Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik LED als Photodiode?


von Patrick (Gast)


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Da ich im Netz nichts gefunden hab, frag ich einfach mal die Experten 
dieses Forums.

Gestern wollte mir einer weissmachen, man könne mit einer normalen LED 
eine Lichtschranke bauen. Dabei wird die LED nicht als Lichtquelle, 
sondern als Empfänger verwendet. Er hat behauptet, er habe die LED an 
eine Lichtquelle gehalten und über einen OP eine Spannung von 1V messen 
können.

Nun meine Frage: Ist das technisch überhaupt möglich? Über den Sinn, auf 
diese Art eine Lichtschranke zu bauen, möchte ich hier nicht 
diskutieren, weil ich das auch völlig bescheuert finde.

Danke für die Antworten.

Gruss
Patrick

: Verschoben durch Admin
von Knut B. (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite


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Geht nicht mit allen, aber mit einigen LEDs. Mit roten habe ich das auch 
schon hinbekommen. Es hilft also nur: probieren.

von Kanzler Gorkon (Gast)


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Ja, das geht. Erwarte Dir aber nicht zuviel davon.
Funktionieren tuts eben genau umgekehrt wir die "Erzeugung" von Licht 
mit dem anschaulichen Elektron-Loch-Modell (Photonen bewirken einen 
Ladungstransport...)

von Michael U. (Gast)


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Hallo,

jede Halbleitersperrschicht ist lichtempfindlich.
Das Gehäuse verhindert da Störungen.
LED haben recht brauchbare Lichtempfindlichkeit, ich finde also nichts 
sonderlich bescheuertes daran, damit eine Lichtschranke zu bauen, wenn 
die Empfindlichkeit reicht und gerade nichts anderes zur Hand ist.

PS: Früher gab es Germaniumtransistoren in schwarz lackierten 
Glasgehäusen (Valvo OC44 z.B.), da haben wird den Lach abgekratzt, um 
einen Fototransistor zu bekommen, weil diese schlicht unbezahlbar 
waren...

Im Netz ist auch irgendo eine Anleitung, wie man aus alten dynamischen 
Rams eine Kamera baut.

Gruß aus Berlin
Michael

von Uwe R. (uro3)


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Da jeder PN Übergang lichtempfindlich ist gilt das natürlich auch für 
eine LED. Das Gehäuse ist lichtdurchlässig damit kann eine LED als 
Photodiode verwendet werden, eine andere Frage sind die erreichbaren 
Daten, da die LED ja nicht als Photodiode optimiert ist. Ich kann mich 
noch an meine Anfangsjahre in der Elektronik erinnern, als vom Lack 
gesäuberte Germanium-Dioden als Photodioden verwendet wurden

von Einhart (Gast)


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Google mit "ledosa led" bringt's: Spektrometer mit LEDs als Sensoren.

von Markus (Gast)


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Um LEDs als Sensor oder Empfänger zu nutzen gibt es einen Trick.
Dabei nutzt man die Tatsache, dass die Kapazität einer Leuchtdiode in 
Sperrrichtung abhängig von Beleuchtung ist.

Zur Messung lädt man die Diode in Sperrichtung mit einem uC auf (Anode 
auf GND, KAthode +5V) und schaltet anschließend den Pin zur Kathode 
hochohmig.
Betrachet man nun den Spannungsverlauf der kathode in Abhängigkeit vom 
Lichteinfang, beispielsweise einer zweiten LED, so entlädt sich der 
"Kondensator" wesentlich schneller, je mehr Licht einfällt.

Natürlich kann man auch einen Widerstand dazu in Reihe schalten und 
somit die Led als Sender und Empfänger betreiben.

von SF (Gast)


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Nachtaktive Geocacher nutzen dieses Prinzip auch recht häufig: 
http://www.geoclub.de/ftopic5753.html

von Wegstabenverbuchsler (Gast)


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> Gestern wollte mir einer weissmachen,
> man könne mit einer normalen LED eine Lichtschranke bauen.

> über den Sinn, auf diese Art eine Lichtschranke zu bauen,
> möchte ich hier nicht diskutieren, weil ich das auch
> völlig bescheuert finde.


