LED als Photodiode?

Gast #747830
Lesenswert?

Da ich im Netz nichts gefunden hab, frag ich einfach mal die Experten 
dieses Forums.

Gestern wollte mir einer weissmachen, man könne mit einer normalen LED 
eine Lichtschranke bauen. Dabei wird die LED nicht als Lichtquelle, 
sondern als Empfänger verwendet. Er hat behauptet, er habe die LED an 
eine Lichtquelle gehalten und über einen OP eine Spannung von 1V messen 
können.

Nun meine Frage: Ist das technisch überhaupt möglich? Über den Sinn, auf 
diese Art eine Lichtschranke zu bauen, möchte ich hier nicht 
diskutieren, weil ich das auch völlig bescheuert finde.

Danke für die Antworten.

Gruss
Patrick
Gast #747838
Lesenswert?

Ja, das geht. Erwarte Dir aber nicht zuviel davon.
Funktionieren tuts eben genau umgekehrt wir die "Erzeugung" von Licht 
mit dem anschaulichen Elektron-Loch-Modell (Photonen bewirken einen 
Ladungstransport...)
Gast #747842
Lesenswert?

Hallo,

jede Halbleitersperrschicht ist lichtempfindlich.
Das Gehäuse verhindert da Störungen.
LED haben recht brauchbare Lichtempfindlichkeit, ich finde also nichts 
sonderlich bescheuertes daran, damit eine Lichtschranke zu bauen, wenn 
die Empfindlichkeit reicht und gerade nichts anderes zur Hand ist.

PS: Früher gab es Germaniumtransistoren in schwarz lackierten 
Glasgehäusen (Valvo OC44 z.B.), da haben wird den Lach abgekratzt, um 
einen Fototransistor zu bekommen, weil diese schlicht unbezahlbar 
waren...

Im Netz ist auch irgendo eine Anleitung, wie man aus alten dynamischen 
Rams eine Kamera baut.

Gruß aus Berlin
Michael
#747844
Lesenswert?

Da jeder PN Übergang lichtempfindlich ist gilt das natürlich auch für 
eine LED. Das Gehäuse ist lichtdurchlässig damit kann eine LED als 
Photodiode verwendet werden, eine andere Frage sind die erreichbaren 
Daten, da die LED ja nicht als Photodiode optimiert ist. Ich kann mich 
noch an meine Anfangsjahre in der Elektronik erinnern, als vom Lack 
gesäuberte Germanium-Dioden als Photodioden verwendet wurden
Gast #747852
Lesenswert?

Um LEDs als Sensor oder Empfänger zu nutzen gibt es einen Trick.
Dabei nutzt man die Tatsache, dass die Kapazität einer Leuchtdiode in 
Sperrrichtung abhängig von Beleuchtung ist.

Zur Messung lädt man die Diode in Sperrichtung mit einem uC auf (Anode 
auf GND, KAthode +5V) und schaltet anschließend den Pin zur Kathode 
hochohmig.
Betrachet man nun den Spannungsverlauf der kathode in Abhängigkeit vom 
Lichteinfang, beispielsweise einer zweiten LED, so entlädt sich der 
"Kondensator" wesentlich schneller, je mehr Licht einfällt.

Natürlich kann man auch einen Widerstand dazu in Reihe schalten und 
somit die Led als Sender und Empfänger betreiben.
Gast #747862
Lesenswert?

> Gestern wollte mir einer weissmachen,
> man könne mit einer normalen LED eine Lichtschranke bauen.

> über den Sinn, auf diese Art eine Lichtschranke zu bauen,
> möchte ich hier nicht diskutieren, weil ich das auch
> völlig bescheuert finde.


Dein Verständnishorizont scheint mir sehr eingeengt.

warum erscheinen dir denn ein unkonventioneller technischer
Lösungsansatz "völlig bescheuert" ?

