktionsgenerator angeschlossen. Das Oszilloskop triggert auf die fallende Flanke. Leider zeigt sich selbst bei starkem Zeitzoom (50ns/Div) absolut kein kapazitives Verhalten. Es ist nicht unterscheidbar, ob die LED angeschlossen ist, oder nicht. Was mache ich falsch?
Gast wrote: > ich möchte eine LED in Sperrrichtung als Photosensor verwenden. Da die > Kapazität der LED von der Beleuchtungsstärke abhängt lässt sich über die > Entladezeit die Umgebungshelligkeit messen. So viel zur Theorie. Diese Theorie ist mir neu, woher hast Du sie? Eine LED kann als Fotodiode arbeiten, d.h. Spannung erzeugen oder ihren Widerstand ändern. Allerdings hat sie nen lausigen Wirkungsgrad, weit unter einer echten Fotodiode. Peter
@Peter: Die Theorie ist nicht neu und wurde hier im Forum auch schon behandelt. Beitrag "Re: Brauche Hilfe bei Schaltplan" Beitrag "LED als Fotodiode (war: Brauche Hilfe bei Schaltplan)"
Travel Rec. wrote: > @Peter: Die Theorie ist nicht neu und wurde hier im Forum auch schon > behandelt. > Beitrag "Re: Brauche Hilfe bei Schaltplan" > Beitrag "LED als Fotodiode (war: Brauche Hilfe bei Schaltplan)" Zeig mir bitte mal, wo da die Kapazität gemessen wird. Es wird die Schaltungskapazität über den Sperrwiderstand der LED entladen, d.h. die Widerstandsänderung wird gemessen. Peter
Hier kannst du einiges drüber lesen: http://www.geoclub.de/download/file.php?id=1476 Dort steht z.B.: "Die Kapazität einer Leuchtdiode (LED) in Sperrrichtung ist abhängig von der Beleuchtung. Bei Beleuch tung ist sie klein, in dunklem Zustand groß. Im Programm wird die Kapazität der LED regelmäßig aufgeladen und nach einer bestimmten Zeit nachgemessen, inwiefern sie sich schon entladen hat. Durch den schmalen Abstrahlwinkel der LED ist gewährleistet, dass die Schaltung nur bei direkter Beleuch tung aktiviert wird. Als am Besten geeignete LED hat sich eine superhel le rote mit transparentem Gehäuse he rausgestellt."
Die Beschreibung ist nicht wirklich richtig. Die LED hat eigentlich eine konstante Kapazität, wirkt aber gleichzeitig als Photodiode, und somit als Stromquelle bzw Senke. Also entläd die LED die zuvor aufgeladene Sperrschichtkapazität (und alles was dranhängt) abhängig von der Beleuchtung.
@ Gast Du willst sie doch nur als Photosensor verwenden, also löte den 1M Ohm Widerstand mit der Diode(verkehrt rum) zusammen und miss die Spannung über den Widerstand.(den Strom) Je heller desto mehr Strom fließt. Du kannst an dem Widerstand bei Dunkelheit noch ~5mV messen und wenn du richtig mit einer andren LED drauf strahlst 2V bis 3V. Der Spannungsverlauf müsste linear sein.
Winfried wrote: > "Die Kapazität einer Leuchtdiode > (LED) in Sperrrichtung ist abhängig > von der Beleuchtung. Bei Beleuch > tung ist sie klein, in dunklem Zustand > groß. Das ist nur ne Behauptung, die der Autor nichtmal selber glaubt. Sonst würde er ja nicht die Widerstandsänderung messen. Zur Kapazitätsmessung bräuchte die Schaltung entweder ne konstante Stromquelle oder nen konstanten Widerstand und die sind nirgends. Er mißt daher die Entladung der konstanten Schaltungskapazität über den lichtabhängigen Sperrwiderstand. Peter
Er schreibt ja auch auf der 1. Seite Zitat: "Dieses Kochbuch erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit und Richtigkeit.."
Um auf die Frage vom Gast zurückzukommen: Ich mache das mit den LEDs als Lichtsensor auch schon in mehreren Schaltungen, klappt sehr gut. Mir scheint Dein 1 MOhm Widerstand viel zu gross. Ich benutze einen ganz normalen Vorwiderstand, also ca 150 Ohm. Auch ist Dein Rechtecksignal mit 100Hz viel zu langsam, da die Kapazität nicht so gross ist. Das meiner Meinung nach beste Dokument zum Thema ist das hier: http://www.merl.com/papers/docs/TR2003-35.pdf Dort sieht man auch einige Oszi Screenshots, wie die Entladungskurve genau aussieht. Man misst also wohl die "Restspannung" bei der Entladung nach einer gewissen Zeit.
Auch ich kenne diese Schaltung und kann bestätigen dass sie Funktioniert. Ich will aber auch kurz was zur Messung sagen. Da wird keine Spannung gemessen (zumindest nicht direkt) Was gemacht wird: -Spannung verkert herum an die LED anschliessen -warten -Ausgang auf Eingang umstellen -In einer Schleife Eingangspegel einlesen (0 oder 1 nicht analog) -Wenn der Pegel umschlägt auswerten wie lange es gedauert hat -Bei dunkel dauerts länger als bei hell -Das das ganze nicht prezise ist ist klar, aber man kann erkennen, ob eine LED im hellen oder im dunkelen ist.
