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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Fotowiderstand, Fotodiode oder -transistor => Reaktionszeit


Autor: Sven (Gast)
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Hallo,
 ich möchte mir einen Bewegungsmelder mit einem Fotosensor basteln. Die
Schaltung soll (wie von zig Bausätzen bekannt) erkennen wen sich die
Helligheit, die der Sensor empfängt schlagartig ändert. Allerdings
geht's mir nicht um die Schaltung (bzw. MC-Programm) sondern um den
Sensor selbst.
Anders als bei den Bausätzen, wo das Streulicht mit einer schlichten
Plastiktülle abgehalten werden soll habe ich eine Röhre mit schwarzem
Tonpapier ausgekleidet und vor dem Sensor zwei Lochblenden eingesetzt.
Je nach Abstand der Blenden kann man damit schon eine extreme
Richtcharakteristik (will auf 30m Entfernung ca.2x2m beobachten)
erzielen, was aber auch zur Folge hat, dass der Sensor nur sehr wenig
Licht abbekommt (halt nur das, was die winzige Zielfläche
reflektiert).

Mein Prototyp verwendet jetzt einen LDR (so einer mit Epoxylinse,
Grabbelkasten) und trifft schon sehr gut meine Vorstellung hinsichtlich
Blickfeld. Nun aber das Problem:
Der LDR ist extrem träge. Wenn ich ihn abdunkle steigt der Wert auf
meinem Digitalmultimeter ganz gemächlich an und kommt erst nach einer
Minute und länger zum Stillstand.
Reaktionszeiten im Hochfrequenzbereich sind total überflüssig, aber ne
knappe Sekunde wäre schon schön.

Wie sich Dioden und LDRs unter Laborbedingungen verhalten, verrät ja
das Datenblatt aber wie schnell sie sich einpegeln wenn von vornherein
sehr wenig Licht kommt kann man daraus nicht schließen.
Da mein Blendendurchmesser nicht größer als 2mm sein soll können auch
die sensiblen großflächigen LDRs ihre Stärke nicht ausspielen.

Habe jetzt erstmal eine handvoll potentieller Dioden- und LDR-Typen auf
meine Reichelt-Einkaufsliste gesetzt und werde dann rumprobieren
müssen.
Da das aber nicht so wirklich elegant ist wollte ich hier vorher
nochmal fragen, ob mir jemand einen Sensor empfehlen kann.

Oder ist meine Auswerte-Methode übern Digitalmultimeter vielleicht
Essig?

Danke im Voraus.

Ps: Habe auch schon PIRs mit Richteffekt, bzw. entsprechenden Linsen
ausprobiert.

Autor: Marcus (Gast)
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Für Deinen Zweck wird von der Geschwindigkeit her jede Fotodiode /
Fototransistor funktionieren.

Die sind alle (im Vergleich zum LDR) extrem schnell.
Du wirst eher Reaktionen im ms Bereich als im Sekundenbereich haben.
Allerdings fangen die dafür sogar die 50Hz von der Beleuchtung ein.

Gruß

Autor: Sven (Gast)
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Können die diese Schnelligkeit auch wahren, wenn sie nur so extrem wenig
Licht bekommen. Die Datenblätter geben ja immer (meistens) nur die
Zeiten für den Wechsel zwischen 10 Lux und totaler Dunkelheit an. Aber
bei meinem Fall wärs halt nötig z.B. Änderungen von 0,3Lux auf 0,2Lux
angemessen schnell zu erkennen.

Autor: ... (Gast)
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....welcher Nachbar oder was soll den überwacht werden?

Autor: 3 Newton (Gast)
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Voll der kleine Spanner, wa? Also die Empfindlichkeit von Photodioden
und Phototransistoren bewegt sich rauschtechnisch (wieviel Licht gerade
noch detektiert werden kann) etwa auf gleichem Niveau. Wenn es also ganz
simpel sein soll, Phototransistor, wenn es etwas bessere Eigenschaften
als Schaltung an sich haben soll eine Photodiode. Aber warum verwendest
Du keine Zieloptik? Einfach ein billiges Plastefernglas für 5 Euro aus
dem Spielwarengeschäft?
Dann geht das alles deutlich besser. Aber stell die Videos dann ins
Netz ;-)

3N

Autor: Sven (Gast)
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:-)))
Da habe ich wohl ungeahnte Wünsche hervorgerufen. Auf solche Ideen bin
ich noch nicht gekommen. Wer weiss, dass meine Nachbarin Mitte siebzig
ist wird mir das auch glauben...
Das Ding soll eine Fotofalle zur Wildbeobachtung (Kindheitstraum)
ansteuern und evtl. später auch zur Objektüberwachung verwendet werden.
In beiden Fällen ist es für die Hardware nur gesund wenn sie sich in
sicherer Höhe und Entfernung befindet. Es laufen ja ne Menge Rabauken
rum.