Manchmal ist es halt so, daß man (als Ingenieur) "um die Ecke"
denken muß, und dabei fantastische Dinge bei rauskommen.

Wenn du dich einer derartigen Vorgehensweise / Denkweise von
vorne herein verschließt, dann entgehen dir viele interessante
Dinge, zum Beispiel:

Beitrag "LED-Touch-Panel"
Gast #1566060
Lesenswert?

Hey Leute....
Ich bin ein absoluter Anfänger was Elektronik angeht...und bin gerade an 
einem Baukasten zugange. Hier wird auch die Led als Lichtsensor 
behandelt...allerdings bekomme ich das nicht so ganz hin, obwohl es 
super erklärt wird.
Hat da jemand einen Link wo mir das besser erklärt und gezeigt wird. :)

Gruß Seppel
#1566080
Lesenswert?

> allerdings bekomme ich das nicht so ganz hin, obwohl es
> super erklärt wird.

> Hat da jemand einen Link wo mir das besser erklärt und gezeigt wird

Noch besser als bei der Super-Erklärung? Woher sollen wir denn wissen 
wie die Super-Erklärung das erklärt, und wo dein Stolperstein ist?

Was genau verstehst du denn nicht bei der Super-Erklärung? Tipp sie doch 
mal ab und stelle sie hier rein. Und das was du nicht verstehst 
markierst du dann ganz deutlich.
Gast #1566742
Lesenswert?

Also hier ist die Beschreibung:

Die LED lernt sehen
Eine LED kann nicht nur Licht erzeugen, sondern auch als Sensor für der 
Umgebungslicht dienen. In erster Näherung fließt durch eine Diode kein 
Strom, wenn sie in Sperrichtung an eine Spannunggelegt wird. Tatsächlich 
findet man jedoch einen sehr kleinen Sperrstrom z.B. im Bereich weniger 
Nanoampere, der im Normalfall zu vernachlässigen ist. Die hohe 
Verstärkung der Darlingtonschaltung erlaubt jedoch Experimente mit 
Extremkleinen Strömen. So ist z.B der Sperrstrom einer Leuchtiode selbst 
von der Beleuchtung abhängig. Eine LED ist damitzugleich eine Fotodiode. 
DEr äußerst kleine Fotostrom wird mit zwei Transitoren so weit 
verstärkt, dass die zweite LED leuchtet.

So mein Problem ist einfach das man auf der Abbildung (siehe 
Anhang)nicht erkennen kann wie ich die Transistoren angeschlossen 
werden. Auf dem Schaltplan ist mir das klar (auch im Anhang)abre nicht 
auf dem Foto. :)
Villt könnt ihr mir da iwie helfen.
Angehängte Dateien:
Gast #1566794
Lesenswert?

Und welcher Blödmann macht so eine Anleitung? LEDs haben maximale 
Sperrspannungen von 4 oder 5V. Wenn man die an 9V invers betreibt, 
bricht erstmal die Sperrschicht durch. Der Sperrstrom wird durch die 
100k begrenzt.

So kann man Rauschquellen aufbauen, aber als Anleitung für Anfänger: 
ungenügend.
#1566871
Lesenswert?

> Auf dem Schaltplan ist mir das klar (auch im Anhang)
> abre nicht auf dem Foto

Dein Steckbrett hat irgendwelche Reihen die miteinander verbudnen sind 
(das Schema aus dem Conrad Kalender [siehe unten] deutet das besser an). 
Und dann steckst du das halt einfach gemäß Schaltplan zusammen. Was ist 
daran so kniffelig?


Schau mal hier, vielleicht ist ja dein Steckbrett auch so verschaltet.


2008er Kalender, 11. TAg

http://www2.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/900000-924999/909222-an-01-de-CONRAD_ADVENTSKALENDER_24_EXPERIMENTE.pdf



2009er Kalender, 15. Tag

http://www2.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/175000-199999/192200-an-01-de-ADVENTSKALENDER_2009.pdf
#1566962
Lesenswert?

