Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Lichtsensor, Fotodiode, Mikrocontroller


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von Miriam (Gast)


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Hallo zusammen,

ich würde gerne die Lichtintensität in der Natur messen.
Der Microcontroller befindent sich in einem Gehäuse.
Zuerst wollte ich einen LDR nehmen, allerdings weiß ich nicht wie ich 
diesen anbringen soll, damit dieser Witterungsbeständig ist.

Meine nächste Idee ist eine Fotodiode einzusetzen. Diese könnte ich dann 
in solch eine Fassung setzen:

https://www.reichelt.de/einbaufassung-fuer-5-mm-leds-aussenreflektor-chrom-ebf-a-5-p7288.html?&trstct=pol_9

hat soetwas schon jemand gemacht?
Kann ich die Lichtintensität auch meiner einer Fotodiode messen? gibt es 
da spezielle?

vielen Dank im voraus

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Die Fassung ist weder wasserdicht noch Regenbeständig.

Zuerst mal solltest du klären, welches Spektrum bzw. Farben du messen 
willst und welchen bereich von Helligkeit bzw. Dunkelheit. Danach kann 
man geeignete Bauteile auswählen.

von Falk B. (falk)


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Miriam schrieb:
> Hallo zusammen,
>
> ich würde gerne die Lichtintensität in der Natur messen.

Kann man machen, allerdings schwankt die um mehrere Größenordungen, von 
ca. 100.000 lux beii prallem Sonnenschein, über mäßige 1000 Lux bei 
bewölktem Himmel bis runter auf 10 lux und weniger bei Sonnenuntergang.
Wenn man das in dem Bereich sinnvoll messen will, ohne nur zu schätzen, 
braucht es etwas mehr aufwand. Entweder logarithmische Kennlinie oder 
mehrere Meßbereiche.

> Zuerst wollte ich einen LDR nehmen, allerdings weiß ich nicht wie ich
> diesen anbringen soll, damit dieser Witterungsbeständig ist.

Unter einem wasserdichten Sichtfenster?

> Meine nächste Idee ist eine Fotodiode einzusetzen.

Die hat das Problem nicht?

> hat soetwas schon jemand gemacht?

Ja, ich aber nicht.

> Kann ich die Lichtintensität auch meiner einer Fotodiode messen?

Man schon. Du vielleicht.

> gibt es da spezielle?

Nimm eine, deren spektrale Empfindlichkeit gut mit der des menschlichen 
Augesn überein stimmt. Steht meistens im Datenblatt.

von U. M. (oeletronika)


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Hallo,
> Falk B. schrieb:
> Nimm eine, deren spektrale Empfindlichkeit gut mit der des menschlichen
> Augesn überein stimmt. Steht meistens im Datenblatt.
Solche Fotodioden gibt es als originäres Bauelement wohl eher nicht.

Normale Si-Fotodioden wie z.B. eine BPW34 haben den empfindlichten 
Bereich im nahen IR bei ca. 850nm...880nm.
https://www.vishay.com/docs/81521/bpw34.pdf
-> siehe Fig.4

Manche liegen auch etwas höher, um 910 nm.
Si-Fotodioden sind dafür rel. breitbandig und können auch noch nahes UV 
detektieren.
Andere spezielle Typen können auch schmalbandig sein und einen anderen 
optimalen Bereich haben.

Fotowiderstände liegen spektral etwas günstiger, sind aber meßtechnisch 
nicht so stabil.

Für Anwendungen, wo man hauptsächlich sichtbares Licht messen will, 
setzt man IR-Sperrfilter bzw. sogenannte "Taglichtfilter" vor die 
Fotodiode.
Solche sind in aller Regel auch in Fotoapparaten und VideoCams vorm 
Detektor-Chip verbaut. In VideoCams werden diese oft für 
Nachtsichtbetrieb weggeschwenkt.
Gruß Öletronika

von Harald A. (embedded)


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Ich könnte zwei Sensoren empfehlen
SFH5701 Gibt einen linearisierten Strom aus
OPT3001 I2C Schnittstelle

Beide können den erforderlichen Messbereich.
Bzgl. Dichtigkeit: Suche mal nach Ölstand-Schauglas, z.B.
https://www.ganter-griff.de/de/produkte/3.5-Kontrollieren-Entlueften-Verschliessen-von-Fluessigkeiten-und-Gasen/Oelschauglaeser/GN-546.6-ATEX-Schauglaeser-Kunststoff

: Bearbeitet durch User
Beitrag #5659680 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Michael B. (laberkopp)


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Miriam schrieb:
> Zuerst wollte ich einen LDR nehmen

MESSEN kann man mit einem LDR kaum, dessen Widerstand schwankt durch 
Alterung um mehrere Prozent pro Jahr.

