Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Suche Schaltung für Photodiode / Lichtschranke


von Jens B. (fernostler)


Lesenswert?

Hallo,

ich suche eine Schaltung, oder zumindest einen Ansatz für eine 
Lichtschranke mit Photodiode um ca. 50cm zu überbrücken.

Ich hab das schon mit Phototransistor (OBP732) getestet und das klappt 
wunderbar. Allerdings ist der Phototransistor zu langsam. Ich brauche 
Schaltzeiten von ca. 0,1ms oder besser.

Ich hab das auch mal mit einem OpAmp LM358 versucht, hat mich aber auch 
nicht weitergebracht. Die Photodiode die ich hab ist BPW34 o.ä.

Ideal wäre ein Hi/Lo Ausgang, also 5V oder 0.

Bin für jeden sachdienlichen Tipp dankbar!

von Wolfgang (Gast)


Lesenswert?

jan bader schrieb:
> ich suche eine Schaltung, oder zumindest einen Ansatz für eine
> Lichtschranke mit Photodiode um ca. 50cm zu überbrücken.

Wieviel Aufwand man da treiben muß, hängt ganz entscheidend von den 
Umgebungslichtbedingungen ab (Sonne, Neonröhren, Dunkelkammer ...)

von Jens B. (fernostler)


Lesenswert?

Die Umgebung ist schon eher dunkel und der Kontrast zur Lichtquelle eher 
'gut.'

von 6A66 (Gast)


Lesenswert?

jan bader schrieb:
> Ich hab das schon mit Phototransistor (OBP732) getestet und das klappt
> wunderbar. Allerdings ist der Phototransistor zu langsam. Ich brauche
> Schaltzeiten von ca. 0,1ms oder besser.

In der Industrie werden z.B. 10m überbrückt, Reaktionszeiten der 
Empfänger liegen bei etwa 2us.

Geht alles ohne besonders großen Aufwand:
Diode pulsen (bis h.B. zu 10fachem Nennstrom) und empfindlichen 
Eingangsverstärker am Empfänger (4 Transistoren). Linsen am Sender und 
Empfänger.

rgds

von MaWin (Gast)


Lesenswert?

> Ich hab das schon mit Phototransistor (OBP732) getestet und das klappt
> wunderbar.

Also hast du kein Fremdlichtproblem.

> Allerdings ist der Phototransistor zu langsam. Ich brauche
> Schaltzeiten von ca. 0,1ms oder besser.

Die sind auch mit Phototransistoren erreichbar, allerdings brauchst du 
dabei eine gewisse Helligkeit.
Ansonsten ein Transkonduktanz-Photodiodenverstärker, die gehen bis MHz.

http://www.electrooptical.net/www/frontends/frontends.pdf
Figure 3 "Let’s say we’re building an instrument that
needs a 1-MHz bandwidth, with a Si PIN
photodiode of 100 pF Cd producing a
2-A photocurrent id"

von Stefan M. (derwisch)


Lesenswert?

Sharp IS471 ( Conrad Elektronik )

Einfacher gehts nimmer.... ( geht auch über 1m )

von MaWin (Gast)


Lesenswert?

> Sharp IS471 ( Conrad* Elektronik )
> Einfacher gehts nimmer.... ( geht auch über 1m )

Wie willst du denn mit einem 670us reaktionsträgen Sensor
eine Schaltzeit von 100us erreichen ?

von Jens B. (fernostler)


Lesenswert?

Danke, viele Lesestoff.....

6A66 schrieb:
> In der Industrie werden z.B. 10m überbrückt, Reaktionszeiten der
> Empfänger liegen bei etwa 2us.
>
> Geht alles ohne besonders großen Aufwand:
> Diode pulsen (bis h.B. zu 10fachem Nennstrom)

Das werde ich mal testen. Ich kann also z.B. mit 100KHz pulsen und dabei 
den LEDmax Strom deutlich überschreiten?

> empfindlichen Eingangsverstärker am Empfänger (4 Transistoren).

