Servus, ja blöde Frage, gerade wo google wieder viele Antworten gibt, nur nicht genau genug. Klar ist, dass ich mit einem OP-Amp einen Strom-Spannungs-Wandler aufbauen muss, da die Fotodiode einen Strom erzeugt, keine Spannung. Was ich mich allerdings Frage ist, mit wieviel Strom in welche Richtung muss ich bei einer Fotodiode (bei mir z.B. SFH203F [http://docs-europe.electrocomponents.com/webdocs/0028/0900766b80028863.pdf]) rechnen? Werde aus dem Datenblatt nicht gerade schlau und Google liefert mir auch nicht die Erleuchtung. Ich danke schonmal für eure Antworten
Hallo, > Klar ist, dass ich mit einem OP-Amp einen Strom-Spannungs-Wandler > aufbauen muss, da die Fotodiode einen Strom erzeugt, keine Spannung. Genau. Die Photodiode ist eine hochohmige Quelle, also eher eine Stromquelle als eine Spannungsquelle. > Was > ich mich allerdings Frage ist, mit wieviel Strom in welche Richtung muss > ich bei einer Fotodiode (bei mir z.B. SFH203F > [http://docs-europe.electrocomponents.com/webdocs/0028/0900766b80028863.pdf]) > rechnen? Der Strom fließt immer entgegen der Flußrichtung der Diode. Wieviel Strom fließt, hängt von der Beleuchtungsstärke ab. Fang mal mit 100k-Ohm im Rückkopplungszweig an. Vergiß das parallele C nicht, damit der OPV nicht schwingt. Schau mal unter http://focus.ti.com/docs/prod/folders/print/opa2380.html um genauere Informationen zu finden. Ansonsten gibt es im Forum einen Artikel zum Beschalten von Fotodioden. Gruß, Michael
Tageslicht im Freien teilweise bis über 1mA, schlechte Raumbeleuchtung nachts unter 10µA. Kai
Hallo, das kommt eben ganz drauf an: ich arbeite mit pA, wenn im abgedunkelten Labor jemand am anderen Ende eine Zigarette raucht, wird der Messbereich überschritten. Von den üblichen Problemen bei solchen Messbereichen abgesehen ist der Fotostrom über viele (>6) Dekaden proportional zur Belichtung. Gruss Reinhard
Im Allgemeinen nimmt man 1 MOhm Widerstände als Standard. Diese sind auch in integrierten Fotodiodenversärkern wie dem OPT101 verbaut. Wichtig ist aber die Beleuchtungsstärke, Fläche der Fotodiode etc. Nicht trivial. Ganz besonders bei hohen Widerständen braucht man zusätzlich noch Vorsichtsmaßnahmen gegen Interferenzen und Schwingneigung.
Schau mal was ich gefunden habe: http://sales.hamamatsu.com/assets/applications/SSD/si_pd_circuit_kspd1043e07.pdf
Ah Danke für die Links und Antworten. Ich möchte meine Fotodiode in einer Lichtschranke nutzen, also mit einer IR-LED fast direkt (durch eine grünlich transparente Plastikscheibe hindurch) beleuchten und durch einen Eddingstrich die Drehzahl messen. Ich rechne jetzt mal mit ca. 100uA Fotostrom in Sperrichtung der Diode. Komme ich da ungefähr auf einen grünen Zeig?
Natuerlich nicht. Denn bei zu kleinen Stroemen ist die Bandbreite weg. Bandbreite bedeutet Strom. Bedeutet Licht. Also mit einer LED draufhalten und Photostrom generieren. Probier's doch einfach mal.
Hickhack0 schrieb: > Ich möchte meine Fotodiode in einer ...Lichtschranke die Drehzahl > messen. > Ich rechne jetzt mal mit ca. 100uA Fotostrom in Sperrichtung der Diode. > Komme ich da ungefähr auf einen grünen Zeig? Wenn Du nicht mehr als ca. 10 Impuls(e) pro Sekunde erwartest, dann geht das.
