Guten Morgen, ich bin auf der Suche nach einer Fotodiode mit einem Messbereich bis ca. 20.000 lx leider nicht fündig geworden. Hab in diversen Onlineshops gesucht. Die Diode soll zur Helligkeitsmessung des Tageslichts sein, also an das menschliche Auge angepasst (in etwa 300nm bis 1100nm). Vielleicht weiß einer von euch eine bzw. wo man solch eine findet. Preis sollte natürlich im Rahmen bleiben. Viele Grüße und besten Dank Markus
Und was hältst Du von der BPW21? Die wird immerhin in Belichtungsmessern wie dem Gossen Profisix verwendet. Und sie ist mit einem Filter ausgestattet, der die menschliche Sehcharakteristik nachbildet (350..820 nm).
Erster Treffer: SFH2430. Suchbegriffe: photo-diode ambient light sensor (oder v-lambda). Es gibt viele Fotodioden, die deine Anforderungen erfüllen. Warum hast du nichts passendes finden können? Wegen der Bauform oder der Kosten? Die 20klx sollten für kaum eine Fotodiode ein Problem darstellen (im Falle der SFH2430 entspricht das einem Fotostrom von 126µA).
Hallo, schon mal Danke. Ich denke schon auch, dass es viele Dioden gibt die für mich in Frage kommen. Aber irgendwie komm ich mit den Datenblättern net zurecht. Z.B. kann ich aus dem Datenblatt der SFH 2430 den Messbereich nicht erkennen. Ich seh wohl den Wald vor lauter Bäumen nicht. Ich hab auch Dioden gefunden, die einen weit größeren Bereich als 20.000 lx aufweisen. Ich dachte nur, dass eine Diode bis 20.000 lx (was für mich wahrscheinlich ausreicht) eine bessere Genauigkeit hat, weil diese ziemlich wichtig ist. Gruß Markus
Hallo Markus, Fotodioden können hochlinear sein. Bei den Standard-Si-Fotodioden ist der Linearitätsbereich nach unten durch den Dunkelstrom (ist meist gut spezifiziert) und nach oben durch den Serienwiderstand der Fotodiode begrenzt (reduziert die Sperrspannung, begrenzt je nach äußerer Beschaltung). Der Serienwiderstand von Fotodioden liegt im Bereich von 10-1000Ohm, und ist bei weniger als einigen mA Fotostrom und ordentlicher Messschaltung kein Problem. Soll es wirklich hochlinear sein, würde ich PIN-FD bevorzugen. Bei PN-Fotodioden werden (insbesondere bei einer unglücklichen Wahl der Wellenlänge; blau oder IR bei Si) auch außerhalb der Sperrschicht Ladungsträgerpaare generiert, welche nur langsam zur Sperrschicht diffundieren. Die Rekombinationsrate dieser Ladungsträgerpaare hängt aber von der Ladungsträgerdichte ab (wegen der konstanten Anzahl von Rekombinationszentren). Es gibt einen einfachen Test, um zu überprüfen, ob die gewählte FD damit ein Problem hat: Mit konstanter Lichtleistung beleuchten und die Sperrspannung erhöhen. Erhöht sich die Fotoempfindlichkeit (weil die Sperrschicht dicker wird), so sind Nichtlinearitäten wegen Rekombination zu erwarten.
hi john drake, danke schön. Aber welchen Nachteil bringen die nicht PIN-Fotodioden letzen Endes bzw. welchen Nachteil bringt es, dass auch außerhalb der Sperrschicht Ladungsträgerpaare generiert werden, welche nur langsam zur Sperrschicht diffundieren? Kannst du mir das auch in einfachen Worten erklären? Leider konnte ich immer noch nicht entdecken, wie ich den Messbereich für die SFH 2430 aus dem Datenblatt lese. Normal sind doch am Ende immer die Diagramme. Gruß
Die untere Grenze des Sinnvollen Bereichs kann man über den Dunkelstrom abschätzen. Man kann auchnoch etwas darunter - als echte Grenze kommt dann irgendwann das Rauschen. Die obere Grenze ist wohl durch die Verlustleistung gegeben - da sind run 140 mW zulässig. Im grünen wären das mit 0,17 A/W rund 24 mA an Photostrom. Das entspräche dann einigen Millionen Lx. Ob die Diode dann noch 100% linear ist, ist aber was anderes - ausgeschlossen ist das aber nicht. Am ehesten hat man ja die Nichtlinearität eher im UV oder IR Bereich, und den läßt hier der Filter kaum durch. Wenn die Ladungsträger im Bereich der Sperrschicht generiert werden, wird praktisch jedes Elektron eingesammelt. Daran kann sich auch durch mehr Intensität oder die Temperatur kaum was dran ändern, und man praktisch automatisch eine gute Linearität und wenig Temperaturabhängigkeit. Wenn die Absorbtion deutlich außerhalb der Sperrschicht stattfindet, muss das Elektron / Loch erst per Diffusion zur Sperrschicht kommen. Das kann etwas dauern, und die Effizienz ist nicht so dicht bei 100%. Hier kann sich die Effizienz mit der Lichtstärke, Temperatur oder dem Alter leichter ändern.