>So mein Problem ist einfach das man auf der Abbildung (siehe
>Anhang)nicht erkennen kann wie ich die Transistoren angeschlossen
>werden. Auf dem Schaltplan ist mir das klar (auch im Anhang)abre nicht
>auf dem Foto. :)
>Villt könnt ihr mir da iwie helfen.

Also wenn es um die Pinbelegung der Transis geht:

Wenn Du die auf's Gesicht (Beschriftung) legst, mit Anschlüssen zu Dir, 
dann haben die von links nach rechts E-B-C . Kann zwar auch Abweichler 
geben, aber bei dieser Baureihe ist es wohl so.
Ansonsten stimmt schon mal das, was oben geschrieben wurde: die LED's 
sind hoffnunglos überspannungsgefährtet, weil die üblicherweise und 
offiziell nur 5V in Sperrichtung vertragen. Ich würde mit max. 6V das 
ganze betreiben, wenn Du drüber gehst, mußt Du mit "unerklärlichen" 
Nebeneffekten rechen wegen der begrenzten Invers-Spannungfestigkeit von 
LED's.
#1567950
Lesenswert?

Sven schrieb:
> Und welcher Blödmann macht so eine Anleitung? LEDs haben maximale
> Sperrspannungen von 4 oder 5V. Wenn man die an 9V invers betreibt,
> bricht erstmal die Sperrschicht durch. Der Sperrstrom wird durch die
> 100k begrenzt.


<Zitat> Und welcher Blödmann </Zitat> schreibt ohne sich vorher zu 
informieren so einen pauschalen Kommentar?

Manche gelbe und grüne LEDs haben durchaus Sperrspannungen von 10..12V.
Gast #1568441
Lesenswert?

Bei den meisten LEDs findet man 5 V als maximale Sperrspannung, egal 
welche Farbe. Es kann natürlich sein das einge LEDs tatsächlich deutlich 
mehr aushalten, und die 5 V einfach nur so ein Standardwert ist den alle 
reinschreiben, denn gebraucht wird eine höhere Sperrspannung 
normalerweise nicht.
Gast #1568713
Lesenswert?

für die schlau-schwätzer:
hab grad n paar alte standard-led gemessen:
ne rote ca 22V
grün, gelb > 26V
(hab nur mit 27V getestet)
nur die neuen "ultra-hellen" sind da anders,
die sind schon mit wenigen volt sperrspannung am ende,
bzw werden geschädigt.
Gast #1568808
Lesenswert?

Die Siemensianer und die Osramesen scheinen sich, was die Sperrspannun-
gen der einzelnen LEDs betrifft, nicht ganz einig zu sein. Viele LEDs,
die in den alten Siemens-Datenblättern mit 5V oder 6V angegeben sind,
haben jetzt 12V. Diejenigen mit 3V wurden auf 5V hochgesetzt.

Vielleicht liegt es aber auch nur an einer unterschiedlichen Definition
von "sperren". Bei einigen LEDs ist lt. Siemens der maximale Sperrstrom
10µA, während Osram ihn mit 100µA angibt. Möglicherweise sah man die
100µA bei Siemens schon als den Beginn des Durchbruchs an.

Ganz abgesehen davon sind die Siemens/Osram-LEDs im 3mm- und 5mm-Gehäuse
die einzigen mir bekannten, wo man immer erst nachmessen oder im Daten-
blatt nachschlagen muss, ob nun der kürzere oder der längere Anschluss
die Kathode bzw. die Anode ist ;-)
#1568824
Lesenswert?

Hallo miteinander,

nun noch ein paar Worte aus Sicht des Herstellers...

