Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Laser-Lichtschranke mit fotodiode, diode "sperrt" nicht


von Jan S. (jan-r_s)


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hallo,
ich bin neu in diesem forum und hoffe ihr könnt mir helfen.
ich bin dabei eine laser-lichtschranke zu bauen. da sie sehr genau sein 
muss möchte ich eine fotodiode nutzen. Mein Problem ist, das sich nichts 
verändert, wenn der laser auf die diode leuchtet, auch nicht mit einem 
eingestellten drehwiderstand in reihenschaltung

ich weis leider nicht wie man "richtig" verlinkt, sorry
Laser: 
http://www.conrad.de/ce/de/product/816476/Lasermodul-Punkt-Rot-1-mW-Laserfuchs-LFD650-1-129x20?ref=searchDetail
Fotodiode: 
http://www.conrad.de/ce/de/product/153005/Fotodiode-DIL-1100-nm-60-Osram-Components-BPW-34?ref=searchDetail

vielen dank für eure hilfe

: Bearbeitet durch User
von Achim S. (Gast)


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wie viel Strom fließt denn durch die Diode, wenn der Laser sie trifft, 
und wie viel, wenn der Laser nicht draufstrahlt?

Oder anders gefragt: wie groß ist der Serienwiderstand an der Fotodiode, 
und wie viel Spannung fällt in beiden Fällen an ihm ab?

von H.Joachim S. (crazyhorse)


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Passt die Wellenlänge?
Fotodioden immer im Kurzschlus betreiben und den Strom messen.

von Jan S. (jan-r_s)


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der unterschied beträgt 50 kOhm soweit ich mich erinnern kann, kommt mir 
jedoch sehr viel vor.

von Jan S. (jan-r_s)


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@ crazyhorse, die wellenlänge passt, konnte jegliche veränderung sehr 
gut messen, diode ist von 400-1100nm wellenlänge angegeben, der laser 
hat 650nm.

von Achim S. (Gast)


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Jan Schimd schrieb:
> der unterschied beträgt 50 kOhm soweit ich mich erinnern kann, kommt mir
> jedoch sehr viel vor.

Sorry, aber als Antwort auf meine Frage kann ich damit ehrlich gesagt 
nichts anfangen. Also nochmal: welchen Vorwiderstand verwendest du, und 
wie viel Strom floss in beiden Fällen.

Wenn du dann noch die Versorgungsspannung angibst, mit der du die 
Fotodiode in Sperrrichtung vorspannst, können wir auch gleich 
ausrechnen, ob die Diode evtl. verpolt ist.

von Achim S. (Gast)


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Jan Schimd schrieb:
> konnte jegliche veränderung sehr
> gut messen

Jan Schimd schrieb:
> Mein Problem ist, das sich nichts
> verändert, wenn der laser auf die diode leuchtet

wie die beiden Aussagen zusammenpassen, erschließt sich mir leider auch 
nicht.

von Jan S. (jan-r_s)


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der vorwiderstand ist ein drehwiderstand mit max. 1 kOhm, war auf ca 300 
ohm eingestellt, sprich so, dass die diode "gerade noch so leuchtet".
Was ich noch vorher erwähnen sollen ist, dass ich zuerst an den 
mikrocontroller den drehwiderstand und dahinter die fotodiode 
angeschlossen hab, um zu zeigen ob sie "schaltet" hab ich eine ausgabe 
an einer extra led gemacht.
als dies nicht funktionierte hab ich den widerstand der diode direkt 
gemessen, sprich messgerät direkt an den drehwiderstand und die diode 
gehänt und so gemessen. dort habe ich einen unterschied festgestellt, 
als ich dies dann an den controller angeschlossen hab, hat sich jedoch 
nichts verändert.

von Achim S. (Gast)


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das liest sich etwas anders als der erste Post (und offen gesagt auch 
etwas wirr: eine Fotodiode sollte im Normalfall nicht leuchten, auch 
nicht "gerade noch so". Dass damit eine LED gemeint ist, die du in 
Abhängigkeit vom Fotodiodensignal ansteuerst, kann man aus deiner 
Beschreibung nur erraten.)

Die Widerstandsmessung mit dem Multimeter sagt nicht viel aus, weil eine 
Diode keine Widerstandskennlinie hat.

Mit der BPW34 kannst du im linearen Bereich Fotoströme bis zu ~1mA 
verarbeiten. Mit dem einen mW, das dein Laser ausgibt, kommst du an 
diesen Wert nicht ganz ran. Also nimm einen größeren Vorwiderstand, 
damit die ~200µA, die du mit dem Laser erreichen kannst, einen 
vernünftigen Spannungshub machen (z.B. 10kOhm).

