Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik IR Lichtschranke mit Fotodiode. ADC gibt nur sehr kleiner Werte aus. Verstärken?


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von Felix N. (felix_n888)


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Guten Nachmittag,
Nachdem ich letztes mich über die Drehzahlmessung informiert habe, 
wollte ich dieses gerne mit ein Hall Sensor und einer Infrarot 
Lichtschranke nachstellen.

Die Hall Sensor hat sofort funktioniert. Ist hier aber auch nicht weiter 
Thema. Mehr Probleme macht die Infrarot Lichtschranke. Eine genaue 
Beschreibung der Infrarot LED, kann ich euch nicht geben. Ich weis nur 
das sie sich im 900 nm Lichtwellenlängen Bereich befindet.

Als Empfänger habe ich eine Fotodiode genommen die: SFH205F. Ich weis 
nicht ob der Einsatz einer Fotodiode in einer Lichtschranke der richtige 
ist. Oder ob dort ein Fototransistor besser geeignet ist. Klar man kann 
mit einer Fotodiode und einen Transistor(wie. BC547B) sich selber ein 
zusammen basteln.

Aber zum Aufbau.

Ich möchte ich die Lichtschranke am ADC des ATMegas auslesen. 
Eingestellt ist er auf höhsten Prescaler und AVCC mit externen 
Kondensator an AREF. Die Fotodiode ist mit der Kathode an +5 Volt 
angeschlossen. Die Anode der Fotodiode geht zum ADC des ATMegas. 
Weiterhin geht die Anode aber auch über ein 10K Ohm Widerstand auf GND. 
Wenn ich nun in meine Serielle Konsole schaue kommt bei direkter 
Beleuchtung der Fotodiode ein Wert zwischen 30-40 an.


Der Abstand der Infrarot LED zur Fotodiode beträgt circa 1,5 bis 2 cm.

Wenn ich etwas da zwischen halte, wie zum Beispiel mein Handy sinkt 
dieser Wert auf 0 bis 1.

Sollte man dieses Signal verstärken durch ein OpAmp wie TL081? Oder dann 
doch ehr ein Fototransitor nehmen? Oder habe ich da etwas eventuell 
falsch gemacht, und deswegen bekomme ich nur so niedrige Werte. Aber wo 
weit ich weis liefert eine Fotodiode auch nur sehr kleine Spannungen.

Lg Felix.

von c-hater (Gast)


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Felix N. schrieb:

> Als Empfänger habe ich eine Fotodiode genommen die: SFH205F. Ich weis
> nicht ob der Einsatz einer Fotodiode in einer Lichtschranke der richtige
> ist.

Das kommt drauf an. Wenn die Lichtschranke besonders zeitnah reagieren 
soll und Fremdlicht kein Problem ist, dann ist eine Fotodiode nicht die 
schlechteste Wahl als Sensor.

> Oder ob dort ein Fototransistor besser geeignet ist

Im Prinzip fast dasselbe Anwendungsprofil wie eine Fotodiode, nur 
empfindlicher (braucht also weniger Licht), aber dafür auch deutlich 
langsamer.

> Ich möchte ich die Lichtschranke am ADC des ATMegas auslesen.
> Eingestellt ist er auf höhsten Prescaler und AVCC mit externen
> Kondensator an AREF.

Das ist kompletter Blödsinn. Wenn man weiss, dass man nur kleine 
Spannungen hat, wählt man natürlich auch eine kleine Referenzspannung...

von flip (Gast)


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10k auf 180k vergrößern

von Wolfgang (Gast)


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Felix N. schrieb:
> Aber wo weit ich weis liefert eine Fotodiode auch nur sehr kleine
> Spannungen.

Bei einer Fotodiode, die die Helligkeit auswerten und zügig reagieren 
soll, ist es immer besser, den Photostrom als Messgröße zu verwenden.

von Michael B. (laberkopp)


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Felix N. schrieb:
> Sollte man dieses Signal verstärken durch ein OpAmp wie TL081?

Nein, man sollte einen Phototransistor nehmen.

Ein TL081 ist Steinzeittechnik und braucht 10V oder mehr, vor allem eine 
negative Spannung. Das ist aufwändig und heute unsinnig. Ein 
Rail-To-Rail OpAmp wie TS912 könnte helfen, ist aber overkill. Der 
Phototransistor tut es bereits, in einer Schaltung wie du sie schon 
hast. Photodioden braucht man nur, wenn man einen linearen Zusammenhang 
zwischen Lichtmenge und Strom habel will, oder wenn es unglaublich 
schnell gehen soll (Megahertzbereich).

Man sollte sich lieber Gedanken darüber machen, was passiert, wenn die 
Umgebungshelligkeit sich ändert und Sonne oder Energiesparlampen auf den 
Phototransistor scheinen.

Gute Lichtschranken modulieren das Licht und passen die Verstärkung an. 
Beispiel NE567.

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