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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Frage zu Fotodiode BPW43


Autor: Thomas O. (Gast)
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Ich habe mal eine paar Fragen zu einer Photodiode, da ich aus dem
Datenblatt nicht schlau werde. Ich möchte damit IR Signale empfangen
und mittels Darlingtontransistor z.b. BC517 verstärken. Die
Demodulation ist im Moment noch garnicht gefragt da ich erstmal die
Emfangsreichweite aufs Maximum optimieren will. Diese Diode ist in
einem sehr weitem Bereich empfindlich deswegen werde ich Sie später
gegen eine BPW82 ersetzen die einen IR-Filter verbaut hat.

1. Eine Fotodiode wird doch in Sperrichtung betrieben wie z.b. eine
Z-Diode?
2. Welcher Strom darf max. durch diese Diode fließen? Ist das die
Angabe Short Circuit Current oder Reverse Light Current?
3. Dann frage ich mich noch ob man den errechneten Widerstand
verkleinern kann weil doch die Diode selbst bei sehr starker
Bestrahlung  aus geringer Entfernung immer noch einen ziemlich hochen
Eigenwiderstand hat. Leider kann ich das schlecht messen da die Werte
je nach Taste der FB stark schwanken.

Autor: AxelR. (Gast)
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Die Fotodiode wird in der Regel im Kurzschluß betrieben. Der Strom(Short
Circuit Current), den die Diode bei Lichteinfall erzeugt, wird mit einem
Transimedanzwadler (UI-Wandler->OPV) in eine proportionale Spannung
gewandelt. Diese kannst Du dann auswerten.
Der reverse Light Current ist der "Leckstrom", der entsteht, wenn die
Diode in Sperrrichtung betrieben wird (Im Dantenblatt an 5V).
Hier kannst Du an einem Arbeitswiderstand die abfallende Spannung
messen.
<<ob man den errechneten Widerstand
verkleinern kann >>
welchen Widerstand??

Autor: Thomas O. (Gast)
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habe da was falsch verstanden dachte eine Photodiode hat einen
bestimmten Widerstand der bei Lichteinfall niedriger wird, so das die
Diode leitend wird. Wusste nicht das Sie selbst einen Strom erzeugt so
wie du es beschreibst.

Autor: AxelR. (Gast)
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http://de.wikipedia.org/wiki/Fotodiode

Zitat:
Betriebsarten [Bearbeiten]
Fotodiode

Fotodioden können in folgenden 3 Betriebsarten eingesetzt sein:

    * liegt eine Spannung U>0 und ein Strom I<0 an, liefert die
Fotodiode elektrische Energie (Fotoelement, Solarzelle). Ohne Last ist
sie in Sättigung und die Spannung strebt einem Grenzwert zu
(Leerlaufspannung), der wenig von der Lichtstärke abhängt. Mit
sinkender Spannung steigt der Strom und strebt seinerseits einem
Grenzwert zu. Am Knick dieser Kennlinie liegt Leistungsanpassung vor -
der bei Fotovoltaikanlagen angestrebte Arbeitspunkt.
    * liegt keine Spannung an (Quasikurzschluss), liefert die Fotodiode
einen über viele Größenordnungen linear von der Bestrahlungsstärke
abhängigen Strom. Sie ist hierzu oft an einen Transimpedanzverstärker
geschaltet - einer Schaltung, die aus dem Fotostrom ein proportionales
Spannungssignal erzeugt. Damit lassen sich Bestrahlungsstärken sehr
genau messen
    * Legt man an die Fotodiode eine Spannung in Sperrichtung, treten
folgende Effekte auf:
          o die Sperrschichtkapazität verringert sich, sodass die
Reaktionszeit auch bei sich ändernder Spannung sehr kurz ist
          o es tritt möglicherweise ein Avalanche-Effekt auf, der den
Fotostrom durch Lawineneffekte verstärkt.
          o ein Reststrom (Dunkelstrom) kann die Linearität
beeinträchtigen.

Autor: Thomas O. (Gast)
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danke ich nutze jetzt die 3te Betriebsart. Habe ne kleine Schaltung
aufgebaut funktioniert schon ganz gut, allerdings stört das
Umgebungslicht etwas, denke das sich das dann mit der BPW82(mit
IR-Filter) völlig ausblenden läßt und dann kann man die Verstärkung
auch voll ausnutzen.

Autor: Markus_8051 (Gast)
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Was hast Du überhaupt vor? Wenn ich einen Hinweis von Dir richtig deute,
möchtest Du eine IR-Fernbedienung empfangen. Dafür dürfte tatsächlich
die dritte Betriebsart zu bevorzugen sein, da hier die Diode am
schnellsten arbeitet.
Allerdings gibt es für den Empfang von IR-Fernbedienungen schon fertige
IR-Empfänger-Module (mit 36-40kHz Filter), die am Ausgang ein
demoduliertes TTL-Signal zur Verfügung stellen. Sehr praktisch, da hast
Du mit dem ganzen Analogkram nix mehr zu tun.

Zu deiner Frage mit der Sperrichtung: Ja, die Diode wird im allgemeinen
in Sperrichtung betrieben. Da allerdings im Datenblatt die Pins mit
"E" und "C" bezeichnte sind, mußt Du hier eh raten ;-)
Gruß,
Markus_8051

Autor: AxelR. (Gast)
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<<Wenn ich einen Hinweis von Dir richtig deute,
möchtest Du eine IR-Fernbedienung empfangen.>>

In diesem Versuch wohl nur ein Reichweitentest mit "dauerträger",
oder?
Läuft aber später sicher darauf hinaus. so hab ich das verstanden.
Wegen der Linearität der Versuchsergebnisse würde ich die BPW in
Quasikurzschkus betreiben.
So ein transimpedanzwandler zu bauen, ist einfacher, als Du denkst:
http://de.wikipedia.org/wiki/Transimpedanzverst%C3%A4rker

Autor: AxelR. (Gast)
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zu früh gedrückt...

Später würde ich dann an Thomas' stelle auch die fertigen Module
verwenden, klar.

Autor: Thomas O. (Gast)
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habe eigentlich noch nichts konkretes vor. Hat mich mal interessiert
welche Reichweiten ich überhaupt erreichen kann. Bevor ich ne
Fernbedienung oder nen Empfänger baue.

Platzmäßig ware dann so ein fertiger TSOP-Baustein sowieso am
interessantesten.

Autor: TravelRec. (Gast)
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Geht noch kleiner, die Module von Sharp sind nur noch so groß wie ein
Kirschkern mit 3 Beinen.

Autor: Thomas O. (Gast)
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ja die Teile meinte ich ja nennen sich z.b. TSOP36 udn haben alles schon
integriert benötigen nur ne saubere Versorgungsspannung.

Autor: Andrej (Gast)
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Hey

ich habe ein kleines Problem, ich möchte per Infra rot die Entfernung 
von der Wand messen (in einem kleineren Bereich 1cm bis 10cm).

Das Ausgangssignal sollte eine Analoge Spannung sein, den ich möchte 
über Komperatoren es "digitalisieren" damit man leichter programmieren 
kann.

Hab die obere Schaltung mal aufgebaut vorerst ging nix.

Habe dann die Sende Diode und Empfangsdiode gegeneinander gerichtet 
konnte ich eine Spannung zwischen Transistor und Widerstand messen.
Aber ich bräuchte dieses Verhalten über Reflektion eine Gegenstandes.

lg Andrej

Danke schon mal im voraus

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