Hallo,
ich würde gerne an einem ATMega8 einen möglichst einfachen aber dennoch
genauen Luxmeter aufbauen. Zu diesem Thema habe ich bereits diese
Einträge gefunden:
Beitrag "eine Art Luxmeter basteln"Beitrag "Lux-Meter"
dazu allerdings noch ein paar kleine Fragen:
- In den oberen Forenbeiträgen wird immer auf die
Helligkeitsempfindlichkeit des Auges eingegangen, allerdings kann ich
unter wikipedia und sonstigen Internetseiten mit Erklärungen zum
Luxmeter keinen Hinweis darauf finden das bei der Helligkeitsmessung
eine Abhängigkeit zum Helligkeitsempfinden des Menschen besteht. Oder
wird der untere Spektralbereich nur deswegen herausgefiltert da wir
Menschen diesen eh nicht sehen können?
- Wie genau schätzt ihr lässt sich ein Luxmeter mit dem internen ADW des
ATMega8 aufbauen wenn man einen einfache Photodiode verwendet?
Freu mich über nette antworten =)
Gruß
Max
@Max
>ich würde gerne an einem ATMega8 einen möglichst einfachen aber dennoch>genauen Luxmeter aufbauen. Zu diesem Thema habe ich bereits diese
Klingt schon wieder nach Geiz ist geil. Hmm.
>Beitrag "eine Art Luxmeter basteln">Beitrag "Lux-Meter"
Da sthet einiges brauchbares drin, aber auch Falschinformationen.
>Luxmeter keinen Hinweis darauf finden das bei der Helligkeitsmessung>eine Abhängigkeit zum Helligkeitsempfinden des Menschen besteht. Oder
Ganz einfach, Lux ist eine photometrische Grösse, welche sich am
Helligkeitsempfinden des menschlichen Auges orientiert. Wenn du nun eine
normale Photodiode benutzt, welche eine vollkommen andere spektrale
Empfindlichkeit hat, dann misst du nicht in Lux, sondern rein
physikalisch die Helligkeit. Das kann man nicht nachträglich umrechnen.
Du brauchst einen Sensor mit annährernder spektraler Empfindlichkeit wie
das menschliche Auge.
>- Wie genau schätzt ihr lässt sich ein Luxmeter mit dem internen ADW des>ATMega8 aufbauen wenn man einen einfache Photodiode verwendet?
Ohne etwas Aufwand im Analogteil nicht sehr genau. Selbst wenn man die
Spannung über der Photodiode misst, welche logarithmisch von der
Helligkeit abhängt, ist der Spannungshub sehr klein, irgendwo um die
100mV. Du brauchst mindestens einen OPV, welcher a) denn Offset von ca.
0,7V enfernt und b) das Signal um den Faktor 50 verstärkt. Vielleicht
kann man das mit einem differentiellen ADC-Eingang und dem interen
Verstärker halbwegs brauchbar hinbekommen (Hat der Mega8 sowas?).
MfG
Falk
Hi Falk,
danke für dich schnelle Antwort das hilft mir schon ein ganzes Stück
weiter!
Und nein es geht nicht um geiz ist geil sondern einfach um einen kleinen
netten Versuch den ich starten wollte um ein wenig mit dem ADW des
ATMega8 zu spielen. Einfach auch deswegen weil ich 5 Sensoren
anschließen möchte ;-) um die Helligkeit auf einer Fläche zu messen.
Soweit ich weiß hat der ATMega8 keine differentiellen ADW. Aber da nun
die grundsätzlichen Dinge geklärt sind such ich erstmal eine Photodiode
mit einer solchen Spektralen Empfindlichkeit.
Danke soweit!
Max
Nimm eine Fotodiode wie die BPW34 und messe den Kurzschlusstrom, der ist
recht linear von der Beleuchtungsstärke abhängig. Dann ist auf der
analogseite nur ein inv. OV nötig.
@Lothar
>Nimm eine Fotodiode wie die BPW34 und messe den Kurzschlusstrom, der ist>recht linear von der Beleuchtungsstärke abhängig. Dann ist auf der
Das ist zwar richtig, aber für ein LUXmeter der falsche Ansatz.
http://de.wikipedia.org/wiki/Lux_%28Einheit%29#Beispiele_typischer_Beleuchtungsst.C3.A4rken
Die Dynamik ist mit einer linearen Kennlinie nicht handhabbar.
