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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Laser-Lichtschranke (mal wieder)


Autor: Alex Bürgel (Firma: Ucore Fotografie www.ucore.de) (alex22) Benutzerseite
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Hallo zusammen!
Ich möchte eine Laser-Lichtschranke aufbauen.
Zurzeit suche ich dafür nach Komponenten die halbwegs gut dafür geeignet 
sind.
Zum Laser:
Ich denke ich würde eine der Reichelt Laserdioden verwenden, die haben 
da 3 Stück:
LAS LD 635-05, 35€
LAS LD 650-05, 18€
LAS LD 670-05, 12€
Wie man sieht hängt der Preis von der Wellenlänge ab, warum? Hat eine 
der Wellenlängen vorteile?

Kommen wir zum Empfänger:
Das beste was ich bisher fand war eine BPW34 Photodiode. Die meisten 
Photodioden haben allerdings ihre höchste Empfindlichkeit bei etwa 900nm 
und bei ~650nm nur noch 70%... Mir scheint es daher am besten die 670nm 
Laserdiode zu nehmen, da die am nähsten an der maximalen Empfindlichkeit 
der Photodiode liegt. Übersehe ich da was?

Ich wollte vor die Diode eine rote PVC-Folie anbringen die schon mal den 
größten Teil des Umgebungslichts herausfiltert. Ein billiger 
Laserpointer kommt durch die Folie sehr gut durch, scheint also von der 
Wellenlänge her (erstaunlicherweise) zu klappen.

Noch etwas: Diese Laserdioden haben 3 Anschlüsse, sehe ich es richtig, 
dass ich die Dioden mit dem im Datenblatt angegebenen Strom bestrome 
(Konstantstromquelle) und mir dann den Sperrstrom dieser integrierten 
"Monitordiode" anschaue? Was mache ich dann mit diesem Wert? Wie regelt 
man sowas am besten?

Es wäre toll, wenn ihr mir eure Gedanken zu dem Thema mitteilt!
Schöne Grüße,
Alex

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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CSD-electronics hat auch Laserdioden.

Autor: Alexander Liebhold (lippi2000)
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Hey Alex,

also die unterschiedlichen Preise für Wellenlängen kommen durch die 
benötigten Stoffe. Zudem müssen immer kleinere Resonatoren eingebaut 
werden. Es gibt viele Faktoren dafür.

Ich hoffe die Laserdioden bei Reichelt haben nicht mehr als 1mW, wegen 
Laserschutz...

Ich würde auf jedem Fall im roten Bereich bleiben, wegen der spektralen 
Empfindlichkeit der Photodioden. Optischer Filter dann 
Transimpedanzwandler und Komparator sollte doch gehen. Da du langsam 
detektieren willst, kannst du mit einer höheren Sperrspannung (sonst 
bist du im logarithmischen teil der Kennlinie)auch gleich den 
Photodiodenstrom an nem Widerstand abfallen lassen.


Die interne Monitordiode ist eine Photodiode, die gleich am Resonator 
sitzt und einen Teil des nicht reflektierten Lichts detektiert. Sie wird 
daher nie als Referenz genommen. Für Grobe Leistungsabschätzungen kann 
man sie aber nehmen. Laserdioden werden immer thermisch zerstört durch 
zu hohe Leistungen. Der Maximalwert eines Lasers ist immer die 
opt.Leistung. Zum einen verschiebt die Kennlinie sich durch Alterung und 
zum Anderen ist die Exemplarstreuung in Bezug auf max.Leistung und Strom 
nicht unerheblich. Jeder billige Laserpointer hat aber nur eine 
Konstantstromquelle drinne, da die meisten Laserdioden unter 100% 
betrieben werden, um die Grenze für Laserklasse 1 mit 1mW nicht zu 
überschreiten. Ansonsten kann man auch die Leistung mit der internen 
Monitordiode regeln.