Dein Verständnishorizont scheint mir sehr eingeengt.

warum erscheinen dir denn ein unkonventioneller technischer
Lösungsansatz "völlig bescheuert" ?

Manchmal ist es halt so, daß man (als Ingenieur) "um die Ecke"
denken muß, und dabei fantastische Dinge bei rauskommen.

Wenn du dich einer derartigen Vorgehensweise / Denkweise von
vorne herein verschließt, dann entgehen dir viele interessante
Dinge, zum Beispiel:

Beitrag "LED-Touch-Panel"

von Seppel (Gast)


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Hey Leute....
Ich bin ein absoluter Anfänger was Elektronik angeht...und bin gerade an 
einem Baukasten zugange. Hier wird auch die Led als Lichtsensor 
behandelt...allerdings bekomme ich das nicht so ganz hin, obwohl es 
super erklärt wird.
Hat da jemand einen Link wo mir das besser erklärt und gezeigt wird. :)

Gruß Seppel

von Wegstaben V. (wegstabenverbuchsler)


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> allerdings bekomme ich das nicht so ganz hin, obwohl es
> super erklärt wird.

> Hat da jemand einen Link wo mir das besser erklärt und gezeigt wird

Noch besser als bei der Super-Erklärung? Woher sollen wir denn wissen 
wie die Super-Erklärung das erklärt, und wo dein Stolperstein ist?

Was genau verstehst du denn nicht bei der Super-Erklärung? Tipp sie doch 
mal ab und stelle sie hier rein. Und das was du nicht verstehst 
markierst du dann ganz deutlich.

von Chris (Gast)


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von Seppel (Gast)


Angehängte Dateien:

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Also hier ist die Beschreibung:

Die LED lernt sehen
Eine LED kann nicht nur Licht erzeugen, sondern auch als Sensor für der 
Umgebungslicht dienen. In erster Näherung fließt durch eine Diode kein 
Strom, wenn sie in Sperrichtung an eine Spannunggelegt wird. Tatsächlich 
findet man jedoch einen sehr kleinen Sperrstrom z.B. im Bereich weniger 
Nanoampere, der im Normalfall zu vernachlässigen ist. Die hohe 
Verstärkung der Darlingtonschaltung erlaubt jedoch Experimente mit 
Extremkleinen Strömen. So ist z.B der Sperrstrom einer Leuchtiode selbst 
von der Beleuchtung abhängig. Eine LED ist damitzugleich eine Fotodiode. 
DEr äußerst kleine Fotostrom wird mit zwei Transitoren so weit 
verstärkt, dass die zweite LED leuchtet.

So mein Problem ist einfach das man auf der Abbildung (siehe 
Anhang)nicht erkennen kann wie ich die Transistoren angeschlossen 
werden. Auf dem Schaltplan ist mir das klar (auch im Anhang)abre nicht 
auf dem Foto. :)
Villt könnt ihr mir da iwie helfen.

von Sven (Gast)


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Und welcher Blödmann macht so eine Anleitung? LEDs haben maximale 
Sperrspannungen von 4 oder 5V. Wenn man die an 9V invers betreibt, 
bricht erstmal die Sperrschicht durch. Der Sperrstrom wird durch die 
100k begrenzt.

So kann man Rauschquellen aufbauen, aber als Anleitung für Anfänger: 
ungenügend.

von Wegstaben V. (wegstabenverbuchsler)


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> Auf dem Schaltplan ist mir das klar (auch im Anhang)
> abre nicht auf dem Foto

Dein Steckbrett hat irgendwelche Reihen die miteinander verbudnen sind 
(das Schema aus dem Conrad Kalender [siehe unten] deutet das besser an). 
Und dann steckst du das halt einfach gemäß Schaltplan zusammen. Was ist 
daran so kniffelig?


Schau mal hier, vielleicht ist ja dein Steckbrett auch so verschaltet.


