Ich hab ein Problem, ich bastle gerade eine kleine Wetterstation, und möchte auch die Helligkeit auslesen. Weil Fotowiederstände einfach viel zu ungenau sind, hab ich mir gedacht nehm ich doch einfach so eine kleine Solarzelle. Dann habe ich nachgemessen, die Solarzelle die ich da habe spuckt bis maximal 0,5V aus. Da das besonders im relativ dunklen bereich einfach nicht gut genug aufgelöst ist für einen normalen ADC vom AVR hab ich gedacht man müsste das signal einfach nur verstärken. Soweit so gut, nur wie stelle ich das am besten an? Nach ein paar Minuten suchen im Internet bin ich auf den INA111 gestoßen. Klingt ja eigentlich ganz nett, nahezu unendlicher eingangswiederstand usw usw. Aber nun die Frage: ist das Ding geeignet? oder sollte man doch besser etwas anderes verwenden? Soll ich den AVR seine 2,5V referenzspannung selbst erzeugen lassen oder soll ich doch 5V benutzen (wegen Genauigkeit?) Im Anhang ist das Datenblatt zum INA111 Vielen Dank :)
betreibe die Solarzelle im Kurzschluss, der Strom gibt dir einen guten Wert für die Beleuchtungsstärke. Die Spannung, insbesondere die Leerlaufspannung, sagt so gut wie nichts aus. Also einfache OP-Schaltung, Strom/Spannungswandler.
Ein INA ist dafür viel zu schade, ein einfacher OpAmp mit RailToRail-EINgängen (!) oder ein Wald-und-Wiesen OpAmp mit symmetrischer Versorgung tut's auch.
Da ich mich noch nie bis jetzt mit OpAmps rumgeschlagen hab werd ich mal Google bemühen. Danke!
Jo das ist ja wohl simpel THX :) NUR ... welchen OpAmp soll ich nehmen ? Hab mal bei Reichelt durchgeschaut aber da gibts ja so verdammt viele ... auf was soll ich achten? bzw was ist wichtig?
Warum OP-Amp nehmen? Der mega hat doch einen differentiellen AD-Eingang mit Gain-Einstellung. Im Manual steht was von 8-Bit-Genauigkeit bei Verstärkung=10. Gruß, Stefan
es geht um den Kurzschlussbetrieb und den dabei fliessenden Strom. Weiss nicht, was du dabei mit Differenzeingang willst? Ok, man könnte nahezu-Kurzschluss nehmen und dann die Spannung messen. Vielleicht in einem Arbeitspunkt mit max. 100mV Zellenspannung bei 1000W/m². Die bessere Lösung ist auf jeden Fall mit OP.
Ja ich denke auch, dass sich der Kurzschlussstrom besser eignet als die Spannung. Doch welchen OpAmp soll ich nehmen? Was ist da das Standard Teil? Ich habe leider garkeine Ahnung von den Teilen bzw worauf ich achten muss bei der Auswahl.
Um das ganze vielleicht etwas genauer zu definieren: Die Solarzelle bringt als Kurzschlussstrom bis zu 200mA (unter einer Halogen Schreibtischlampe) diese Sollten dann in 5V gewandelt werden (ich denke dass beim Betrieb der station niemals soviel licht auf die zelle fallen wird, dass sie 200mA liefert) Wie muss ich nun den Widerstand dimensionieren und welchen opamp soll ich nehmen? Und was auch sehr wichtig ist: Welche versorgungsspannung? in meiner schalung habe ich immoment nur +5V. So wie ich das verstanden habe benötige ich jetzt noch -5V oder? Oder sollte ich als referezsspannung für den µC dann lieber 2,5V nehmen, weil ja am ausgang des OpAmps nicht die Versorgungsspannung anliegen kann sondern immer nur etwas weniger? Und dann die OpAmp schaltung so dimensionieren, dass sie maximal 2.5V ausspuckt? Fragen über Fragen :P
Angehängte Dateien:
-
opv8.gif
1,3 KB
WIeso gibts hier keine edit funktion? -.- Nunja meinen Berechnungen nach benötige ich einen 12,5kOhm Wiederstand stimmt das? Die Formel war Ua=R1*(-Ie) Die frage ist nur warum -Ie ? Benötige ich einen negativen stromfluss für eine positive Ausgangsspannung? Bild befindet sich im Anhang
Hat niemand ne Ahnung? Wäre nett, wenn mir jemand etwas bei der auwahl helfen könnte. Danke
jo, du brauchst einen neg. Strom im Eingang. Funktionsweise der Schaltung: +Eingang liegt auf Masse, OP versucht so auszusteuern, dass auch der -Eingang auf Massepotential kommt. Dazu benötigt es einen positiven Strom vom Ausgang zum virtuellen Massepunkt (-Eingang). Der Strom muss für diese Bedingung betragsmässig gleich sein -> für 5V Ausgangsspannuung bei -200mA Eingangsstrom benötigst du einen Widerstand 5V/0,2A=12,5R. Und jetzt kommt ein Problem: 200mA liefert dir keiner der üblichen OPs. Dafür benötigst du schon einen Leistungs-OP oder einen "normalen" OP mit diskreter Endstufe. Was hast du denn so als Betriebsspannung zur Verfügung?