Für deine Anwendung würde ich unter den 100% bleiben und ne 
Konstantstromquelle nehmen. Zusätzlich wäre noch eine Kollimatorlinse 
notwendig, damit dir die Strahldivergenz nicht alles kaputt macht. 
Kühlung der Laserdiode nicht vergessen, am besten ne große Thermische 
Masse anhängen. (Diode an ein Blech oder so.)

Schau bitte nach, ob die Laserdidoe anode grounded oder cathode grounded 
ist. Denn bei der anode grounded liegt der komplette Strom am 
Laserdiodengehäuse an.Intern sind die beiden Typen auch anders 
miteinander verschaltet (laser zu monitordiode)


So, genug jetzt :-)

Gruß Alexander

Autor: Alex Bürgel (Firma: Ucore Fotografie www.ucore.de) (alex22) Benutzerseite
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Hallo Alexander,

vielen Dank schon mal für deinen Post.
So ganz verstehe ich ein paar Sachen aber noch nicht:
Also diese Monitordiode soll ich nicht verwenden, sondern stattdessen 
den Strom einfach nicht auf 100% einstellen. Nur, woher weiß ich, wann 
100% der Leistung erreicht wären (5mW)?
Das Datenblatt sagt typ. 40mA = 3mW, max. 70mA = 3mW. Wenn ich jetzt 
also meine Stromquelle auf 40mA einstelle könnte es sein, dass ich nur 
etwas mehr als 1,5mW erreiche... Korrekt? Sollte man das so betreiben?

>Da du langsam detektieren willst

Leider nicht, um genau zu sein hatte ich vorgehabt den Laser in die 
Mitte einer großen Halle zu stellen und auf einen rotierenden Spiegel 
(f=10Hz) treffen zu lassen, sodass ringsherum auf der Hallen-Innenwand 
eine waagerechte Laserlinie entsteht (ähnlich einem 
Laser-Nivelliergerät).

Bei einem Radius von 20m ergibt sich für einen Laser-Punkt von 5mm 
Durchmesser etwa eine Beleuchtungszeit von 1:20.000 (wenn ich mich nicht 
verrechnet habe).
Ist es realistisch diesen vorbeifliegenden Laserpunkt noch zu 
detektieren? (Bei welcher Umgebunshelligkeit?)

Schöne Grüße und viel Spaß beim Fußball,
Alex

Autor: Alex Bürgel (Firma: Ucore Fotografie www.ucore.de) (alex22) Benutzerseite
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@travelrec
>CSD-electronics hat auch Laserdioden.

Hast du schon Erfahrungen damit? Taugen die Was? Die kosten ja nur ein 
Bruchteil von den Reichelt-Dingern, und die sind ja schon günstig...

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Alex Bürgel (alex22) Benutzerseite

>Ich möchte eine Laser-Lichtschranke aufbauen.

Wozu auch immer. Goldbarren bewachen? ;-)

>Ich denke ich würde eine der Reichelt Laserdioden verwenden, die haben

Vergiss die. Nimm einen fertigen Laserpointer oder ein Lasermodul. Weder 
die Optomechanik noch die Elektronik willst du dir antun. 1mW aus einem 
Laserpointer reichen 100m++ ohne Probleme.

>Das beste was ich bisher fand war eine BPW34 Photodiode. Die meisten
>Photodioden haben allerdings ihre höchste Empfindlichkeit bei etwa 900nm
>und bei ~650nm nur noch 70%... Mir scheint es daher am besten die 670nm

Ja und? die läppischen 30% sind gerade mal läppiche 1,5dB, die jeder 
Verstärker spielend wieder rausholt.

>Laserdiode zu nehmen, da die am nähsten an der maximalen Empfindlichkeit
>der Photodiode liegt. Übersehe ich da was?

ja, es spielt kaum eine Rolle.

>Ich wollte vor die Diode eine rote PVC-Folie anbringen die schon mal den
>größten Teil des Umgebungslichts herausfiltert. Ein billiger

Nimm ein langes, scharzes Rohr.