Die 10kOhm kommen mit einem Ende an +5V. Das andere Ende kommt an die 
Kathode der BPW34, die Anode geht auf GND. Dann misst du (zunächst mit 
dem Multimeter, später mit dem Microcontroller) wie sich die Spannung 
zwischen Widerstand und BPW34 verhält, wenn du mit dem Laser 
draufstrahlst. Entweder ist dein Problem dann schon gelöst, oder du 
meldest dich nochmal mit den Messwerten.

von Jan S. (jan-r_s)


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hab damit die led gemeint, sorry.
vielen dank, werde es die nächsten tage probieren, hoffe das wird 
funktionieren. vielen dank schonmal für die hilfe:)

von isnah (Gast)


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Fotodioden-Ströme fürchten Multimeter wie der "Teufel das Weihwasser"!
Statt "Knoblauch", nimmt man in solchen Fällen als Gegenmittel 
Transimpedanz-Verstärker. ;-) (Tip: nach diesem Schlüsselwort suchen).

von Jan S. (jan-r_s)


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nicht angeleuchtet: 12,5 ohm, 0,21V
angeleuchtet: 14 ohm, 0,24V

ich hab als bauteil das ATMEL Evaluations-Board, für den attiny 2313 hab 
ich folgendes programm geschrieben:
    if(PIND&(1<<PD0)){
      PIND|=(1<<PD5);
      PIND&=~(1<<PD6);
    }else{
      PIND&=~(1<<PD5);
      PIND|=(1<<PD6);
    }
PD0: die "lichtschranke", dort habe ich einen drehpotentiometer 
angeschlossen sowie die fotodiode.
PD5: led1 auf dem board
PD6: led2 auf dem board

den drehpotentiometer hab ich an die "grenze" eingestellt.
als ich nun mit dem laser die fotodiode angeleuchtet hab, leuchteten 
beide led's, als ich den controller resettet habe leuchtete nur noch led 
1, als ich die fotodiode nicht mehr anstrahlte leuchteten beide, reset-> 
led2.

von c-hater (Gast)


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Jan Schmid schrieb:

> ich folgendes programm geschrieben:
>     if(PIND&(1<<PD0)){
>       PIND|=(1<<PD5);
>       PIND&=~(1<<PD6);
>     }else{
>       PIND&=~(1<<PD5);
>       PIND|=(1<<PD6);
>     }


...welches ziemlicher Quatsch ist. Zum Abfragen eines Eingangs benutzt 
man das PINx-Register, zum Setzen eines Ausgangs das PORTx-Register.

Und für den Fall, daß du du einen AVR benutzt, bei dem das PINx-Register 
die Ausgänge toggeln lassen kann (was allerdings beim 2313 nicht der 
Fall ist), ist das Programm schlicht komplett falsch.

von hinz (Gast)


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Jan Schmid schrieb:
> attiny 2313

Dann nimm keine Photodiode, sondern einen Phototransistor, und den 
schütze vor Fremdlicht. Als Lastwiderstand (hier Pullup) werden einige 
kOhm passen.

von Karl H. (kbuchegg)


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Jan Schmid schrieb:
> nicht angeleuchtet: 12,5 ohm, 0,21V
> angeleuchtet: 14 ohm, 0,24V

Irgendwas passt du in deinem Aufbau nicht.

* Photodioden werden in Sperrrichtung betrieben
* Du brauchst einen Widerstand. Größenordnung ein paar kOhm.
* schirme die Diode gegen Fremdlicht ab

Dein Spannungshub ist viel zu klein. Da sollten ganz klar 
unterscheidbare Pegel nahe 0V bzw. nahe 5V messbar sein.

Bau den ganzen Klapperatismus mal vom Tiny ab und mach so einen Aufbau
1
   +5V +
2
       |
3
      ca. 1k
4
       |
5
       +------->  zum Voltmeter Messeingang (roter Anschluss)
6
       |
7
      ---
8
      / \ Photodiode
9
      ---
10
       |
11
       |
12
 GND --+-------> zum VOltmeter Masse (schwarzer Anschluss)

Du müsstest hier ganz klar unterscheidbare Spannungen sehen, je nachdem 
ob du die Diode anleuchtest oder nicht. Nur um das klar zu stellen: Wir 
reden da nicht von ein paar Millivolt Unterschied.
Wenn sich da kein Unterschied zeigt, dann dreh die Diode mal um.

: Bearbeitet durch User
von Harald W. (wilhelms)


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Karl Heinz schrieb:

> Bau den ganzen Klapperatismus mal vom Tiny ab

Ja, bevor man irgendetwas programmiert, sollte man als erstes
die Hardware ohne Computer testen. Die Differenzierung "0,21V"
zu "0,24V" reicht für eine Auswertung z.B. mit einem Komparator
normalerweise aus. Trotzdem solltest Du (Jan) die Dir gegebenen
Hinweise über den Aufbau der Hardware umsetzen. Ein noch so gutes
Programm kann normalerweise Fehler bei der Hardware nicht kompensieren.
Gruss
Harald

von Achim S. (Gast)


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Jan Schmid schrieb:
> den drehpotentiometer hab ich an die "grenze" eingestellt.

Also 1kOhm? Noch ein bisschen weit weg von den vorgeschlagenen 10kOhm, 
aber sei's drum: die Signaländerung ist viel zu klein und der 
Absolutstrom (5V-0,24V/1kOhm=4,76mA ist sehr groß.

Also mach es bitte wirklich so wie von mehreren Leuten vorgeschlagen: 
nimm alle möglichen "Störquellen" weg (keine Verbindung zum µController, 
Messgerät nur in Spannungsmessung, keine Widerstandsmessung oder 
dergleichen) und miss nur die Spannung an der Diode (Schaltung wie von 
Karl Heinz gezeichnet).

Erst wenn dann mal reproduzierbar was Vernünftiges rauskommt, kannst du 
den Rest dranbauen (µController...)

von Jan S. (jan-r_s)


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vielen dank, mit dem vorwiderstand funktioniert es problemlos:)

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