Die Sperrspannung ist eine sehr empfindliche Größe, die in direkten 
Zusammenhang mit der Chichtqualität im Bereich des pn-Überganges steht. 
Die Sperrspannungen (bei 10µA) für gute epitaktische Schichten mit 
normalen Dotierungen liegen bei Visible Dioden im Bereich 12V bis 30V. 
Bei Infrarotdioden liegen sie übrigens in Bereiche bis 80V und besser. 
Da nicht immer alle Schichten optimal hergestellt werden können, 
variiert die Sperrspannung schon mal bis 6V. Das Material ist immer noch 
sehr brauchbar als LED im Durchlassbereich, aber zeigt eine gewisse 
"weakness" im Sperrbereich. Damit die Hersteller das Material trotzdem 
noch verkaufen können, machen sie es sich mit der Grenzangabe in den 
Datenblättern nicht zu schwierig und 5V sind für die meisten Bereiche 
vollkommen ausreichend. Im übrigen wird typisch bei 10µA angegeben, 
100µA waren früher üblich, findet man aber immer noch in vielen 
aktuellen Datenblättern. I.d.R sind 100µA aber unkritisch in 
Sperrichtung.

Gruß
kokisan
#1569898
Lesenswert?

Hallo Abdul,

stimmt, die Messzeit kostet Geld. Aber das ändert sicherlich nicht den 
Eintrag der Sperrspannung im Datenblatt. Die Messung eines 
Arbeitspunktes durch Strom einprägen, Spannung messen oder Spannung 
anlegen, Strom messen dauert typischerweise 20ms - egal was nun als 
Messwert herauskommt. Die Messzeit ist durch die Messaparaturen fix 
vorgegeben. Übrigens wird in den Prüfvorschriften NICHT die wirkliche 
Sperrspannung gemessen, sondern lediglich der im Datenblatt garantierte 
Arbeitspunkt sicher gestellt!

Gruß
kokisan
Gast #1586635
Lesenswert?

Ich hätte jetzt die SFH 4230 erwähnt. Allerdings habsch eben nochma bei 
Reichelt geguckt, die haben sie nicht mehr im Angebot, vor nem Jahr wars 
noch anders. Vielleicht ist einfach der Markt für solche IR-HP-Dioden im 
Hobbybereich zu klein. Die üblichen Verdächtigen:

http://www.led-tech.de
http://www.leds.de
http://www.pur-led.de
http://www.led1.de

haben aber vllt noch welche.

MfG Steffen
Gast #3571286
Lesenswert?

Ist schon mal jemand auf die Idee gekommen damit eine selbstregelnde LED 
zu realisieren (evtl. Patent)?
Ich meine in einem recht kleinen Gehäuse, das auch noch 
spritzwasserdicht sein soll, eine Anzeige-LED in der Helligkeit 
entsprechend der Umgebungshelligkeit zu regeln.
Per PWM wird die Helligkeit geregelt, in den Pausen die 
Umgebungshelligkeit gemessen?
Ein µC hängt sowieso davor. Würde hardwareseitig nur bedeuten, dass man 
2 Anschl. braucht. Wenn der µC ständig Strom hat, könnte er sich die 
Tag- und Nachtwerte auch noch automatisch erlernen.

Gruß
Stefan
Gast #3571814
Lesenswert?

Hi schufti,
das ist genau was ich meinte!
Danke für den Link!
Schade eigentlich, wird so gut wie nie verwendet.
Alle Anzeigen leuchten immer gleich hell, im Hellen zu dunkel und im 
Dunkeln zu hell (LED-Wecker, Anzeigen im KFZ).
Leider kann ich die Erkenntnis momentan nicht einsetzen, da mein 
Motorrad-Heizgriff-Regler - Einzelstück - schon fertig ist und derartig 
gravierende Hardwareänderungen nicht mehr möglich sind (ebenso mein 
Kettenöler).

Antwort schreiben

Bitte melde dich an, um einen Beitrag zu schreiben.

oder

Mit Google-Account einloggen

Die Registrierung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.

Jetzt registrieren