>Noch etwas: Diese Laserdioden haben 3 Anschlüsse, sehe ich es richtig,
>dass ich die Dioden mit dem im Datenblatt angegebenen Strom bestrome
>(Konstantstromquelle) und mir dann den Sperrstrom dieser integrierten
>"Monitordiode" anschaue? Was mache ich dann mit diesem Wert? Wie regelt
>man sowas am besten?

Ja. Aber wenn du schon so fragst, hast du n icht ansatzweise die 
Fähigkeiten, ne gescheite Laserdiodenansteuerung zu bauen. Die Dinger 
sind SEHR empfindlich, im Gegensatz zu LEDs verzeihen die kein bisschen 
Überstrom und Spannung. Die leben dann fix mal nur ein paar Stunden.

MFG
Falk

Autor: Alex Bürgel (Firma: Ucore Fotografie www.ucore.de) (alex22) Benutzerseite
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Hallo Falk,

lange nichts von dir gehört (bzw. gesehen). Vielen Dank, dass du dir 
Gedanken zu dem Thema gemacht hast.
>1mW aus einem Laserpointer reichen 100m++ ohne Probleme

Meinst du das trifft auch zu, wenn ich den Laser, wie beschrieben, auf 
einen rotierenden Spiegel auftreffen lasse?

>die läppischen 30% sind gerade mal läppiche 1,5dB, die jeder
>Verstärker spielend wieder rausholt.

Das ist gut zu wissen, dann werde ich es im Versuchsaufbau auf jeden 
Fall so machen und werde nicht mehr weiter nach speziellen Photo-Dioden 
für 630nm suchen (die es ja prinzipiell vermutlich nicht geben kann).

>Nimm ein langes, scharzes Rohr.
Das ist hier leider nicht so einfach, da es passieren kann, dass der 
Empfänger sich neigt und demnach bei einem "langen" schwarzen Rohr den 
Laser-Punkt nicht mehr sehen würde...

>Wozu auch immer. Goldbarren bewachen? ;-)
Fast :-)
Die Reitfläche einer Reithalle ebnen. Pferde (bzw. Reiter) verursachen 
beim Kreis- bzw. 8-Reiten immer eine Wellenstruktur in der 
Bodenoberfläche die nur extrem schwer mit einem Traktor und angehängtem 
Planierschild wieder zu entfernen ist. Daher die Idee diesen Prozess zu 
automatisieren...

Schöne Grüße,
Alex

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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>>CSD-electronics hat auch Laserdioden.

>Hast du schon Erfahrungen damit? Taugen die Was? Die kosten ja nur ein
>Bruchteil von den Reichelt-Dingern, und die sind ja schon günstig...

Sind beides normale CW-Laserdioden mit integrierter Monitordiode und mit 
ca. 30mA Betriebsstrom - praktisch keine Unterschiede, außer im Preis. 
Und bei CSD gibt es meines Wissens nur erstklassige Ware, was bei 
Angelika leider nicht mehr immer so ist :-(

Autor: Alexander Liebhold (lippi2000)
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@Alex Bürgel: Ich bin in ner Firma, die genau solche Regelkreise 
entwickelt. Du wirst wohl um eine Regelung der optischen Leistung nicht 
herum kommen.

>Das Datenblatt sagt typ. 40mA = 3mW, max. 70mA = 3mW. Wenn ich jetzt
>also meine Stromquelle auf 40mA einstelle könnte es sein, dass ich nur
>etwas mehr als 1,5mW erreiche... Korrekt? Sollte man das so betreiben?

