Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Signalstrom bei IR-Diode als Halbleiterdetektor


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von Timo S. (ti_mo)


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Hallo!

Ich habe eine Infrarot-Lichtschranke gebaut, bei der eine Infrarotdiode 
als Halbleiterdetektor dient. (Siehe Schaltplan) Die Infrarotdiode ist 
demnach in Sperrrichtung geschalten. Das Signal (Spannung) lese ich über 
einen Arduino aus. Doch warum ist die Spannung hoch, wenn kein IR-Licht 
auf den HL-Detektor trifft, und die Spannung nahe Null, wenn IR-Licht 
auf den HL-Detektor trifft?

Das eintreffende IR-Licht erhöht doch die Sperrspannung der Diode, aber 
diese ist doch ohnehin in Sperrrichtung geschalten?

Ich hoffe ihr könnt mir weiterhelfen, ich verstehe leider nicht so viel 
von Elektronik...

Vielen Dank!
Ti_mo

von Falk B. (falk)


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@Timo Schuster (ti_mo)

>als Halbleiterdetektor dient. (Siehe Schaltplan)

Naja, das kann man auch schöner zeichnen.

Schaltplan richtig zeichnen

>Die Infrarotdiode ist
>demnach in Sperrrichtung geschalten. Das Signal (Spannung) lese ich über
>einen Arduino aus. Doch warum ist die Spannung hoch, wenn kein IR-Licht
>auf den HL-Detektor trifft,

Weil dann der Sperrstrom durch die Diode klein ist. Der fließt auch 
durch deinen Widerstand. Kleiner Strom -> kleiner Spannungsabfall. Der 
Widerstand hängt aber an Plus, d.h. dein Spannungsabgriff ist dann nahe 
Plus.

> und die Spannung nahe Null, wenn IR-Licht
>auf den HL-Detektor trifft?

Hoher Sperrstrom, alles umgekehrt.

>Das eintreffende IR-Licht erhöht doch die Sperrspannung der Diode,

NEIN! Es erhöht den Sperrstrom!

https://www.mikrocontroller.net/articles/Lichtsensor_/_Helligkeitssensor#Photodiode

von Timo S. (ti_mo)


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Vielen Dank, ich habs verstanden!

von Lurchi (Gast)


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Die meisten IR Leds nutzen einen speziellen Effekt (Emissionen über 
Exitonen) um einen guten Wirkungsgrad zu erreichen. Das Emeritierte 
Licht ist etwas langwelliger als eigentlich zur Bandlücke passend und 
wird daher nur wenig Absorbiert und kann so besser aus dem Kristall 
raus.

Entsprechend ist zu befürchten, dass die IR LEDs keine effektiven 
Detektoren sind. Vermutlich wären normale Si Photodioden mit IR filter 
deutlich besser geeignet.

von Wolfgang (Gast)


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Timo S. schrieb:
> Das Signal (Spannung) lese ich über
> einen Arduino aus. Doch warum ist die Spannung hoch, wenn kein IR-Licht
> auf den HL-Detektor trifft, und die Spannung nahe Null, wenn IR-Licht
> auf den HL-Detektor trifft?

Dein Signal schwirrt beziehnungslos im Raum. Spannungen werden immer 
zwischen zwei Punkten gemessen.

von Falk B. (falk)


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@Lurchi (Gast)

>Entsprechend ist zu befürchten, dass die IR LEDs keine effektiven
>Detektoren sind.

Wer sagt denn, daß der OP mit "Infrarotdiode" eine Sendediode meint? Das 
kann auch eine normale Empfangsdiode sein.

von Georg (Gast)


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Lurchi schrieb:
> Vermutlich wären normale Si Photodioden mit IR filter
> deutlich besser geeignet.

Wieso soll ein IR-Filter die Empfindlichkeit für Infrarot verbessern?

Georg

von John D. (drake)


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Lurchi schrieb:
> Das Emeritierte Licht

So alt und immer noch mit Lichtgeschwindigkeit unterwegs...

von Hp M. (nachtmix)


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Lurchi schrieb:
> Das Emeritierte Licht ist etwas langwelliger

Vielleicht weil es nicht emeritiert, sondern pensioniert ist?

von Timo S. (ti_mo)


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Lurchi schrieb:
> Entsprechend ist zu befürchten, dass die IR LEDs keine effektiven
> Detektoren sind.


Falk B. schrieb:
> Wer sagt denn, daß der OP mit "Infrarotdiode" eine Sendediode meint? Das
> kann auch eine normale Empfangsdiode sein.

Ich verwende tatsächlich Sendedioden, und sie funktionieren für das, 
wofür ich sie brauche hervorragend!

von Timo S. (ti_mo)


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Wolfgang schrieb:
> Dein Signal schwirrt beziehnungslos im Raum. Spannungen werden immer
> zwischen zwei Punkten gemessen.

Das Signal lese ich mit einem Arduino aus, Stromquelle kommt auch vom 
Arduino. Somit habe ich 2 Punkte, zwischen denen ich messe.

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