>analogseite nur ein inv. OV nötig.
Irrtum, er braucht dann wieder einen Logarithmierer. Den gibts aber
"kostenlos" wenn man anstatt des Photostroms die Photospannung misst.
MfG
Falk
Hallo,
also ich hätte mich jetzt für den bpw21 entschieden, da der Laut
Datenblatt die passende spektrale Empfindlichkeitskurve aufweist. Laut
Wikipedia scheint das auch zu stimmen ;-)
Und verbessert mich wenn ich das jetzt falsch verstanden habe. Ich hänge
einen Lastwiderstand hinter meinen bpw21 und messe an diesem mittels OP
die abfallende Spannung. Nun muss ich eine Schaltung aufbauen
(logarithmierer wie auch immer das geht) oder ich messe Punkte mit einem
Referenzgerät und gleiche diese im µC ab.
Wo kann man etwas über eine logarithmierer Schaltung nachlesen? Würd
mich interessieren
Max
@Max
>also ich hätte mich jetzt für den bpw21 entschieden, da der Laut>Datenblatt die passende spektrale Empfindlichkeitskurve aufweist. Laut
Die passt.
>Und verbessert mich wenn ich das jetzt falsch verstanden habe. Ich hänge>einen Lastwiderstand hinter meinen bpw21 und messe an diesem mittels OP>die abfallende Spannung.
Nein. Dubenutzt die BPW21 als Spannungsquelle und misst die Spannung.
Sinnvollerweise mit einem Differenzverstäker.
Im Datenblatt sieht man auch schön war der Photostrom hier der falsche
Weg ist.
http://www.ortodoxism.ro/datasheets/siemens/BPW21.pdf
Seite , zweite Diagramm
Zwischen ca. 5Lux und ca. 2500 Lux (Faktor 500) ändert sich der
Photostrom von ~80nA auf ~30uA (Faktor 375), während sich die Spannung
nur von ca. 250mV auf 450mV ändert(Faktor 1,8).
> Nun muss ich eine Schaltung aufbauen>(logarithmierer wie auch immer das geht) oder ich messe Punkte mit einem>Referenzgerät und gleiche diese im µC ab.>Wo kann man etwas über eine logarithmierer Schaltung nachlesen? Würd>mich interessieren
Im Internet. Hab aber jetz keine Links zur Hand.
MfG
Falk
@Falk
Also, ich habe grad noch mal ins Datenblatt einer BPW34 geschaut.
80nA/Lx mit super linearer Abhängigheit 80µA bei 1000 Lux. Warum also
einen Logarithmierer wenn es ein Luxmeter werden soll. Wie gesagt, es
geht um den Kurzschlusstrom. Der "virtuellen" Kurzschluss am Eingang
eines invertierenden OV ist optimal. Das Problem wurde auch schon
mehrfach beschrieben, u.a. von ELV. Ein Projekt von ?? ElmSham oder wie
dieser geniale Asiat heißt befasst sich mit dem gleichen Thema.
Der Widerstand der Gegenkopplung ist lediglich für den Messbereich
verantwortlich. Ne andere Fotodiode geht sicher auch. Eine große
Chipfläche und eine angepasste Empfindlichkeit sind wichtig.
Grüsse
Lothar
@Lothar
>80nA/Lx mit super linearer Abhängigheit 80µA bei 1000 Lux. Warum also
JA! Aber das Problem ist der Dynamikbereich!
>einen Logarithmierer wenn es ein Luxmeter werden soll. Wie gesagt, es
Weil du sonst im unteren Helligkeitsbereich nur ein Schätzeisen hast,
aber kein Luxmeter.
Nehmen wir an, du wandelst deine 1000lux/80uA per
Transimpedanzverstärker auf 5V, ab in den AVR damit, 10 bit Wandlung.
Mach eine AUFLÖSUNG von knapp 1lux. Klingt nicht schlecht, ist aber
grottig, denn ein halbes Lux ist schon mal der systematische Fehler vom
ADC (Quantisierungsfehler). Deine Schrittweite ist ein Lux, du kannst
also den Unterscheid zwischen einer und zwei Kerzen messen (und das auch
nur knapp und wackelig). Naja.