Also ich hab mal das Datenblatt zum 635nm Laser (LD 635-05) angesehen. 
Du hast einen Schwellstrom von ca.40mA-60mA. Das heißt, bis zu diesem 
Strom verbleibt die Laserdiode im Diodenbetrieb (spontane Emission), da 
kommt auch nur so viel Licht raus wie bei einer LED. Danach hast du eine 
extrem Steile Kennlinie (Verhältnis der Anstiege LED-Betrieb zu 
Laserbetrieb ca. 1:100!) Bei 75mA hättest du (bei ausreichender Kühlung) 
theoretisch 5mW Ausgangsleistung. Allerdings kann dies durch Streuung 
auch schon bei 73mA sein und dann ist der Laser kaputt. Wenn man die 
100% haben möchte, muss man das Licht messen (Messgerät mit 
Ulbrichtkugel o.Ä.)und dann den Strom einstellen. Ich würde aber sagen, 
dass du den Strom ruhig auf 70mA stellen kannst. Nur weißt du dann nicht 
wieviel Leistung da raus kommt. Schätzungsweise vielleicht 4mW.
!!!Bedenke, dass dies bei Dauerlicht und 635nm die 4fache Leistung ist, 
die dein Auge verträgt!!!

Laserregelung:
Eine weitere Angabe ist der Spannungsabfall, der typ bei 2V liegt. Dies 
ist gleichzeitig (siehe Datenblatt) die Vorspannung für die 
Monitordiode.
An die muss nun ein Transimpedanzverstärker (OPV). Denn die ist ja nix 
anderes als ne Stromquelle. Spannungsabfall am Widerstand kannst du 
vergessen, da du sonst deine Sperrspannung extrem verringerst. Selbst 
gegen negatives Potential geht deine Bandbreite in die Knie. Mal 
angenommen du bekommst bei Pmax 100µA Photostrom, dann benötigst du für 
einen Messwert von max.1V schon 10KOhm als Wiederstand mit der 
Sperrschichtkapazität von vielleicht 5pF ergibt sich Grenzfrequenz zu 
3MHz. Das ist auch die Hauptbremse eines Regelkreises. Bei deinem Fall 
darf er natürlich auch langsam sein.

Zum Licht detektieren, solltest du mal die Leistung ausrechnen, die an 
der Photodiode überhaupt noch ankommt. Mit der Spektralen 
empfindlichkeit kannst du den Photostrom berechnen. Berechne einfach mit 
der Strahldiffergenz, wie groß dein Beamspot in 20m Entfernung ist. Die 
Leistung ist dann (Gaußförmig verteilt) kann man aber erst einmal 
vernchlässigen. Dann setzt du die Detektorfläche zur Fläche des Beamspot 
ins Verhältnis. Ach ja, unbedingt Kollimatorlinse mit einbeziehen, sonst 
ist dein Spot nach 1m schon riesig bei 30° Divergenz. Anschließend 
Transimpedanzwandler dimensionieren und Grenzfreunz bestimmen.

Kühlung:
Da jeder Laser durch Überhitzung stirbt und die Ausgangsleistung sehr 
stark temperaturabhängig ist, musst du da auch was machen. Wenn du die 
Laserdiode auf den Tisch legst und mit 60mA bestromst, dann brennt die 
mal kurz, wird dunkler und geht fast in den LED-Betrieb zurück. Also die 
muss schon an ein wärmeleitendes Teil (am Besten in ne Passung) 
angebracht werden. Meist reicht schon ein recht kleiens Volumen 
(Laserpointer nutzen das Gehäuse z.B.)

Gruß Alexander

Autor: Rüdiger Knörig (sleipnir)
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Laserdioden betreiben ist alles andere als trivial. Da der Schwellstrom 
für den Übergang LED-Betrieb->Laserbetrieb recht dicht an dem 
Maximalstrom liegen muß eine gute Regelschaltung her, die auch nicht mit 
einem Einschaltstromstoß die Laserspiegel ruiniert.
Zudem brauchst Du noch einen optischen Kolominator (Linse), ansonsten 
bekommst Du keinen Strahl sondern einen sehr konvergentes Strahlenkegel.

Deshalb meine Empfehlung: Verwende einfach einen Laserpointer, wo Du 
statt der Batterie zwei Kabel anlötest. Dann bekommst Du auch mit der 
Laserleistung weniger Probleme (kann aber immer noch "ins Auge gehen"!)

