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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Helligkeitsmessung


Autor: Fabian (Gast)
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Ich würde gern die Helligkeit an einem Lichtwellenleiter (d=230µm) mit
einem Fototransistor oder einem Fotowiderstand so genau wie möglich
messen und den Messwert dann auf den Analogeingang eines
Mikrocontrollers legen. Die genaue Bauteilauswahl ist erstmal nicht so
wichtig. Es kommt nur darauf an, dass die Schaltung so genau ist wie
möglich.

Für Vorschläge und Anregungen wäre ich sehr dankbar!

Autor: Dirk (Gast)
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Hi,

wenn es um Genauigkeit geht solltest du LDR`s benutzen. Fotodioden sind
nicht Linear genug....


Mfg

Dirk

Autor: Gast (Gast)
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Hmmm, was hat denn Linearität mit Genauigkeit zu tun?
Richtig, gar nichts...

Autor: Dirk (Gast)
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Hi,

du kannst ja mal versuchen genau zumessen wenn sich deine Fotodiode im
gekruemmten Kennlinien Bereich befindet.

Mfg

Dirk

Autor: Fabian (Gast)
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Vielen Dank für die schnellen Antworten.

Ok, ich sollte also einen Fotowiderstand nehmen.

Man könnte ja alternativ die Schaltung mit dem Fototransistor auch über
den Mikrocontroller "linearisieren", oder?

1. Welche Bauteilgruppe ist denn erfahrungsgemäß "genauer"?

2. Wie sollte ich denn den Fotowiderstand beschalten? Ist ein einfacher
Spannungsteiler ausreichend oder sollte man da was Umfangreicheres
realisieren? Es geht, wie gesagt, darum, die Helligkeit so genau wie
möglich zu messen.

Autor: Dirk (Gast)
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Hi,

das genauste was du mit einem µC erreichen kannst sind 10 Bit. Bei 12
oder 14 Bit muesstest du ausweichen auf ein I2C Bus ADC Wandler.

Man koennte ein Spannungsteiler aufbauen. Ich würde aber lieber 2 Ops
nehmen den ersten als Impedanzwandler.

Deine Referenzspannung sollte auch nicht drifften, dafuer gibt es extra
Referenzspannungsquellen.

 @ Man könnte ja alternativ die Schaltung mit dem Fototransistor
   auch über den Mikrocontroller "linearisieren", oder?

JA

Mfg

Dirk

Autor: Simon Faller (Gast)
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@Dirk

Warum befindet sich deine Fotodiode im gekrümmten Kennlinienbereich?
Eine Fotodiode wird in Sperrichtung betrieben und da gibt es keinen
gekrümmten Kennlinienbereich. Bei einer Fotodiode nützt man bekanntlich
die Abhängigkeit des Sperrstromes von der Helligkeit aus.
Problematischer ist die Temperaturabhängikeit des Sperrstromes, denn
dieser ist eben von der Helligkeit und von der Temperatur abhängig.
Eine präzise Temperaturmessung ist also notwendig und heruauszufinden,
was kommt durch die Temperatur und was tatsächliche vom Licht. Übrigens
sind Fotowiderstände recht große Gebilde und dürften für eine
Lichtwellenleitung mit gerade mal 230 µm Durchmesser wohl etwas zu groß
sein um überhaupt einen nennenswerten Effekt zu zeigen.

Gruß
Simon

Autor: Gero (Gast)
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@Dirk

Ich würde die Fotodiode im Kurzschluss betreiben. Der Strom ist dann
proportional zur Einstrahlung. Diode einfach zwischen (+) u. (-)
Eingang eines OP's. + Eingang auf GND u Gegenkopplungswiderstand nicht
vergessen. Das nennt man dann Strom - Spannungswandler. Eine
Temperaturabhängigkeit ist natürlich auch hier gegeben.