Aber wahrscheinlich reden wir aneinander vorbei. Wenn ich von guter
Genauigkeit spreche, dann bin ich in Gedanken doch eher im
professionellen/prinzipiell machbaren Bereich unterwegs. Als nettes
Schätzeisen für Bastler tuts wahrscheinlich auch ein
Transimpedanzverstärker.
MFG
Falk
@Falk
Ich denke schon, wir meinen das Gleiche. Wenn der Dynamikbereich des
Auges nachempfunden werden soll, der so im Hinterkopf habe 0,1 - 100.000
Lux beträgt, wirds eng. ELV schaltet dazu, trotz linearer Messung, den
Gegekopplungswiderstand per Analogschalter. Von der Realisierung denke
ich einfacher und genauer als der Umweg über den Log., der auch Fehler
mit reinbringt und im MC wieder rückgerechnet werden muss. Mit den 10
Bit beim AVR muss man leben. Die log. Spannung an der Fotodiode ist dazu
noch temperaturabhängig, immerhin 2,6mv/K, also wieder kompensieren,
gerade wo sich die Fotospannung bei großer Beleuchtung kaum ändert.
Viele Wege führen zum Ziel, ich würde den ELV-Ansatz favorisieren.
Grüsse
Lothar
@Lothar
>Ich denke schon, wir meinen das Gleiche. Wenn der Dynamikbereich des>Auges nachempfunden werden soll, der so im Hinterkopf habe 0,1 - 100.000>Lux beträgt, wirds eng. ELV schaltet dazu, trotz linearer Messung, den
Ahhh!!! ;-)
>Viele Wege führen zum Ziel, ich würde den ELV-Ansatz favorisieren.
Hast Recht, das ist der einfachere Weg.
MFg
Falk
Erstmal schönen guten morgen
@ Lothar
kannst du mir bitte den Schaltplan von ELV zukommen lassen...
Bin auch gerade an so einem Projekt und komm nicht weiter...
Würdest mir echt helfern
Schon mal vielen Dank im vorraus
Grubi
Von Osram gibt es einen neuen Sensor komplett mit Vorverstärker und
Linearisierer, der gezielt auf die Spektralempfindlichkeit des Auges
abgestimmt ist. Das Ding war letztens in den Elektornews drin.
Leider bin ich nicht zuhause, deshalb kann ich da bei Osram jetzt nicht
nachsehen (Der Sysadmin hier ist zu blöd, einen Netzzugang richtig zu
konfigurieren, deshalb gehen einige Websites hier nicht). Wenn mich mein
Gedächtnis nicht täuscht, hieß das Teil SFH5110, aber nagelt mich jetzt
nicht fest.
Gruß
Jadeclaw.
Der Sensor ist ganz interessant, scheint aber erst ab 3 Lux messen zu
können.
Für die Photographen unter uns:
Das sind zwischen 0 und 0.5 EV, bei ISO100 und Blende 2.8 also zwischen
6 und 8 Sekunden; bei ISO1600 (was bessere DSLRs durchaus bieten)
zwischen 0.3 und 0.5 Sekunden.
Für eine photographische Anwendung als Belichtungsmesser wäre es
reizvoll, in Bereichen um 1 Lux oder darunter messen zu können, wie es
"richtige" Belichtungsmesser auf Basis der BPW21 hinbekommen, wie
beispielsweise der Gossen Profisix. Sowas braucht man bei
Langzeitaufnahmen.
Sehen kann man bei diesen Lichtverhältnissen noch recht gut; Vollmond
beispielsweise liegt bei 0.25 lx.
Bei richtig hellem Sonnenlicht könnte der Sensor auch so seine Probleme
haben, laut Datenblatt sind 80000 bis 100000 lx möglich.
Das sind etwa 15 EV, bei ISO100 und Blende 2.8 ist das 1/4000 Sekunde.
Jeder, der schon mal im Hochsommer in etwas südlicheren Gefilden
photographiert hat, wird wissen, daß es dort deutlich heller werden
kann.
20 EV (~ 1E6 lx) ist da durchaus realistisch (Blende 11 und 1/4000).
Danke für den Link zum Datenblatt! Hab mal noch gegoogelt und von
Intersil was gefunden: ISL29001. Der misst zwischen 0.3lux und 10klux
und hat einen digitalen I2C-Ausgang. Muster sollten an mich unterwegs
sein...
Servus,
Helmut.
