BPW 34 in lux umrechnen

Gast #2768772
Lesenswert?

Hallo Leute

Ich habe vor aus Spass den Arduino Uno eine Fotodiode(BPW34)
in ihrer Helligkeit auszuwerten zu lassen.

Ich dachte mir ich kann die Fotodiode mit einem Arbeitswiderstand
Auswerten.
vgl. 
http://www.mikrocontroller.net/articles/Lichtsensor_/_Helligkeitssensor

Also somit wäre die Kathode der Fotodiode mit VCC/+5V und die Anode
über den Arbeitswiderstand mit GND verbunden. Somit habe ich zwischen 
Fotodiode und
Arbeitswiderstand eine zum Fotostrom proportionale Spannung.. Oder irre 
ich mich..?

Ich Datenblatt habe ich die angabe gefunden:
Fotoempfindlichkeit, VR = 5 V  |  S  |  80 (≥ 50) nA/lx

Daraus dachte ich mir wenn bei einem lux so ca. 80nA
fliessen so fliesse diese ja auch durch den Arbeitswiderstand und
somit entsteht über dem Arbeitswiderstand eine Spannung.

Die ja dann heissen sollte (U/lx)!! -> Ra * Ip
Oder ist das falsch..

Kann mir jemand villeicht einen tipp geben wie man dies besser lösen 
könnte.!?

Mit eine TIA wäre es nicht schlecht.. Erkennt der Arduino eine kleine 
Spannung
also wenn ich ja eine kleine Transimpendanz schalte wird sich der 
Ausgang
ja nicht gross in eine messbarer Spannung ändern..
Erkennt das der Arduino.. Spannungen von z.B. ca. 10mV - 3V.
Ich denke das kleine Spannungen trotzdem noch gut ausgelesen werden.. 
Was meint ihr?

MfG
Exeo
Moderator (Firma: Titel) Persönliche Seite #2768790
Lesenswert?

Exeo schrieb:
> Ich dachte mir ich kann die Fotodiode mit einem Arbeitswiderstand
> Auswerten.
Such mal nach Strom-Spannungs-Wandler und Transimpedanz-Verstärker

Oder einfach mal nach BPW34: https://www.google.de/search?q=bpw34

> Also somit wäre die Kathode der Fotodiode mit VCC/+5V und die Anode
> über den Arbeitswiderstand mit GND verbunden.
Zeichne mal einen Schaltplan davon. Und dann überleg dir, warum andere 
das nicht so machen...
Gast #2768791
Lesenswert?

> Oder irre ich mich..?

Warumm liest du dich nicht einfach schlau ?

Zwar ist der Strom einer Photodiode schon in weitem Bereich nahezu 
linear mit dem Licht, aber:

Es ist der Sperrstrom, nicht der Strom den die LED an einer Last 
erzeugt.

Die handelsübliche Schaltung verwendet einen OpAmp als 
Transimpedanzverstärker (man ennnt das 'Suchwort'...).

Dann gehen Lux leider von 100000 bis unter 1, also ein weiter Bereich 
den man besser logarithmisch erfasst (es sei denn, es geht um einfache 
Vergleiche oder nahezu gleiche Helligkeiten). Den Logarithmierer muß man 
in Analogtechnik bauen wenn man nur 10 bit A/D hat. Analoge 
Logarithmierer sind teuer und schlecht, Schaltungen aufwändig und 
ungenau.

Womit wir beim nächsten Problem sind. Die Angaben der BPW34 sind 
"typisch", um MESSEN zu können müsste man kalibrieren, also mit einem 
Verlgeichswert einstellen. Wenn du schon ein Luxmeter hättest würdest du 
keins bauen wollen :-(

Und drittens: Lux sind bewertet nach dem was das Auge sieht, und die 
Kurve ist nicht identisch mit der der BPW34. Die BPW21 hätte wenigstens 
einen Filter drin gehabtm, damit die halbwegs das misst, was man sieht.

Alles in allem fährst du besser mit einem digitalen Sensor wie dem 
TSL45317 oder zumindest TSL2561.
Gast #2768800
Lesenswert?