Also sorry, ich versteh das nicht. Können die nicht einfach einen Messbereich (von bis in lux) angeben, in dem die Diode mit einer guten Linearität arbeitet? Oder eben (wie ja oft geschieht) ein Diagramm hinten rein machen. Hab jetzt mal das Datenblatt der SFH 2430 angehängt (Funktioniert PDF?) und es wäre echt super, wenn mir jemand erklären könnte, wie ich daraus den Messbereich herausfinden kann. Ich bin mir sicher, dass das relativ einfach geht, ich aber leider zu doof dafür bin. Viele Grüße Markus
Kannst Du Dir nicht etwas aus dem Wert S in "Kennwerte" zusammenreimen? Ansonsten: Sieh Dir doch mal die BPW21 an - die wird in ernstgemeinten Messgeräten verwendet, und sie ist nicht nur als allgemeiner Helligkeitssensor gedacht. Dem verlinkten Datenblatt von Osram entnehme ich das von Dir gesuchte Diagramm (Seite 4, erste Reihe Mitte).
Hallo Rufus, Rufus Τ. Firefly schrieb: > Kannst Du Dir nicht etwas aus dem Wert S in "Kennwerte" zusammenreimen? Ich würd sagen der Wert S bedeutet: bei einer Änderung von 1 lux in der Helligkeit, ändert sich der Strom (bei einer Spannung von 5V) um 5,8 nA. Rufus Τ. Firefly schrieb: > Dem verlinkten Datenblatt von Osram entnehme ich das von Dir gesuchte > Diagramm (Seite 4, erste Reihe Mitte). Das Diagramm sagt doch nur aus, wie sich der Strom bzw. der Widerstand der Diode bei einer konstanten Helligkeit von 1000lx und eine Spannung von 5V in Abhängigkeit von der Temperatur ändert. Ich möchte ja eine Aussage für welchen Helligkeitsbereich die Diode besonders geeignet ist. Rufus Τ. Firefly schrieb: > Ansonsten: Sieh Dir doch mal die BPW21 an - die wird in ernstgemeinten > Messgeräten verwendet, und sie ist nicht nur als allgemeiner > Helligkeitssensor gedacht. Ich entnehmen dem Datenblatt der BPW21 aus dem Diagramm auf Seite 4, erste Reihe mitte, dass die BPW21 bei einer Spannung von 5V im Bereich von 10 lx bis 1000 lx eine gute Linearität aufweist. Und genau so was fehlt mir bei der SFH 2430 bzw. bei einigen anderen Datenblättern. Viele Grüße Markus
Hallo Uwe, bei den notwendigen ca. 20.000 lux habe ich den Graufilter schon berücksichtigt. Gruß Markus
Markus schrieb: > Also sorry, ich versteh das nicht. > Können die nicht einfach einen Messbereich (von bis in lux) angeben, in > dem die Diode mit einer guten Linearität arbeitet? Oder eben (wie ja oft > geschieht) ein Diagramm hinten rein machen. Das ist sehr aufwändig zu messen und wird aufgrund der hohen Testkosten nicht spezifiziert.
Ach so. Ok, das leuchtet ein. Aber es muss doch bei der unzähligen Anzahl an Fotodioden eine Möglichkeit geben den Messbereich in irgendeiner Art und Weise einzuschätzen. Oder hilft da nur kaufen und ausprobieren?
Anderer Vorschlag: Lochblende vor der Diode und ggf zusaetzlich Graufilter und ggf Diffusor (Butterbrotpapier)?
Markus schrieb: > Das Diagramm sagt doch nur aus, Ich bezog mich auf die BPW21. Markus schrieb: > Die 1000 lx der BPW21 sind zu wenig. Das ist NICHT ansatzweise der Grenzwert. Das ist nur das, was in diesem Diagrämmchen wiedergegeben ist bzw. was zur Beschreibung anderer Parameter verwendet wird. Diese Photodiode --wie oft muss ich das hier eigentlich noch schreiben?-- wird in Belichtungsmessern wie z.B. Gossen Profisix verwendet, und das selbstverständlich ohne vorgesetzten Graufilter. Und damit lassen sich ganz erheblich andere Helligkeiten messen als nur 1000 lx. Mir scheint, Du verrennst Dich da etwas und suchst ein Problem, wo gar keines ist. Lies Dir mal Beitrag "Re: Helligkeit mit Fototransistor messen" durch.
Bei den mittleren Wellenlängen die der Filter bei der BPW21 oder SFH 2430 durchläßt ändert sich nur wenig an der Empfindlichkeit. Wenn man keine extremen Anforderungen hat, wird man so schnell keine merkliche Abweichung von der Linearität feststellen, auch nicht bei praller Sonne, ganz ohne Graufilter. Einfach weil da keine Effekte zu erwarten sind, ist die Kurve nicht weiter geführt. Vermutlich wird der größere Effekt auch einfach thermischer Art sein - ließe sich also über die Temperaturabhängigkeit abschätzen.
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