Rauschen ist ein gutes Stichwort, dass wird wohl meine aktuellen
Probleme verursachen.
An eine DIY-konstruktion aus Linsen hatte ich auch schon gedacht, es
dann aber wieder verworfen weil zu fummelig und ich eventuell ein
Cluster aus 4 oder gar 9 Sensoreinheiten verwenden will.
Einfach ein fertiges Spielzeugfernglas zu verwenden ist aber eine
geniale Idee. Hätte sogar den Vorteil, dass man durch das zweite Okular
ganz prima das Ziel anvisieren/einstellen kann.

Vielen Dank schonmal!

Autor: Robert (Gast)
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Schau dir mal den BPY62 an. Der hat auch schon eine Linse die die
Empfindlichkeit steigert.

Damit habe ich u.a. mal einen Drehzahlmesser für Modellverbrenner
gebaut.

Robert

Autor: Arno H. (Gast)
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Zur Anpassung an die Umgebungshelligkeit könnte dann der Sensor so
ähnlich aufgebaut werden:
http://forum.electronicwerkstatt.de/phpBB/uploads/...
Arno

Autor: Sven (Gast)
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@Robert:
Vielen Dank für den Tip. Das Teil gefällt mir, Gehäuse, Linse und
Sensorflächengröße sind ja wie für mich gemacht. Und das die Basis
beschaltbar ist ist auch schonmal nicht verkehrt.

@Arno:
Dein Link will bei mir nicht funktionieren, aber ich denke Google hat
mir trotzdem das Richtige geliefert.
http://forum.electronicwerkstatt.de/phpBB/viewtopi...
(s. Datei)
OPVs sind nicht meine Stärke (bin sowieso noch recht unbescholten),
kann deshalb nur mutmaßen, dass diese Schaltung wohl irgendwie glättet
und verstärkt. Könntest du das nochmal in wenigen Worten erläutern?
Vielen Dank schonmal!

Autor: Arno H. (Gast)
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Hallo,
der OPV ist als Komparator geschaltet und langsame
Helligkeitsschwankungen erreichen beide Eingänge gleichzeitig. Schnelle
Eingangssignaländerungen werden durch den 47kOhm/100nF Tiefpass
verzögert am invertierenden Eingang erscheinen und somit ein Signal am
Ausgang erzeugen.
Arno

Autor: Frank Simon (Gast)
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Hallo, aus physikalischer Sicht kannst Du die Intensität z.B.
vertausendfachen, indem Du die Fläche der Lochblende vertausendfachst.
Dann hast Du natürlich den Blickwinkel radikal vergrößert, es
funktioniert also nicht mehr wie gewünscht. Dann setzt Du eine
Sammellinse in das Loch und positionierst die Diode im Brennpunkt. Nun
ist dein Blickwinkel theoretisch 0°. Klappt super, hat die gleiche
Wirkung wie Deine Doppellochblende, filtert Umgebungslicht und 100
Hz-Schwankungen genauso gut raus. Wenn Du den Abstand justierbar
machst, kannst Du den Blickwinkel sogar an die Größe des Gartenzwergs
Deines Nachbarn anpassen...
Wenn Du Dir Probleme mit der Justierung ersparen willst, nimmst Du am
besten eine große Diode, zB. BPW34, da liegt der Fokus dann irgendwo
auf der Sensorfläche.
Good luck
Frank

Autor: Christoph Kessler (Gast)
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Ich habe mal mit einer BP100 durch ein Teleskop den 50Hz-Brumm einer
Straßenlaterne etwa 1/2km entfernt noch empfangen. LDR sind schon für
50 Hz zu träge

Autor: Frank Simon (Gast)
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An Christoph:
Miss besser nochmal nach: Wenn es 100 Hz sind, dann sind es die
Helligkeitsschwankungen (jede Halbwelle leuchtet...), wenn es 50 Hz
sind, brummt es in deinem Kabel.

Autor: 3 Newton (Gast)
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Genau, Lichtquellen machen in Dtl. 100 und USA/Japan 120 Hz. Auch die
negative Halbwelle heizt ja den Draht. Ich denke eine fertige günstige
Optik sollte gehen, als Schaltung  dürfte so in etwas das hier gehen,
logischerweise mit leicht veränderten Werten:

http://www.astro.uni-bonn.de/~kbagschi/blitz.shtml

Kann sein dass da die Diode falschrum geschaltet ist. Ich kenne die
Sache mit den Wildtieren von Fütterungsanlagen, aber da nehmen die eine
Lichtschranke. Das ist einfach zu machen.

3N

Autor: Christoph Kessler (Gast)
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jaja es ist strenggenommen ein "gleichgerichteter" 50 Hz Sinus im
Quadrat, bzw. eine Lichtleistung mit 100 Hz, die Lampe leuchtet
natürlich nach, es ist nur der Restbrumm, also die verbleibenden
Helligkeitsschwankungen. Leuchtstofflampen brummen mehr. Und es war
damals eindeutig nur im Brennpunkt des Teleskops zu hören, kein
hausgemachter Brumm.

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