Hallo, ich würde gerne eine Schaltung mit einem Fototransistor aufbauen um Licht in einem dunklen Raum detektieren zu können. Ich würde dabei auch gerne bereits sehr schwaches Licht damit erkennen können und dachte somit den Fototransistor mit einem Operationsverstärker zu beschalten. Geht das überhaupt? Wenn ja, wie beschalte ich das am Besten? Mfg
Angehängte Dateien:
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LightMeter.png
17 KB
Beispiel aus: https://www.vishay.com/docs/84154/appnotesensors.pdf
Die übliche Schaltung für kleine Lichtintensitäten ist ein Transimpedanzverstärker und dann kein Phototransistor sondern eine Photodiode. Das geht auch mit einem Phototransistor (ist ggf. billiger), wenn der etwas Spannung hat - eine Photodiode würde man eher im quasi Kurzschluss nutzen. Über den Widerstand in der Rückkopplung kann man die Empfindlichkeit wählen - irgendwo im Bereich Sonnenlicht bis runter zu fast dunkel. Bei der Schaltung von Mario M, sollte der 4 K Widerstand am Fototransistor eher größer werden, wenn man es empfindlich braucht. Das kann bis in den MOhm Bereich gehen, wenn es sein muss.
G. W. schrieb: > Ich würde dabei auch > gerne bereits sehr schwaches Licht damit erkennen können welches licht und wie schwach darf es sein? glühwürmchen, glimmende zigarrette, feuerzeug? wie kurz darf das lichtereignis sein? fototransen sind nicht besonders fix. deine angaben sind mangelhaft. nachbessern!
> sehr schwaches Licht .. > .. bedeutet erst mal ein paar Versuche machen.
Viel empfindlicher als Fototransistoren sind Fotowiderstände (LDR), waren in alten Belichtungsmessern und Kameras, auch für Nachtaufnahmen. Der Nachteil ist die relative Trägheit und Hysterese, aber für Lichtdetektion geht es gut. Teste mal einen LDR mit einem Ohmmeter, einfacher geht es nicht. Der erkennt sogar eine brennende Kerze in einem großen Raum oder die Mond-Helligkeit. Gruß - Werner
Lurchi schrieb: > Die übliche Schaltung für kleine Lichtintensitäten ist ein > Transimpedanzverstärker und dann kein Phototransistor sondern eine > Photodiode. Das geht auch mit einem Phototransistor (ist ggf. billiger), > wenn der etwas Spannung hat - eine Photodiode würde man eher im quasi > Kurzschluss nutzen. > > Über den Widerstand in der Rückkopplung kann man die Empfindlichkeit > wählen - irgendwo im Bereich Sonnenlicht bis runter zu fast dunkel. > > Bei der Schaltung von Mario M, sollte der 4 K Widerstand am > Fototransistor eher größer werden, wenn man es empfindlich braucht. Das > kann bis in den MOhm Bereich gehen, wenn es sein muss. Müsste dann aber nicht eher der 100 K Widerstand größer werden? Kann man das auch mit einer 9V Spannungsversorgung betreiben? es sollte licht einer glimmenden zigarette oder vielleicht auch etwas kleiner messbar sein. mfg
Der 100k muss natuerlich auch groesser werden. Nein 9V bringen nichts, das der ADC keine 9V kann. Bei sehr hohen Widerstaenden kann der Eingangsstrom und die Offsetspannung wichtig werden.
Lurchi schrieb: > Bei der Schaltung von Mario M, sollte der 4 K Widerstand am > Fototransistor eher größer werden, wenn man es empfindlich braucht. Das > kann bis in den MOhm Bereich gehen, wenn es sein muss. Nicht wirklich. Selbst bei völliger Dunkelheit fliesst ein Strom durch den Phototransiostor (Dunkelstrom, je nach Temperatur) und der darf, schon wegen der nachfolgenden Verstärkung um 101, zu keinem relevanten Spannungsabfall an diesem Widerstand führen. Damit ist "die Dunkelheit begrenzt".
G. W. schrieb: > es sollte licht einer glimmenden zigarette oder vielleicht auch etwas > kleiner messbar sein. nach meiner Erfahrung kann bei sehr geringer Beleuchtung die Verstärkung von Fototransistoren in den Keller gehen (ebenso wie bei normalen Bipolartransistoren, wenn der Basisstrom sehr klein wird). Der Betrieb mit einer Fotodiode (wie von Lurchi vorgeschlagen) kann da tatsächlich besser sein als mit Fototransistor. Für eine glimmende Zigarette in größerem Abstand ist aber die Wahrscheinlichkeit groß, dass sowohl mit normaler Fotodiode als auch mit Fototransistor das Signal im Rauschen untergeht. Wenn du einen LDR auftreiben kannst, dann solltest du Werners Vorschlag in Erwägung ziehen.
An sich haben LDRs eher die geringere Empfindlichkeit. Nur Beschaltung ist beim LDR einfacher, und die Fläche ist ggf. auch größer. Um wirklich die Grenzen eine Photodiode auszunutzen braucht es dagegen schon einen guten TIA, d.h. hohen Widerstand (etwa im GOhms Bereich) und auch einen entsprechenden OP und auch die "Platine" muss sauber sein, oder man verdrahtet gleich frei schwebend. Der zu detektierende Photostrom kann durchaus im pA oder gar fA Bereich sein. Bei den Photodioden gibt es auch verschiedene gute Ausführungen, die günstigen im Kunststoffgehäuse sind nicht unbedingt die empfindlichsten, aber dafür erschwinglich. Auch mehr Fläche hilft - wirkt sich aber auch auf den Preis aus. Eine erschwingliche Lösung mit Photodioden wären etwa BPW34 (recht große Photodiode in Kunststoff) und dann TIA mit einem OP wie lmc6482 und etwa 20 MOhms (ggf. mehr wenn erschwinglich) und ein paar 10-100 pF im FB. Je nach Größe der Photodiode wäre ggf. auch ein OPA141 als OP eine gute Wahl (mehr Bias Strom aber weniger Rauschen). Eine elektrische Abschirmung ist ein muss, und zwischen Detektor und Verstärker sollte auch nicht viel Kabel sein. Mit einer guten Si Photodiode kann man bereits die Wärmestrahlung (bzw. die Ausläufer bis etwa 1 µm) so ab etwa 100 C wahrnehmen.
Hier gibts was richtig empfindliches: http://www.ebay.de/itm/2-Stuck-EMI-Photomultiplier-Tube-Typ-6256B-/253201315109?hash=item3af3f97525:g:GtYAAOSww3tY7OtG Alledings ist die Auswertung des Signals "etwas" komplizierter.
Das war doch klar, dass irgendwer mit einem Photomultiplier ankommt bisher war aber noch nirgends die Rede von ausreichend geringen Lichtintensitäten um den Einsatz zu rechtfertigen.
raster schrieb: > bisher war aber noch nirgends die Rede von ausreichend geringen > Lichtintensitäten um den Einsatz zu rechtfertigen. Wie wärs damit? G. W. schrieb: > Ich würde dabei auch > gerne bereits sehr schwaches Licht damit erkennen können
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