Hi! Ist die Zelle auf deine angegebenen 200mA limitiert? Ein Halogenlicht als Maximum für die Beleuchtungsstärke zu nehmen, ist ein subjektiver Trugschluß! Das Tageslicht ist bei weitem intensiver. Und du willst deine Wetterstation doch nicht in-door verwenden ;) Habe zB mit einem Luxmeter 2cm unter einer Neonröhre 6000 Lux gemessen, an einem Sommertag im Freien um 12:00 Uhr mittags 120000 Lux!! In normalen Arbeitsräumen herrschen ca. 600 Lux auf Schreibtischhöhe.
Die 200mA waren so ca 2 cm von der Lampe entfernt gemessen. Nunja die Solarzelle leistet wohl zu viel oder? Sollte ich eher versuchen eine einfache aus einem alten Taschenrechner oder sowas zu besorgen? oder meint ihr es hat doch mehr Sinn die die ich jetzt habe zu verwenden? Versorgungsspannung habe ich immoment nur +5V in der Schaltung.
jo, da solltest du die kleinere nehmen. Mit den 5V wirst du auch ein Problemchen bekommen. Nimm auf jeden Fall einen rail-to-rail OP
Was ist das problem an 5V? wollen OpAmps mehr haben? in den meisten datenblättern steht was von 2,5V min. Oder meinst du, dass ich n problem dass ich noch -5V brauche?
Wenn Du dicht an der Zelle mißt und der AD-Wandler einen hohen
Eingangswiderstand hat, geht es auch anders:
+5V-+
_|_
/ \ Zelle in Sperrrichtung
|
+-ADC
|
| | R = Umess / Iphoto
| | event noch C parallel (kein Elko)
|
GND-+-AGND
Ist nicht so "sauber" wie die OPV-Lösung, aber die Messspannung ist
proportional zum Photostrom. Ach ja, und die Zelle muss natürlich die
max 5V Sperrspannung abkönnen.
Deine Spannungsquelle muss den geforderten Zellenstrom liefern können
und der Widerstand entsprechend belastbar sein (bei den 200mA).
Deswegen lieber eine Photodiode nehmen. Messung bei Mondlich ist dann
aber nicht möglich, wegen des nicht zu vernachlässigenden
Eingangsstromes in den ADC (den der OPV auch hat, wenn er falsch
ausgewählt wird).
Eine Messbereichumschaltung kannst Du einfach durch Zuschalten von
weiteren Widerständen mit Reed-Relais erreichen (auch bei der
OPV-Version).
Sven
> es geht um den Kurzschlussbetrieb und den dabei fliessenden Strom.
Sorry, das mit dem Strommessen hatte ich überlesen. Ich ging von 0,5V
Spannung aus dem ersten Post aus.
Viele Grüße, Stefan
Könnte man nicht einfach einen Widerstand reinhauen? Dann wäre der Strom nicht so groß, oder ist dann der fließende Strom nicht mehr so aussagekräftig?
>>>>Könnte man nicht einfach einen Widerstand reinhauen? Es wurde schon mehrmals erwähnt: >>Deswegen lieber eine Photodiode nehmen. Weil: - bessere Linearität des Stromes zum Lichteinfall - weniger Dunkelstrom - bessere thermische Stabilität (die Quantenausbeute ist auch temperaturabhängig) - bessere spektrale Empfindlichkeit (die Solarzelle "sieht vor allem im "roten" gut, eine angepasste Photodiode entspricht in etwa der Augenempfindlichkeit) Photodioden sind nunmal zum "Lichtmessen" gemacht, Solarzellen für Spannungserzeugung optimiert. Schau Dir mal die BPW21 an, gibts bei ELV sogar kalibriert (nicht zuviel erwarten, es wird ein Zettel mit einer zweistelligen Zahl mitgeliefert). Außerdem gibt's bei ELV eine Bauanleitung zum Bau eines Lichtmessgerätes ("Luxmetervorsatz für Multimeter"), an der man sich orientieren kann. Wenn Du es nur grob willst, ist ein Photowiderstand immer noch besser als eine Solarzelle. Widerstandswert ist logarithmisch in Abhängigkeit vom Lichteinfall, daher wird ein großer Messbereich ohne Umschalten abgedeckt, aber ist auch temperaturabhängig und altert stärker als die Photodiode. Achso, Solarzellen altern übrigens auch. Jetzt solltest Du über ausreichend Infos verfügen, um sagen zu können: Nagut, nehm ich halt eine Photodiode... ;-) Sven
Stimmt da hast du recht:P das reicht an information. Ich habe hier nur noch eine alte Conrad wetterstation in der auch eine Solarzelle verwendet wurde, deswegen habe ich mir nicht so sehr viele Gedanken gemacht eine photodiode zu verwenden. Nur gibt es da ein Datenblatt zu? Vielen Dank erst mal :)
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschalten
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
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.