2008er Kalender, 11. TAg

http://www2.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/900000-924999/909222-an-01-de-CONRAD_ADVENTSKALENDER_24_EXPERIMENTE.pdf



2009er Kalender, 15. Tag

http://www2.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/175000-199999/192200-an-01-de-ADVENTSKALENDER_2009.pdf

von Jens G. (jensig)


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>So mein Problem ist einfach das man auf der Abbildung (siehe
>Anhang)nicht erkennen kann wie ich die Transistoren angeschlossen
>werden. Auf dem Schaltplan ist mir das klar (auch im Anhang)abre nicht
>auf dem Foto. :)
>Villt könnt ihr mir da iwie helfen.

Also wenn es um die Pinbelegung der Transis geht:

Wenn Du die auf's Gesicht (Beschriftung) legst, mit Anschlüssen zu Dir, 
dann haben die von links nach rechts E-B-C . Kann zwar auch Abweichler 
geben, aber bei dieser Baureihe ist es wohl so.
Ansonsten stimmt schon mal das, was oben geschrieben wurde: die LED's 
sind hoffnunglos überspannungsgefährtet, weil die üblicherweise und 
offiziell nur 5V in Sperrichtung vertragen. Ich würde mit max. 6V das 
ganze betreiben, wenn Du drüber gehst, mußt Du mit "unerklärlichen" 
Nebeneffekten rechen wegen der begrenzten Invers-Spannungfestigkeit von 
LED's.

von Falk B. (falk)


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@  Seppel (Gast)

>      Abbildung.JPG
>      1,3 MB, 36 Downloads
>      Schaltplan.JPG
>      1,4 MB, 57 Downloads

Hach ja, und mal wieder ein Blindfisch. Lesen bildet. Siehe 
Bildformate.

>Villt könnt ihr mir da iwie helfen.

Siehe Lichtsensor / Helligkeitssensor

MfG
Falk

von Stefan W. (wswbln)


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Sven schrieb:
> Und welcher Blödmann macht so eine Anleitung? LEDs haben maximale
> Sperrspannungen von 4 oder 5V. Wenn man die an 9V invers betreibt,
> bricht erstmal die Sperrschicht durch. Der Sperrstrom wird durch die
> 100k begrenzt.


<Zitat> Und welcher Blödmann </Zitat> schreibt ohne sich vorher zu 
informieren so einen pauschalen Kommentar?

Manche gelbe und grüne LEDs haben durchaus Sperrspannungen von 10..12V.

von Sven (Gast)


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Welche?

von Simon K. (simon) Benutzerseite


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Stefan Wimmer schrieb:
> Manche gelbe und grüne LEDs haben durchaus Sperrspannungen von 10..12V.

Aha? ;)

von Stefan W. (wswbln)


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Sven schrieb:
> Welche?

Du erwartest jetzt nicht wirklich eine Aufzählung aller Typen von allen 
Herstellern, die das Kriterium erfüllen?   :-O

Google funktioniert sicher auch bei Dir. Du kannst ja z.B. mal mit 
"LGR971" anfangen zu suchen...

von Anatomiker (Gast)


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4 mal solche hintereinander, hehe
aber nich in ´nem Baukasten von Kosmos..

von Anatomiker (Gast)


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sag i doch, n´Komiker mit seinen 10...12V Sperrspannung.

von Ulrich (Gast)


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Bei den meisten LEDs findet man 5 V als maximale Sperrspannung, egal 
welche Farbe. Es kann natürlich sein das einge LEDs tatsächlich deutlich 
mehr aushalten, und die 5 V einfach nur so ein Standardwert ist den alle 
reinschreiben, denn gebraucht wird eine höhere Sperrspannung 
normalerweise nicht.

von Steffen (Gast)


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Hmm, hab nix weiter zu Ledosa gefunden bezüglich des LED-Spektrometers. 
Finde das Konzept sehr interessant da ich es selber schonmal machen 
wollte.

Hat jemand nen noch funktionierenden Link?