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Pollin hat komplett aufgebaute Lasermodule mit sehr gut sichtbarem 
Strahl und Regelung plus Kollimator für <7 EUR.

Autor: Gast2 (Gast)
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Und wie soll das mit dem Spiegel gehen, der muesste doch den senkrechten 
Strahl um 90 Grad ins Waagerechte ablenken, das genau zu bauen stelle 
ich mir feinmechanisch nicht ganz einfach vor.

Gast2

Autor: Jonny Obivan (-geo-)
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Ich würde das Lasermodul nehmen das Travel vorschlug - das Modul hat 
eine Leistung von ca. 5mW und kann direkt an eine konstante Spannung 
angeschlossen werden (Ich habe das Modul auch). Damit erspart man sich 
den Aufwand mit der Regelelektronik. Die Leistung ist höher als bei 
einem Laserpointer – bei einem schnell rotierenden Strahl ist das 
vermutlich sicherer was die Detektion betrifft.

Grüße
Jonny

Autor: Alexander Liebhold (lippi2000)
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@Rüdiger Knörig

Alles schon mehrmals beschrieben!Leistungsregelung ist optimal. Eine 
geregelte Konstantstromquelle ginge auch nur muss dabei unter dem 
Maximalstrom geblieben werden (z.B. 5mA tiefer), damit die nicht mit 
Leistung überfahren wird. Die Stromquelle wird natürlich angebremst, 
damit keine steilen Spitzen entstehen. Hab ich aber alles schon mal 
geschrieben...

@Gast2
Wieso? Ein drehender 45° Spiegel sollte sich doch machen lassen. 
Anschließend musst du den Laserpointer noch justierbar machen um 
Winkelfehler auszugleichen. Wichtig ist, das der Winkelfehler während 
der Rotation gleich bleibt. Sprich geringen Gleichlauffehler des Motors 
bzw. Spiegelbefestigung.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Alex Bürgel (alex22) Benutzerseite

>>Nimm ein langes, scharzes Rohr.
>Das ist hier leider nicht so einfach, da es passieren kann, dass der
>Empfänger sich neigt und demnach bei einem "langen" schwarzen Rohr den
>Laser-Punkt nicht mehr sehen würde...

Dann modulier den LAser mit x kHz und au ein schmalbandiges Filer in den 
Epfänger.

>Die Reitfläche einer Reithalle ebnen. Pferde (bzw. Reiter) verursachen
>beim Kreis- bzw. 8-Reiten immer eine Wellenstruktur in der
>Bodenoberfläche die nur extrem schwer mit einem Traktor und angehängtem
>Planierschild wieder zu entfernen ist. Daher die Idee diesen Prozess zu
>automatisieren...

Und der Traktor soll dan automatisch fahren?
Naja, jedenfalls gibt es schon diesen drehenden Laser, als 
Laserwasserwaage.
Kein Scherz.

MFG
Falk

Autor: Alex Bürgel (Firma: Ucore Fotografie www.ucore.de) (alex22) Benutzerseite
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>Naja, jedenfalls gibt es schon diesen drehenden Laser, als
>Laserwasserwaage.
Ich kenne das als Laser-Nivelliergerät. Ich hatte nur befürchtet, dass 
die Leistung solcher Geräte zu gering ist...
Nach den vielen Beschreibungen der Komplexität der Ansteuerung eines 
Lasermoduls werde ich wohl auf jeden Fall die fertigen Teile von Pollin 
nehmen.

>Und der Traktor soll dan automatisch fahren?
Nein, nein, dass nicht. Es soll immer noch ein Fahrer den Traktor 
fahren. Nur die Höhenregelung der Planierschaufel hinten dran soll 
automatisiert werden. Denn bei einer Hallenlänge von 20m bekommt man die 
Bodenwellen mit Augenmaß nicht mehr so ohne weiteres heraus...