@ Martin Winterhoff (mawin) >> Ich rechne jetzt mal mit ca. 100uA Fotostrom in Sperrichtung der Diode. >> Komme ich da ungefähr auf einen grünen Zeig? Sicher, ein gescheiter Transimpedanzverstärker vorausgesetzt. >Wenn Du nicht mehr als ca. 10 Impuls(e) pro Sekunde erwartest, dann geht >das. Käse. MFg Falk
Schreibt doch nicht so einen Scheiss. Mit 100uA kannst Du mit einem vernünftigen Verstärker bis in den hohen Kilohertzbereich kommen. Die Schaltung ist aber overkill. Für eine Zählanwendung, die Schaltung "Konstantstromquelle mit Arbeitswiderstand" von hier: http://www.mikrocontroller.net/articles/Lichtsensor_/_Helligkeitssensor verwenden, und den Widerstand an die zu erwartende Helligkeitsschwankung anpassen. Dahinter einfach einen Schmitt Trigger und fertig ist der Laden. Opamp macht da die Geschwindigkeitsperformance nur schlechter. Die Transimpedanzschaltung ist eigentlich für Anwendungen gedacht, wo es auf die Linearität ankommt.
>Schreibt doch nicht so einen Scheiss. Mit 100uA kannst Du mit einem >vernünftigen Verstärker bis in den hohen Kilohertzbereich kommen. Invertierender Verstärker mit 47kOhm und 68pF in der Gegenkopplung gibt eine Grenzfrequenz von 50kHz... Kai
> Ich rechne jetzt mal mit ca. 100uA Fotostrom
warum schaust du überhaupt ins Datenblatt, wenn du dessen Angaben
ignorierst?
ich lese dort 80uA (<_50) bei Normlicht!
Auch grünliche transparente Plastikscheiben haben ein Eigenleben und
können als Filter wirken und abschwächen.
Die 100 µA sind gar nicht so unrealistisch für eine Lichtschranke mit IR-LED. Den genauen Wert muß man dann wohl messen. Es stimmte aber auch, das der Transimpedanzverstärker etwas übertrieben ist. Für nicht zu hohe Frequenzen reicht ein einfacher Lastwiderstand. Die Nächste Stufe wäre es dann eventuell einen Fototransistor statt der Fotodiode zu nehmen, dann kann der Widerstand kleiner werden. Die Schwarzen Filzstifte sind IR Bereich nicht alle wirklich schwarz. Einige sind da realtiv transparent.
> warum schaust du überhaupt ins Datenblatt, wenn du dessen Angaben > ignorierst? Weil ich Bahnhof verstehe, das prinzip der Fotodiode ist mir mittlerweile klar, aber die angaben im Datenblatt sind dann doch eher für Pros nicht für noobs wie mich. > Für eine Zählanwendung, die Schaltung > "Konstantstromquelle mit Arbeitswiderstand" > von hier: > http://www.mikrocontroller.net/articles/Lichtsensor_/_Helligkeitssensor Hmm, schön simpel aufgebaut, nur der Zusatz "langsam" gefällt mir nicht. Ich werde fürher oder später den selben Sensor mit in den Modellbaubereich tragen, wo Drehzahlen von 10.000U/min an 5-Blättrigen Rotoren durchaus drin sind. Schnell gefällt mir da einfach besser. Für schnell hab ich aber doch noch was nettes gefunden. Zitat aus http://www.ureader.de/msg/144835107.aspx
1 | Hallo @ all, |
2 | ich habe so etwas Ähnliches mal vor Jahren (Jahrzehnten) gebaut, mit einer |
3 | Ausregelung der Umgebungshelligkeit: |
4 | |
5 | |
6 | VCC |
7 | + |
8 | | |
9 | | |
10 | | |
11 | | |
12 | o-------------------------. |
13 | | | |
14 | - Fotodiode | |
15 | ^ | |
16 | | |/ T1 |
17 | o-----------------------| |
18 | | |> |
19 | | | |\ |
20 | | o--------| >O- |
21 | | | |/ IC1 |
22 | | | |
23 | | | |
24 | T2 \| ___ ___ | |
25 | |---|___|---o---|___|---' |
26 | <| R1 | R2 |
27 | | --- |
28 | | --- |
29 | | | C1 |
30 | | | |
31 | | | |
32 | | | |
33 | o-------------' |
34 | | |