MfG Steffen

von Düsentrieb (Gast)


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für die schlau-schwätzer:
hab grad n paar alte standard-led gemessen:
ne rote ca 22V
grün, gelb > 26V
(hab nur mit 27V getestet)
nur die neuen "ultra-hellen" sind da anders,
die sind schon mit wenigen volt sperrspannung am ende,
bzw werden geschädigt.

von Stefan W. (wswbln)


Angehängte Dateien:

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...nur mal so als Beispiel. Dass der Chip auch in andere Gehäuse (als 
0603) verbaut werden kann, muss hoffentlich nicht extra erwähnt 
werden...

von Jens G. (jensig)


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von yalu (Gast)


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Die Siemensianer und die Osramesen scheinen sich, was die Sperrspannun-
gen der einzelnen LEDs betrifft, nicht ganz einig zu sein. Viele LEDs,
die in den alten Siemens-Datenblättern mit 5V oder 6V angegeben sind,
haben jetzt 12V. Diejenigen mit 3V wurden auf 5V hochgesetzt.

Vielleicht liegt es aber auch nur an einer unterschiedlichen Definition
von "sperren". Bei einigen LEDs ist lt. Siemens der maximale Sperrstrom
10µA, während Osram ihn mit 100µA angibt. Möglicherweise sah man die
100µA bei Siemens schon als den Beginn des Durchbruchs an.

Ganz abgesehen davon sind die Siemens/Osram-LEDs im 3mm- und 5mm-Gehäuse
die einzigen mir bekannten, wo man immer erst nachmessen oder im Daten-
blatt nachschlagen muss, ob nun der kürzere oder der längere Anschluss
die Kathode bzw. die Anode ist ;-)

von Didi S. (kokisan2000)


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Hallo miteinander,

nun noch ein paar Worte aus Sicht des Herstellers...

Die Sperrspannung ist eine sehr empfindliche Größe, die in direkten 
Zusammenhang mit der Chichtqualität im Bereich des pn-Überganges steht. 
Die Sperrspannungen (bei 10µA) für gute epitaktische Schichten mit 
normalen Dotierungen liegen bei Visible Dioden im Bereich 12V bis 30V. 
Bei Infrarotdioden liegen sie übrigens in Bereiche bis 80V und besser. 
Da nicht immer alle Schichten optimal hergestellt werden können, 
variiert die Sperrspannung schon mal bis 6V. Das Material ist immer noch 
sehr brauchbar als LED im Durchlassbereich, aber zeigt eine gewisse 
"weakness" im Sperrbereich. Damit die Hersteller das Material trotzdem 
noch verkaufen können, machen sie es sich mit der Grenzangabe in den 
Datenblättern nicht zu schwierig und 5V sind für die meisten Bereiche 
vollkommen ausreichend. Im übrigen wird typisch bei 10µA angegeben, 
100µA waren früher üblich, findet man aber immer noch in vielen 
aktuellen Datenblättern. I.d.R sind 100µA aber unkritisch in 
Sperrichtung.

Gruß
kokisan

von Anatomiker (Gast)


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Eine wundersame Verwandlung von Siemens Opto --> Infineon --> Osram.
Und jedesmal werden die Produkte beser.

von yalu (Gast)


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@Dirck S.:

Vielen Dank für die interessanten Hintergrundinformationen.

von hans (Gast)


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Wichtig ist, dass die LED einen kleinen Bandabstand hat. Also (bei den 
roen) GaAsP und nicht GaP. Also die roten LED mit der kleinen 
Flussspannung.

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Noch zur Info:
Der Test des Bauelements kostet Geld. Manchmal sogar richtig viel Geld, 
z.B. bei Prozessoren. Daher werden die Testparameter so definiert, das 
ein Test nur 'kurze Zeit' kostet bzw. nicht großartig aufwändig wird 
(die notwendige Meßschaltung).

von Didi S. (kokisan2000)


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Hallo Abdul,

stimmt, die Messzeit kostet Geld. Aber das ändert sicherlich nicht den 
Eintrag der Sperrspannung im Datenblatt. Die Messung eines 
Arbeitspunktes durch Strom einprägen, Spannung messen oder Spannung 
anlegen, Strom messen dauert typischerweise 20ms - egal was nun als 
Messwert herauskommt. Die Messzeit ist durch die Messaparaturen fix 
vorgegeben. Übrigens wird in den Prüfvorschriften NICHT die wirkliche 
Sperrspannung gemessen, sondern lediglich der im Datenblatt garantierte 
Arbeitspunkt sicher gestellt!