>modulier den LAser mit x kHz
Das wird bei mir ja quasi automatisch passieren, da ich den Laser auf 
einen rotierenden Spiegel treffen lassen möchte. Dann hätte ich ja schon 
eine Modulation von... hmm, 10Hz :-(
Wie könnte man den Laser den besser pulsen?
Ich glaube ich probiere es zunächst mal mit der roten Folie vor den 
Photodioden, die Folien filtern schon mal alle anderen Wellenlängen 
raus...

Schöne Grüße,
Alex

Autor: Spess53 (Gast)
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Hi

>Nur die Höhenregelung der Planierschaufel hinten dran soll automatisiert >werden.

Da gabs doch vor einiger Zeit schon mal einen Thread. Ich weiss 
abernicht mehr wie der hieß und was herausgekommen ist.

MfG Spess

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Alex Bürgel (alex22) Benutzerseite

>einen rotierenden Spiegel treffen lassen möchte. Dann hätte ich ja schon
>eine Modulation von... hmm, 10Hz :-(

Das reicht. Rechne mal aus wie lang der Puls auf der Photodiode "hängen 
bleibt". Schuss ins Blaue. 1us. Das kann man gut filtern.

MFG
Falk

Autor: Alex Bürgel (Firma: Ucore Fotografie www.ucore.de) (alex22) Benutzerseite
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>Rechne mal aus wie lang der Puls auf der Photodiode "hängen
>bleibt".
Grob geschätzt etwa 5µs... Da bin ich ja mal gespannt. Auf welche Weise 
könnte ich denn da versuchen dieses Signal zu erfassen?
Es wird ja wahrscheinlich eine ziemlich steile Spitze im Signal zu sehen 
sein. Soll ich das Signal einfach verstärken und dann auf einen 
Komparator geben wobei der Referenzwert des Komparators etwas niedriger 
ist als der Peak-Wert der Photodiode? Oder gibt es für solche Signale 
bessere Erfassungsmethoden?

> Spess53 (Gast)
>Da gabs doch vor einiger Zeit schon mal einen Thread.
Der war auch von mir, als mir damals zum ersten Mal die Idee kam. Jetzt 
sind ja bald wieder Ferien und da wollte ich mich der Sache nochmal 
näher widmen...

Schöne Grüße,
Alex

Autor: Alexander Liebhold (lippi2000)
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Hey Alex,

5us ist doch ne Menge Zeit. Hab mal schnell was simuliert. Mein Annahme 
ist: Maximaler Signalhub des Photostromes von 10µA mit einer Dauer von 
mindestens 1µs.Deine 5µs hab ich sicherheitshalber noch gekürtzt.(Wegen 
gaußchen Strahlprofil usw.)

In der Schaltung betreibe ich die Diode mit einer Sperrspannung von 5V 
(wird durch Stromquelle ersetzt.) Das Ersatzschalbild von einer 
Photodiode ist noch komplexer aufgebaut. Daher erst einmal nur den 
Längswiderstand und die Sperrschichtkapazität.

Die 10µA werden in 200mV gewandelt und dann um Faktor 5 verstärkt. Dein 
Ausgangssignal von 1V kannst du beliebig Komperieren.

Die Grenzfrequenz liegt bei 1,3MHz. Kein überschwingen der 
Impulsantwort. (Wird durch kleinere C im feedback erreicht, aber 
niedrigere Werte als 6,8p sind kaum mehr sinnvoll.)

Gruß Alexander

Autor: Alex22 (Gast)
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Hallo Alex(Lippi),

vielen Dank, dass du dir solche Mühen gemacht hast. So ähnlich hatte ich 
es mir auch gedacht, siehe Anhang.
1. Frage: Warum sollte (?) man diese Photodioden mit -5V vorspannen? 
Funktioniert es nicht auch ohne?

Dann hast du jeweils in den Gegenkopplungs-Zweig der OPs noch einen 
parallelen Kondensator geschaltet. Warum? Was macht C1?

Ich vermute du hast 2 OPs genommen um die Verstärkung nicht so hoch 
machen zu müssen gegenüber nur einem OP, oder?