35 | | |
36 | | |
37 | |
38 | GND |
39 | |
40 | Hat damals gut funktioniert, der untere NPN stellt den Strom durch die |
41 | Fotodiode so ein, daß am Gatter ca. Ube anliegt, eine schnelle Erhöhung der |
42 | Helligkeit erzeugt einen kurzen Highpuls, der das Gatter triggert. Muss |
43 | natürlich ein 74HCT14 oder ähnlich sein, CMos mit TTL-Schaltschwelle. |
44 | |
45 | Steinigt mich nicht, wenn ein Fehler drin ist, alles nur aus der Erinnerung. |
46 | Ich glaube, ich hatte zwei Betriebsspannungen, also war die Fotodiode an |
47 | +15V und über einen PNP in Basisschaltung (Basis an 5V) angeschlossen, das |
48 | hat Geschwindigkeit gebracht, ist aber hier wohl nicht nötig. |
Diese Schaltung scheint mir recht perfekt. Da brauch ich mir keine Sorgen um die Fotoströme zu machen, lediglich der Kontrast muss ausreichen. Wie ich meine. Für IC1 und die Bemaßung von R1, R2, sowie C1 muss ich mir dann wohl noch ein paar Gedanken machen (Tips werden gerne gelesen) aber ansonsten gefällt mir der Ansatz von allen am bessten. *Was meint ihr?*
1 | Genaueres zum Projekt: |
2 | Ich habe von einer CD die Silberschicht runtergesaugt (get 1A mit nem |
3 | Staubsauger, muss nur einmal mit nem Messer n kleines Loch |
4 | reingestochen/gekrazt werden), sodass eben meine grünlich transparente |
5 | Scheibe übrig blieb. Diese soll mit 2 Eddingstrichen am Rand als Encoder |
6 | dienen und damit die Drehzahl, sowie durch Schätzung die Position einer |
7 | Welle erfasst werden. |
8 | Und das ganze so schnell wie die CD mitmacht, oder eine Drehzahl von |
9 | 8.000U/min (mit 2 Markierungen pro Umdrehung) erreicht wird. |
>Ich werde fürher oder später den selben Sensor mit in den >Modellbaubereich tragen, wo Drehzahlen von 10.000U/min an 5-Blättrigen >Rotoren durchaus drin sind. 10.000U/min sind 167U/sec, ergibt bei einem 5-blättrigem Rotor 835 Pulse/sec, entsprecht einer Meßfrequenz von 835Hz? Das ist nicht sehr schnell, oder? Ich würde wegen seiner Einfachheit den Transimpedanzverstärker mit 47kOhm und 68pF in der Gegenkopplung verwenden, gibt eine Grenzfrequenz von 50kHz, was locker ausreichen dürfte für deine Zwecke. Wenn die 47kOhm nicht reichen, kannst du den Widerstand wegen der Reserve immer noch vergrößern. Kai
Fehler gefunden: Die von mir gefundene Schaltung funktioniert zwar für Lichtimpule, also kurze Lichtstöße, aber die von mir geplanten Lichtpausen werden durch den Kondensator verschluckt. Doofe Konstruktion. Also Transimpedanzwandler. Vielleicht mir nem Poti ausgestattet, damit ich bequem einstellen kann zwischen Tempo und Verstärkung.
Angehängte Dateien:
-
1.png
4,4 KB
Ich werd nicht mehr, kann es denn so schwer sein?! Jetz hab ich mir eine schöne Schaltung ausgedacht, die - bei einstellbarem Lichtimpuls (oder eher Dunkelimpuls) (mittels R5,R6) - einen zeitlich definiert langen Spannungspegel ausgibt - bei nur 5V Versorgungsspannung und muss jetzt feststellen, dass der im Transimpedanzwandler verwendete TS912 nur 0,4V/us schafft. Das ist schon sehr grenzwertig, bis zu langsam?! Ausserdem brauche ich dazu 3!! Bausteine: NE555, 74HC14 und TS912 (siehe Anhang) Gibts jemand, der Verbesserungsvorschläge hat? ich verzweifel langsam. Dachte nicht, dass Fotodioden so verkompliziert werden können. Mein Hauptproblem ist halt, dass ich nur 5V Versorgungsspannung nutzen möchte um die Benutzung des Sensors möglichst simpel zu machen.