Gruß
kokisan

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Ja Dirck.

Da du anscheinend irgendwo dort arbeitest: Was gibt es an fetten 
IR-Dioden?

von Didi S. (kokisan2000)


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Ja Abdul.

Definiere mal "fett".

von Jens G. (jensig)


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schön fett und saftig ;-)

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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JA genau. Saftiges Steak lecker...

Also optische Ausgangsleistung über die 20mW einer SFH485,TSHF5400 etc.
Und der Preis bezahlbar. Keine "Weltraumpreise".

von Steffen (Gast)


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Ich hätte jetzt die SFH 4230 erwähnt. Allerdings habsch eben nochma bei 
Reichelt geguckt, die haben sie nicht mehr im Angebot, vor nem Jahr wars 
noch anders. Vielleicht ist einfach der Markt für solche IR-HP-Dioden im 
Hobbybereich zu klein. Die üblichen Verdächtigen:

http://www.led-tech.de
http://www.leds.de
http://www.pur-led.de
http://www.led1.de

haben aber vllt noch welche.

MfG Steffen

von Stefan (Gast)


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Ist schon mal jemand auf die Idee gekommen damit eine selbstregelnde LED 
zu realisieren (evtl. Patent)?
Ich meine in einem recht kleinen Gehäuse, das auch noch 
spritzwasserdicht sein soll, eine Anzeige-LED in der Helligkeit 
entsprechend der Umgebungshelligkeit zu regeln.
Per PWM wird die Helligkeit geregelt, in den Pausen die 
Umgebungshelligkeit gemessen?
Ein µC hängt sowieso davor. Würde hardwareseitig nur bedeuten, dass man 
2 Anschl. braucht. Wenn der µC ständig Strom hat, könnte er sich die 
Tag- und Nachtwerte auch noch automatisch erlernen.

Gruß
Stefan

von Paul M. (paul_m65)


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Das geht auch mit einer normalen Diode 1N4148. Die ist ja dummerweise in 
einem transparenten Gehäuse wodurch sich die Kennlinie je nach 
Lichteinfall ändert.

von G. H. (schufti)


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@stefan: guckst du hier 
http://www.merl.com/publications/docs/TR2003-35.pdf unter Punkt 3: 
automatische Hintergrundbeleuchtung für Fernbedienung

von Klaus I. (klauspi)


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Kainka hat da was auf seiner Website, mit Auswertung der LED durch einen 
Attiny2313:
http://www.b-kainka.de/kosmos/microelec3.htm

von Stefan (Gast)


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Hi schufti,
das ist genau was ich meinte!
Danke für den Link!
Schade eigentlich, wird so gut wie nie verwendet.
Alle Anzeigen leuchten immer gleich hell, im Hellen zu dunkel und im 
Dunkeln zu hell (LED-Wecker, Anzeigen im KFZ).
Leider kann ich die Erkenntnis momentan nicht einsetzen, da mein 
Motorrad-Heizgriff-Regler - Einzelstück - schon fertig ist und derartig 
gravierende Hardwareänderungen nicht mehr möglich sind (ebenso mein 
Kettenöler).

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Ich würde mal sagen, die allermeisten Produktdesigns werden NIE im 
Dunkeln gegengetestet. Es wird überhaupt nur ausgedacht, 'designet', 
produziert, fertisch. Deswegen sind Laptop-Tastaturen im Dunkeln 
unbenutzbar und Kaffekannen lassen die Brühe beim Ausschütten 
runtersabbern.

von Klaus I. (klauspi)


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Hmm, hatten die ollen Thinkpads nicht eine Tastaturbeleuchtung? Was die 
traditionellen Kaffekannen angeht, frei nach Dilbert ist es dann der 
braune Qualitätsring.

von Michael H. (michael_h45)


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Stefan schrieb:
> Schade eigentlich, wird so gut wie nie verwendet.

außer bei jedem laptop, smartphone...
0xaffe

von Alexander S. (esko) Benutzerseite


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Gedämmt wird schon länger bei
> (LED-Wecker, Anzeigen im KFZ).

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