Eine Photodiode ist schon wesentlich besser, aber wie willst du das 
analoge Signal in deinem Microcontroller bekommen ?

Der A/D-Wandler löst nur 1024 Stufen auf, das Licht geht eher von 0.01 
lux bis 100000 lux. Entweder du entscheidest dich für einen kleinen 
Bereich davon, oder du nimmst gleich eine umschaltbare Diode:

TSL230 oder 
https://eckstein-shop.de/BH1750FVI-GY-30-Licht-Helligkeitssensor-Modul-Digital-Light-intensity-Sensor-fuer-Arduino

Miriam schrieb:
> Diese könnte ich dann in solch eine Fassung setzen:

Üblicherweise nimmt man opak weisse Abdeckungen (Plexiglas milchig), 
damit die Richtung egal ist aus der das Licht kommt.

Wenn man wirklich MESSEN will, also eine Anzeige wie viele Lux, braucht 
man ein Vergleichmessgerät mit dem man die Elektronik kalibrieren kann.

von Moby (Gast)


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Wenn es eine einfach auszuwertende, der Lichtstärke proportionale 
analoge Spannung sein soll kann ich einen "Light to Voltage Converter" 
wie den TSL257 empfehlen. Möchte man die Lichtstärke hingegen als 
Frequenz auswerten bietet sich ein "Light to Frequency Converter" wie 
der TCS3200 an der sogar einzel den Rot/Grün/Blauanteil analysieren kann 
(Farbsensor) .

von Axel S. (a-za-z0-9)


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U. M. schrieb:
>> Falk B. schrieb:
>> Nimm eine, deren spektrale Empfindlichkeit gut mit der des menschlichen
>> Augesn überein stimmt. Steht meistens im Datenblatt.
> Solche Fotodioden gibt es als originäres Bauelement wohl eher nicht.

Aber sicher doch. BPW21 wäre z.B. so ein Bauteil. In der Tätäträ gab es 
dafür die SP105. Ein eingebautes Farbfilter (blau-grün) korrigiert die 
spektrale Empfindlichkeit des Si-Chips.

von U. M. (oeletronika)


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Hallo,
> Axel S. schrieb:
> U. M. schrieb:
>>> Falk B. schrieb:
>>> Nimm eine, deren spektrale Empfindlichkeit gut mit der des menschlichen
>>> Auges überein stimmt. Steht meistens im Datenblatt.
>> Solche Fotodioden gibt es als originäres Bauelement wohl eher nicht.

> Aber sicher doch. BPW21 wäre z.B. so ein Bauteil.
> In der Tätäträ gab es dafür die SP105.
> Ein eingebautes Farbfilter (blau-grün) korrigiert die
> spektrale Empfindlichkeit des Si-Chips.
Ja, hast recht. An diese hatte ich auch denken müssen :-(

Der Chip ist zwar originär auch nur eine Si-Fotodiode, aber mit dem 
vorgesetzten Filter (diese grünkliche Scheibe im Gehäuse -> 
Taglichtfilter) hat die tatsächlich etwa die Empfindlichkeit des 
menschl. Auges.
Die ist zwar etwas teuer, aber wenn man die Helligkeit halbwegs korrekt 
messen will, wäre eine BPW21 empfehlenswert.
Gruß

von Falk B. (falk)


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U. M. schrieb:

> Die ist zwar etwas teuer, aber wenn man die Helligkeit halbwegs korrekt
> messen will, wäre eine BPW21 empfehlenswert.

[Loriot]
Ach?
[/Loriot]

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