Mfg
Gero

Autor: Sven Müller (Gast)
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Hm, weiß nicht ob das zum LWL passt, aber ich finde da die Lichtstärke
zu Frequenz sensoren von TAOS sehr interessant. schaut sie euch mal
an..

www.taosinc.com

Autor: Malek (Gast)
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Hi,

ich suche die Kennlinie eines bestimmten Fotwiderstandes und zwar

vom RPY 58, kann mir da vielleicht jemand helfen, das wäre sehr nett.

Danke

Autor: Christoph Kessler (Gast)
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Ziemlich alter Faden...
Welcher Hersteller ist das? RPY könnte Valvo oder Siemens gewesen sein,
ich nehme an, der ist lange ausgestorben
Ich hatte den LDR07 im Philips-EE20-Kasten damals Ende der Sechziger.
Fotowiderstand dunkel einige Megohm, hell bis ca. 50 Ohm runter,
Grenzfrequenz unterhalb 50 Hertz

Autor: Christoph Kessler (Gast)
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Also www.datasheetarchive.com sagt Philips und RTC Compelec, das ist
auch Philips in Caen. aber dort ist der RPY natürlich unbekannt:
http://www.semiconductors.philips.com/ Suche ergebnislos.

Autor: Malek (Gast)
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Hi,

Ich kann leider auch nicht sagen welcher Hersteller das ist, ich gehe
auch davon aus das dieser ca. 50 - 100 Ohm hell hat, ich müsste dies
aber genau wissen.

Gruß

Autor: Christoph Kessler (Gast)
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Wenn es ein Datenblatt gibt, dann in irgendeinem Valvo-Datenbuch aus der
Zeit bevor sie zu Philips kamen, vor 1986. Ich habe noch ein paar alte
Valvo-Bücher zuhause, werde mal nachsehen.

Autor: Malek (Gast)
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Das ist sehr nett, Danke.

Autor: Christoph Kessler (Gast)
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Nach einiger Suche hat das Internet doch noch was preisgegeben:
ein Ersatztyp aus dem Osten RPYP58, mit Kennlinien zu Widerstand,
Schaltzeit und Farbempfindlichkeit. Ob der mit Philips weitgenhend
identisch ist, weiß ich natürlich nicht.

Autor: Malek (Gast)
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Hi,

das ist echt Klasse von dir.

Vielen vielen Dank.

Gruß

Autor: Christoph Kessler (db1uq) (christoph_kessler)
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Na also, alte Schätze muß man hüten, Valvo Halbleiterbauelemente 1976,
RPY58A und andere, leider nur Kurzdaten, aber immerhin. Im gleichen
Heft von 1983 sind die Kadmiumsulfid-Fotowiderstände nicht mehr
aufgeführt.

Autor: Malek (Gast)
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Super dass du das noch gefunden hast.

Jetzt kann ich mit dem Schaltungsaufbau beginnen.


Danke nochmal.

Autor: Frank (Gast)
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Hallo,

ich möchte gerne Softwaretechnisch die Kennlinie eins LDR Widerstandes 
linearisieren, zur Hilfe habe ich einen Mikrocontroller der die Spannung 
in Abhängigkeit zur Lichtstärke aufnimmt, als Programmiersprache habe 
ich C.

Bitte um Hilfe.

Danke.

Autor: Christoph Kessler (db1uq) (Gast)
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Probleme macht wahrscheinlich der große Dynamikumfang. Mit einem 8 oder 
10 Bit-Wandler ist der gesamte Bereich nicht erfassbar. Von 50 Ohm bis 
zu mehreren MOhm sind es mehr als 1024 Spannungsstufen.

Autor: Frank (Gast)
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Das stimmt schon, es soll ja auch nur sehr grob sein.

Autor: Rufus Τ. Firefly (rufus) (Moderator) Benutzerseite
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> Von 50 Ohm bis zu mehreren MOhm sind es mehr als 1024 Spannungsstufen.

Ach?