Lothar Miller schrieb:
>
>> Also somit wäre die Kathode der Fotodiode mit VCC/+5V und die Anode
>> über den Arbeitswiderstand mit GND verbunden.
> Zeichne mal einen Schaltplan davon. Und dann überleg dir, warum andere
> das nicht so machen...

Warum aber nicht? Der Fotostrom hängt nur sehr gering von der 
Sperrspannung ab. Für "Helligkeit auszuwerten" ist das völlig 
ausreichend und an Einfachheit kaum zu schlagen.
Moderator (Firma: Titel) Persönliche Seite #2768810
Lesenswert?

nicht "Gast" schrieb:
> Für "Helligkeit auszuwerten" ist das völlig
> ausreichend und an Einfachheit kaum zu schlagen.
Du willst eine Dynamik von etlichen Zehnerpotenzen mehr, als dein 
AD-Wandler kann, mit "einfachsten" Mitteln erschlagen? Was, solltest du 
dich fragen, machen andere falsch, wenn sie so viel mehr Aufwand 
brauchen/treiben?

Ansonsten: probiers einfach aus, und berichte, ob es geklappt hat.
Gast #2768829
Lesenswert?

Lothar Miller schrieb:
>
> Du willst eine Dynamik von etlichen Zehnerpotenzen mehr, als dein

Das ist aber jetzt kein Problem des Frontends, sondern der linearen 
Arbeitsweise! Von Logarithmieren hast du bist jetzt aber nicht 
gesprochen.

> Ansonsten: probiers einfach aus, und berichte, ob es geklappt hat.

Warum sollte ich das tun? Ich hab' schon hunderte Fotodioden 
charakterisiert - was soll ich mir von deinem Vorschlag an 
Erkenntnisgewinn erwarten?
Gast #2769181
Lesenswert?

Reinhard Kern schrieb:
>
> Dafür hast du aber bemerkenswert wenig Ahnung - meine Frage nach dem
> Sperrstrom hast du offensichtlich nicht mal verstanden.

Macht einen Offset-Fehler von 0,014 Lux (typ.). Lies' wenigstens einmal 
den ersten Satz des TO.

> Naja, die armen ...
> ... Fotodioden konnten sich ja nicht wehren.

Scherzküberl.
Gast #2769723
Lesenswert?

nicht "Gast" schrieb:
> Macht einen Offset-Fehler von 0,014 Lux (typ.). Lies' wenigstens einmal
> den ersten Satz des TO.

Genauer:

a Der Dunkelstrom/Sperrstrom ist bei 10V etwa 10mal höher als bei 0V

b der Dunkelstrom beträgt lt. Datenblatt typ 2, max 30 nA

c von 25 bis 80 Grad steigt der Dunkelstrom um den Faktor 100

Ob der worst Case damit tatsächlich 30x100 nA wären, lässt sich aus dem 
Siemens-Datenblatt nicht entnehmen, aber wenns um mehr als einen Spass 
geht, kann man das nicht vernachlässigen (ca 40 Lux). Die Wahrheit liegt 
irgendwo zwischen deinen 0,014 und meinen 40 Lux.

Gruss Reinhard
Gast #4016766
Lesenswert?

Hallo Exo.
Die BPW 34 ist ohne Lambda (v) Filter und cos Phi Ausgleich von Haus aus 
nicht brauchbar. Die BPW21 schon eher aber trotz Tageslichtfilter immer 
noch zu rot- und infrarotempfindlich.
Es kommt natürlich darauf an was man messen will, mit dem Arduino eignet 
sich auch ein langsamer Photodioden verstärker. Der Dynamikbereich ist 
mit 10 Bit eher bescheiden. Nimm lieber das Arduino Luxmeter shild von 
Sparkfun,
mit einem Taos chip ich glaube 16 Bit Aulösung und i²C Steuerung.
Als Cos Phi Ausgleich eignen sich Teflon Zylinder

Antwort schreiben

Bitte melde dich an, um einen Beitrag zu schreiben.

oder

Mit Google-Account einloggen

Die Registrierung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.

Jetzt registrieren