Das ist ja die Eingangsfrage.

MaWin schrieb:
> Ansonsten ein Transkonduktanz-Photodiodenverstärker, die gehen bis MHz.
>
> http://www.electrooptical.net/www/frontends/frontends.pdf

Das muss ich mir nun mehrere male durchlesen. Deren Schaltung basiert ja 
auf einer Photodiode mit 100pF (Bild 9) - meine derzeitige hat 11pF (da 
kann ich allerdings auch eine andere nehmen). LF356 ist auch einfach 
beschaffbar...

von 6A66 (Gast)


Lesenswert?

jan bader schrieb:
> Das werde ich mal testen. Ich kann also z.B. mit 100KHz pulsen und dabei
> den LEDmax Strom deutlich überschreiten?

Du kannst den Strom im Verhältnis t(ein)/T vergrößern bis zur maximalen 
angegeben Spitzenstromstärke der LED.
Bsp.:
I(DC) = 100mA
I(max= = 1A
Dann kannst Du (bei geschätzt etwa >1kHz, siehe Datenblatt) bei einem 
Verhältnis von t(ein) = 100us und T=1ms einen Pulsstrom von 1A 
durchschicken. Ist im Grunde Nichts anderes als eine Integration über 
Zeit. Caveat: die Pusle müssen mindestens eine gewisse Frequenz 
überschreiten da sonst lokal am Bonddraht oder an der Diode ein 
Hitzestau und damit der Hitzetod eintritt.

rgds

von oszi40 (Gast)


Lesenswert?

> überschreiten da sonst lokal am Bonddraht oder an der Diode ein
> Hitzestau und damit der Hitzetod eintritt.

Solche Impulsüberlastung funktioniert nur so lange, man sich darauf 
verlassen kann, daß der Impuls WIRKLICH nicht länger wird. Da wäre ich 
mir nicht so sicher, ob das bei JEDEM Betriebszustand garantiert werden 
kann. Ein kleiner Störimpuls zur falschen Zeit hat schon manche 
Schaltung egal ob MMV od uP außer Tritt gebracht.

von 6A66 (Gast)


Lesenswert?

oszi40 schrieb:
> Solche Impulsüberlastung funktioniert nur so lange, man sich darauf
> verlassen kann, daß der Impuls WIRKLICH nicht länger wird. Da wäre ich
> mir nicht so sicher, ob das bei JEDEM Betriebszustand garantiert werden
> kann.

Das ist die Aufgabe des Entwicklers :) Normalerweise wird niemand hart 
an die Grenze gehen. Im besprochenen Fall würde ich bei 10-fachem Strom 
ein Dauertastverhältning von unter 1/20 wählen, je nach Betriebsdauer 
und Temperatur. Die Grafiken der guten IR-Dioden geben eine 
Dauerbelastbarkeitskurve bei Tastverhältnissen an.

Was aber eigentlich wichtig ist. Ein Tastverhältnis von 1/10 mit 1h ein 
und 10h aus wird die Diode sicher nicht mal 1s überleben, deswegen eine 
geschätzte Pulsfrequenz von min 1kHz damit das Mittel auch wirklich 
gemittelt wird.

rgds

von Jens B. (fernostler)


Lesenswert?

6A66 schrieb:
> Dann kannst Du (bei geschätzt etwa >1kHz, siehe Datenblatt) bei einem
> Verhältnis von t(ein) = 100us und T=1ms einen Pulsstrom von 1A
> durchschicken.

Ich hab jetzt mal die LED direkt and den Pulsgenerator angeschlossen 
(5V, ca. 115KHz 50% duty) - und es ging. Der Powersupply zeigt mir dann 
300mA an. Die LED wird sehr warm - und der Pulsgenerator (555 Schaltung) 
auch. LED direkt mit 555 ist damit nicht so gut.

Hat jemand mal eine Schaltung wie ich möglichst exakte 100KHz and die 
LED pringe mit 5-10% duty.

Schaffe ich das noch mit USB Power?

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.