Autor: Frank (Gast)
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Die Helligkeit sollte in Prozent ausgegeben werden,
d.h. bei bsp.      0V --> 0 %
und bei max. Spannung --> 100%,
die max. Spannung beträgt in meiner Schaltung ca. 1,2 V,
zwischen 0% und 100% sollte es einigermaßen linear aussehen.

Autor: Christoph Kessler (db1uq) (Gast)
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Einen einfachen Logarithmierverstärker davor ist eine Möglichkeit, die 
andere ein 16 oder 24 Bit-Wandler ( z.B. LTC2400 ). Eine 
Widerstandsbrücke plus Differenzverstärke wäre vielleicht sinnvoll?
http://www.linear.com/pc/productDetail.do?navId=H0...
http://www.linear.com/pc/downloadDocument.do?navId...

Autor: Frank (Gast)
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Wie müsste mein Programm aussehen ?

Autor: Stefan Wimmer (wswbln)
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...relativ spät für den Thread (zumindest den Hardwareteil), aber ich 
hatte ein ähnliches Problem (Überwachung einer LWL-Faser) mal so gelöst:
Der optische Transceiver verwendete eine PIN-Diode deren Durchlassstrom 
an einem Arbeitswiderstand einen entsprechenden Spannungsabfall 
verursachte (die 155MBit/s Übertragung war als Spannungsripple da mit 
drauf, fiel aber durch das "Filterraster" der Folgestufen :-). Diese 
Spannung hatte ich mit einem AD8551 ausgekoppelt und bin damit auf einen 
LOG102 (von TI) um das Ausgangssignal in den Bereich eines AD-Wandlers 
zu komprimieren. Das Ganze funktionierte prima: Nach unten wurde es 
begrenzt durch den Leckstrom von Platine und 4,7pF Keramikkondensator 
(ca. 50nA nach gründlicher! Reinigung und Versiegelung) und der 
Messbereich erstreckte sich über nicht ganz 40dB.

Bei solcherlei Schaltungen versteht es sich von selbst, dass man nur mit 
sorgfältigem Aufbau (Mehrlagen-Platinen), Schirmung und Aufbereitung der 
Versorgungsspannungen zu brauchbaren Ergebnissen kommt...

Autor: Mechatronik (Gast)
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Hallo Leute,

wie kann ich eine Helligkeitsmessung (mit einer solarzelle + LEDs + 
Akku) durchführen?

Gruß

Autor: Mechatronik (Gast)
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Hallo Leute,

wie kann ich eine Helligkeitsmessung (mit einer solarzelle + LEDs +
Akku) durchführen?

Gruß

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Mechatronik wrote:
> Hallo Leute,
>
> wie kann ich eine Helligkeitsmessung (mit einer solarzelle + LEDs +
> Akku) durchführen?
>
> Gruß

Indem Du die Solarzelle im Quasi-Kurzschluß betreibst. D.h. du schließt 
ein Strommeßgerät (wohl mehr uA bis mA Meter) an die beidne Anschlüsse 
der Solarzelle. Der fließende Strom ist dem Logarithmus der 
Beleuchtungsstärke proportional. *)

Für vergleichende Messungen reicht das. Für absolute Messungen  ist die 
Temperatur der Solarzelle zu berücksichtigen.
Es gab da mal einen netten Bauvorschlag aus der Funkschau/Franzis-Verlag 
der 7oer Jahre. Mit Thermostat für die Solarzelle ;-)


*) mußt ggfs. noch mal schauen ob dekadischer oder natürlicher 
Logarithmus.

hth,
Andrew

Autor: aha (Gast)
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Ein heisses Teil : AD8304

Autor: Mechatronik (Gast)
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Hallo Andrew,

kannst du mal bitte bisschen deutliche erklären?:)
die Solarzelle verbinde ich an einer Strommessgerät, das ist schon OK, 
und wie wäre der verbindung zwischen Akku und LED? und die drei zusammen 
(solarzelle+akku+led)?
Ich will die Helligkeitsmessung der LED darstellen eigentlich....

Danke

Gruss

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