Fotodiode als elektr. Widerstand

Gast #4423722
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Hallo,

ich würde gerne mit einer Fotodiode IR Licht detektieren und bräuchte 
vorab ein mal ein paar Grundlagen:

Ich würde die Diode in Sperrrichtung betreiben, z.B. mit 3,3V.
Die Fotodiode funktioniert dann als elektrischer Widerstand, d.h. der 
Widerstand der Fotodiode fällt linear mit den einfallenden Licht. Wie 
kann man dieses Signal dann mit einem MCU auswerten? Über 
Spannungsteiler auf einen AD-Wandler?

Eine Beispielschaltung wäre wünschenswert:

3,3V -> Fotodiode in Sperrrichtung -> Spannungsteiler -> AD - Wandler

Wie sieht so etwas in etwa aus?

Danke
Gast #4423735
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Make a Photo schrieb:
> Ich würde die Diode in Sperrrichtung betreiben, z.B. mit 3,3V.
> Die Fotodiode funktioniert dann als elektrischer Widerstand, d.h. der
> Widerstand der Fotodiode fällt linear mit den einfallenden Licht.

Nein. Die PD arbeitet als Stromquelle. Bei einem Widerstand wäre der 
Photostrom auch proportional zur Sperrspannung, bei der PD nicht.

> Wie
> kann man dieses Signal dann mit einem MCU auswerten? Über
> Spannungsteiler auf einen AD-Wandler?

Wenn der Strom groß genug ist, ja. (natürlich hast du dazu nicht gesagt)

> Eine Beispielschaltung wäre wünschenswert:
> 3,3V -> Fotodiode in Sperrrichtung -> Spannungsteiler -> AD - Wandler

Bei kleinen Strömen eher so:

3,3V -> Fotodiode in Sperrrichtung -> Transimpedanzverstärker -> AD - 
Wandler
#4423946
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Make a Photo schrieb:
> ich würde gerne mit einer Fotodiode IR Licht detektieren und bräuchte
> vorab ein mal ein paar Grundlagen:
>
> Ich würde die Diode in Sperrrichtung betreiben, z.B. mit 3,3V.
> Die Fotodiode funktioniert dann als elektrischer Widerstand, d.h. der
> Widerstand der Fotodiode fällt linear mit den einfallenden Licht.

Nein. Der Sperrstrom durch die Fotodiode steigt ca. linear mit der 
Lichtstärke. Der Strom ist außerdem recht unabhängig von der 
Sperrspannung. Also weit entfernt vom Verhalten eines Widerstands.
Die 3.3V sind allerdings etwas knapp.

Die drei möglichen Betriebsarten einer Fotodiode erklärt Wikipedia:
https://de.wikipedia.org/wiki/Photodiode#Betriebsarten

> Wie
> kann man dieses Signal dann mit einem MCU auswerten? Über
> Spannungsteiler auf einen AD-Wandler?

Wenn du den fließenden Sperrstrom messen willst, dann wirst du ihn durch 
einen Widerstand fließen lassen müssen und dann die Spannung am 
Widerstand messen (mit einem ADC, intern oder extern). Allerdings geht 
der Spannungsabfall am Widerstand als Sperrspannung verloren (beides 
zusammen addiert sich ja zu deinen 3.3V). Für gute Auflösung muß dein 
ADC dann auch kleine Spannungen messen können und kriegt gleich wieder 
Probleme mit Rauschen und anderen Störungen.

Vermutlich wäre es besser, die Fotodiode als Element im Kurzschluß zu 
betreiben mit einem OPV als Transimpedanzverstärker. Wenn der OPV ein 
Rail-2-Rail Typ ist, kann er dann bis 3.3V aussteuern, was die 
Anforderungen an den ADC reduziert.

Siehe Falks Link auf den Artikel hier im Wiki.
Gast #4424229
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Vielen Dank schon einmal für die ganzen ausführlichen Antworten.

Ich habe eine Platine gesehen, da sah es so aus als würde eine Fotodiode 
in Sperrichtung gegen VCC geschaltet sein und an einem Spannungsteiler 
hängen (ähnlich Anhang). Ich meine es wäre noch ein pnp Transistor in 
der Schaltung integriert.

Kann mir jemand erläutern wie diese Schaltung aussehen/funktionieren 
könnte?
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