hab grad festgestell, dass ich in der Tabelle für 3V nachgelesen habe. bei 5V VCC sinds immerhin 0,6V/us (SR-) und 0,8V/us (SR+). Besser, aber mit minimal 10us Signalbreite, mit dennen ich rechne, nicht die Welt. Hat da grad jemand nen schnelleren im Hinterkopf? ansonsten gebe ich mich mit dem zufreiden. Tips für etwas unspektakuläre Schaltungen nehme ich aber trotzdem gerne noch an.
Hallo Hichhack, >Hat da grad jemand nen schnelleren im Hinterkopf? Ich nehme ganz gerne den TLC277 für solche Sachen. Der ist ein CMOS-Doppel-Opamp mit niedrgen Eingangsruheströmen und niedriger Offsetspannung. Kann 3V/µsec. Den zweiten OPamp kannst du ja für den Schmitt-Trigger mit Hystere verwenden. Dann entfällt der 74HCT14. Statt des NE555 würde ich einen CMOS555 wie den TLC555 verwenden. Diese haben viele Vorzüge gegenüber dem bipolaren Vorgänger. Brauchst du überhaupt ein Monoflop? Wenn ja, kann es auch ein retriggerbares sein? Kai
Danke für den TLC277, scheint ganz interessant für mich zu sein. Vielen Dank Den Monoflop wollte ich einbauen um auf ein definiert langes Signal zu kommen. Hmm, jetzt wo ich nochmal drüber so nachdenke, eigentlich brauche ich ihn nicht zwingend. Ich will halt am uC einen Interrupt auslösen und daraus die Drehzahl und Position bestimmen. Im prinzip vermutlich überflüssig, aber ich hab halt noch keinerlei Versuche gemacht und weiß einfach nicht wie sich der uC mit unterschidlichen Signallängen verhält. Nicht dass ausversehen 2 Interrupts hintereinander ausgelöst werden, oder einer ausgelassen wird.
Hallo Hickhack, >Ich will halt am uC einen Interrupt auslösen und daraus die Drehzahl und >Position bestimmen. Dann nimm doch einen flanken-getriggerten Interrupt und verwende die Flanke, die entsteht, wenn die Photodiode plötzlich viel weniger Intensisät empfängt. Beim 8051 jedenfalls wird beim flanken-getriggerten Interrupt nur ein Interrupt ausgelöst (im Gegensatz zum level-getriggerten). Dann brauchst du auch nicht das Monoflop. Damit läufst du ja eher Gefahr eine Flanke zu übersehen. Kai
Weiter obeen im Beitrag ist ein Link auf eine erheblich einfachere Schaltung. Keine Ahnung, was Dir an der nicht zusagt...
Englische Beschreibung, hmm. Zu große Auswahl an Schaltung (welche nehm ich?). Schwierige Zeiten des Überangebotes!
>Weiter obeen im Beitrag ist ein Link auf eine erheblich einfachere >Schaltung. Keine Ahnung, was Dir an der nicht zusagt... Meinst du die Schaltung ganz oben? Vielleicht, weil sie 13 Bauteile enthält und individuell an die Steilheit des FETs angepaßt werden muß? FETs haben riesige Fertigungstoleranzen. Kai
Nö, die "Konstantstromquelle mit Arbeitswiderstand" enthält nur 2 Bauteile plus beliebigen OPA
>Nö, die "Konstantstromquelle mit Arbeitswiderstand" enthält nur 2 >Bauteile plus beliebigen OPA Welche der 15 Schaltungen meinst du denn? Kai
Es gibt in der Artikelsammlung zu Lichtsensoren nur eine Schaltug mit diesem Namen. Das Ding hier: http://www.mikrocontroller.net/wikifiles/f/fe/Photo_diode.png
Ich dachte du meinst deinen eigenen Link: >Schau mal was ich gefunden habe: >http://sales.hamamatsu.com/assets/applications/SSD... Sorry, Kai
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