Was ich in meiner Schaltung bezwecken möchte:
Zunächst mal das Gleiche :-) Dann jedoch noch einen "aktiven 
Komparator":

Je heller es im Raum ist umso größer ist der Ruhestrom der Photodiode ja 
ohnehin schon... D.h. der Wert, mit dem im Komparator verglichen wird, 
hängt von der Umgebungshelligkeit ab.
Aus diesem Grund habe ich am unteren Eingang des Komparators eine Art 
Tiefpass für die Eingangsspannung angeschlossen... Die obere Spannung 
soll mit dem Poti auf z.B. 95% eingestellt werden um Fehlauslöser zu 
verhindern.

Würde das wohl so klappen? Ich hoffe ich konnte mein Problem 
verständlich ausdrücken...

Schöne Grüße,
Alex

Autor: Alexander Liebhold (lippi2000)
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Hey,
also die Photodiode besitzt eine Sperrschichtkapazität, die je nach 
Vorspannung anders ist (z.B. 0V = 80pF 10V = 11pF). Des weiteren besitzt 
die Photodiode noch einen Serienwiderstand. Da ich allerdings nur eine 
Stromquelle simulieren kann, hab ich diese mit angefügt. Also IG1+C1+R2 
ist die mit 5VDC vorgespannte Photodiode (Anode an -5VDC).

Der C2 ist auf jeden Fall notwendig, da durch die Sperrschichtkapazität 
(C1) und die hohe Verstärkung alles Schwingt. Es gibt bei manchen 
Datenblättern eine Formel, mit der man genau ausrechnen kann, wie groß 
der C2 sein muss.
Da ich die Sperrschichtkapazität nicht ändern kann und diese unter 
anderem meine Bandbreite einschränkt, habe ich die Verstärkung 
zurückgenommen (Bandbreite erhöht sich) und mit dem 2.OPV dann den Rest 
verstärkt. Damit dieser nicht schwingen kann, auch hier einen kleinen C 
in die Rückkopplung.

Du kannst die Photodiode auch mit Kathode an +5VDC hängen. Dann wird 
dein Ausgangssignal negativ. Also den 2.Verstärker als 
nichtinvertierenden auslegen.

>Je heller es im Raum ist umso größer ist der Ruhestrom der Photodiode ja
>ohnehin schon... D.h. der Wert, mit dem im Komparator verglichen wird,
>hängt von der Umgebungshelligkeit ab.

Richtig.

>Aus diesem Grund habe ich am unteren Eingang des Komparators eine Art
>Tiefpass für die Eingangsspannung angeschlossen... Die obere Spannung
>soll mit dem Poti auf z.B. 95% eingestellt werden um Fehlauslöser zu
>verhindern.

Dein Filter hat aber keinen Einfluss auf die Umgebungshelligkeit. Diese 
ist ja fast dauerhaft gleich oder ändert sich nur langsam (also weit 
unter 5µs).

Man könnte ja auch ein wenig Intelligents einbringen. Z.B.: Nen AVR, 
dieser macht zu Beginn eine Messung der Sspannung (vom 
Transimpedanzverstärker) bei Umgebungslicht. Anschließend stellst dieser 
dann die Hysterese des Komparators mittels Digitlapoti ein. Anschließend 
wird gemessen und der AVR hat Pause.

Gruß Alexander

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Alexander Liebhold (lippi2000)

>5us ist doch ne Menge Zeit.

Ja.

>Hab mal schnell was simuliert. Mein Annahme

Ist aber ein komische Ersatzschaltbild. Man nimmt da normalerweise ne 
Stromquelle, paralle dazu die Sperrschichtkapzität, ggf einen Widerstand 
von 1M++ parallel, ist aber unkritisch.

>In der Schaltung betreibe ich die Diode mit einer Sperrspannung von 5V
>(wird durch Stromquelle ersetzt.) Das Ersatzschalbild von einer
>Photodiode ist noch komplexer aufgebaut. Daher erst einmal nur den
>Längswiderstand und die Sperrschichtkapazität.