Damit die Schaltung funktioniert, ist es nicht erforderlich, dass sich die Kapazität mit der Beleuchtungsstärek ändert (m.W. tut sie das auch nicht, sie ändert sich nur mit der Sperrspannung). Die Entladezeit der Kapazität hängt also im Wesentlichen vom Fotostrom ab, der bei konstanter Kapazität proportional zur gemessenen Zeit ist. So ähnlich steht das auch in dem von Roman geposteten Dokument: "By timing how long this takes, we get a measurement of the photocurrent and thus the amount of incident light." Das eigentlich Besondere an der Schaltung ist, dass man zur Messung des Fotostroms keinen ADC benötigt, sondern mit zwei gewöhnlichen Digital-I/Os auskommt. Zudem kann man die LED nicht nur als Empfänger, sondern auch als Sender nutzen. Hat man einen ADC zur Verfügung, ist die Messung des Fotostroms über den Spannungsabfall an einem Widerstand naheliegender. Sie dürfte reproduzierbarer sein, da weniger unbekannte Größen (Diodenkapazität, Eingangskapazität des µC, Schaltschwelle des µC-Eingangs usw.) in die Messung eingehen. Sie hat auch den Vorteil, dass die Messdauer unabhängig von der Beleuchtungsstärke ist. Aber pfiffig ist der Trick mit der Diodenkapazität schon, da muss man erst einmal draufkommen :)
yalu wrote: > Aber pfiffig ist der Trick mit der Diodenkapazität schon Nein, der Trick ist mit dem Sperrwiderstand! > , da muss man > erst einmal draufkommen :) Widerstandsmessung über Entladezeit eines Kondensators ist ein alter Hut. Und daß der Widerstand eines Halbleiters sich durch Lichteinfall ändert auch. Ich hab früher mal von Selengleichrichtern den Zinnbelag etwas abgewischt, um sie lichtempfindlich zu machen, hat funktioniert. Ältere russische TTL-Gatter (Malzbonbons) kann man durch Lichteinfall sperren. Peter
JEDE PN-Sperrschicht hat die Eigenschaft einer Fotodiode: das in die Sperrschicht kommende Licht macht Ladungsträger frei, die dann den lichtabhängigen Sperrstrom bilden. Dabei ändert sich an der Breite der Sperrschicht nichts, die ist durch angelegte Spannung und Diffusionsprofil festgelegt. Ob es eine LED-Sperrschicht, eine Dioden- oder andere Sperrschicht ist, macht da wenig Unterschied. Nur ist bei der Fotodiode der Aufbau so, dass das Licht gut in die Diode hineinkommt Deshalb werden auch Dioden, Transistoren, IC's... in lichtdichte Gehäuse eingepackt. Dass sich dabei die Kapazität der Diode durch Beleuchtung ändert, kann nur ein Nebeneffekt sein, ist von der Wirkungsweise her aber Unsinn.
Schonmal eine Standarddiode (1n4148) im transparenten Gehäuse probiert? Wieso verbaut man Halbleiter überhaupt in transparente Gehäuse??? Dadurch verbiegt sich doch die Kennlinie je nach Beleuchtung.
Peter Dannegger schrieb: > yalu wrote: > >> Aber pfiffig ist der Trick mit der Diodenkapazität schon > > Nein, der Trick ist mit dem Sperrwiderstand! > >> , da muss man >> erst einmal draufkommen :) > > Widerstandsmessung über Entladezeit eines Kondensators ist ein alter > Hut. Das schon, aber dass man als Kondensator die parasitäre Kapazität nutzt (die damit nicht mehr parasitär ist), habe zumindest ich noch nicht gesehen. Aber natürlich gibt es vieles, was ich noch nicht gesehen habe und trotzdem ein alter Hut ist ;-)
Hier kann man sehen, wie eine LED als Kapazitätsdiode mißbraucht werden kann. http://www.proehl-elektronik.de/qrss/qrss.html Es gibt nichts, was es nicht gibt. ;-) MfG Paul
Eine andere interessante variante ist es bei einem Ge-transistor ein Loch in Metallgeäuse zu bohren. So leicht kommt man sonst nicht an Germanium Fotodioden oder Fototransistoren.
Wie gross ist den die Kapazitaet einer LED, SMD/LED? ..vielleicht kennt jemand von euch einen netten Link zu Dokumenten ueber LED und deren parasitaerer Kapazitaet?
Der nette Link für > die Kapazitaet einer LED geht zu den Datenblättern der jeweiligen LED die eingesetzt wird. Das gilt auch für > LED und deren parasitaerer Kapazitaet wenn du erklärst, warum sie `parasitär` ist, sie ist doch Bestandteil des Pruduktes.
Schau mal hier: http://www.loetstelle.net/projekte/tiny13direction/tiny13direction.php da ist sowas schon mal umgesetzt worden. Könnte für Dich interessant sein.
@Bereitsvorbei ...die Links sind nicht von mir sondern werden automatisch erstellt (bei Woertern die einem entsprechendem Tag entsprechen )
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschaltenBitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.