Ist so ziemlich falsch.

>Die 10µA werden in 200mV gewandelt und dann um Faktor 5 verstärkt. Dein
>Ausgangssignal von 1V kannst du beliebig Komperieren.

Zwischen OPV1 und OPV2 sollte ein Hochpass, Pi mal Dauem ein 10nF C.

>>Je heller es im Raum ist umso größer ist der Ruhestrom der Photodiode ja
>>ohnehin schon... D.h. der Wert, mit dem im Komparator verglichen wird,
>>hängt von der Umgebungshelligkeit ab.

>Richtig.

Was in einer sinnvollen Schaltung nicht sein darf! Man braucht einen 
HOCHpass, der filtert Umgebungslicht!

>Man könnte ja auch ein wenig Intelligents einbringen. Z.B.: Nen AVR,
>dieser macht zu Beginn eine Messung der Sspannung (vom
>Transimpedanzverstärker) bei Umgebungslicht. Anschließend stellst dieser

Uhhhh! Das Problem wurde WEIT vor der uC Zeit super analog gelöst.

MFG
Falk

Autor: Alexander Liebhold (lippi2000)
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@Falk:

>>In der Schaltung betreibe ich die Diode mit einer Sperrspannung von 5V
>>(wird durch Stromquelle ersetzt.) Das Ersatzschalbild von einer
>>Photodiode ist noch komplexer aufgebaut. Daher erst einmal nur den
>>Längswiderstand und die Sperrschichtkapazität.

>Ist so ziemlich falsch.

Hab zwar den Serienwiderstand vertauscht, aber mit der kompletten 
Ersatzschaltung liege ich richtig. Als Anlage die 
Simulations-/Berechnungsgrundlage von Hamamatsu die ich auf Arbeit 
verwende.


>Was in einer sinnvollen Schaltung nicht sein darf! Man braucht einen
>HOCHpass, der filtert Umgebungslicht!

Sollte so sein. War ja nur ein Minutenentwurf :-)

Autor: Alex Bürgel (Firma: Ucore Fotografie www.ucore.de) (alex22) Benutzerseite
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Hallo Falk,
hallo Alex,

vielen Dank für die Mühen, die ihr euch bisher schon gemacht habt. Das 
klingt alles super, ich kann es kaum erwarten die ersten Versuche 
durchzuführen...

@Alex
>Der C2 ist auf jeden Fall notwendig, da durch die Sperrschichtkapazität
>(C1) und die hohe Verstärkung alles Schwingt.

Den Teil der Op-Amp-Theorie muss ich mir wohl nochmal anschauen, das 
durchblicke ich noch nicht so ganz warum ein Kondensator dort 
Schwingungen dämpft.

@Falk
>Was in einer sinnvollen Schaltung nicht sein darf! Man braucht einen
>HOCHpass, der filtert Umgebungslicht!

Das ist eine super Idee, so spare ich mir ja meinen komischen 
Komparator... Vielen Dank!

>Das Problem wurde WEIT vor der uC Zeit super analog gelöst.

Das hoffe ich doch, denn ich denke Analogtechnik ist für solche 
Anwendungen bedeutend besser, da einfacher und schneller...

Schöne Grüße,
Alex

Autor: Alex Bürgel (Firma: Ucore Fotografie www.ucore.de) (alex22) Benutzerseite
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Guten Abend allerseits!
Ich habe nun mal versucht alle hier gefundenen Informationen 
zusammenzutragen und daraus einen Prototypen für den Sensor zu 
erstellen.
Die Schaltung befindet sich im Anhang.

Es soll sich dabei vor allem um eine "Experimentierplattform" handeln um 
die optimalen Parameter herauszufinden.

>>---------
Vielleicht hat ja einer von euch Lust mal darüber zu schauen ob ich 
grobe Fehler gemacht habe.
>>---------

Falls dem so ist wäre ich über Verbesserungsvorschläge sehr dankbar!
Schönen Abend noch,
Alex

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