Schaltung - Fotometer

Von da geklaut: https://stoppi-homemade-physics.de/photometer/

scheint also OK zu sein.

Rüdiger B. schrieb:

Von da geklaut: https://stoppi-homemade-physics.de/photometer/

scheint also OK zu sein.

Der TO sollte aber dann auch die richtigen Werte für die Widerstände übernehmen. Megaohm statt Milliohm.

Thimo schrieb:

Die rote LED am Anfang soll nur eine Kontroll LED sein, damit ich weiß, dass die Schaltung soweit funktioniert.

Die LED zeigt nur an dass Spannung anliegt, mehr nicht. Sie zeigt nicht einmal an ob die Eingangsspannung vom Wert her passt.

Damit die 880nm LED möglichst konstant die Helligkeit hält verwende ich einen LM317L mit 62,5Ohm um auf 20mA zu regeln.

Du hast einen 9V Regler. Für die LED reicht daher ein Vorwiderstand. Der LM317L macht da nichts besser.

Thimo schrieb:

Damit die 880nm LED möglichst konstant die Helligkeit hält...

Damit der Strahlungsfluss der LED konstant bleibt, reicht es nicht den Strom konstant zu halten, du musst die LED auch temperaturkompensieren. Die hat nämlich einen typ. TK von -0,5%/K, d.h. bei 20K Temperaturänderung ändert sich der Strahlungsfluss um 10%. Die Stromquelle muss also einen TK von +0,5%/K haben.

Rüdiger B. schrieb:

Von da geklaut: https://stoppi-homemade-physics.de/photometer/

Ich weiß, wie im Originalpost beschrieben ;) Habe paar Info´s & Ideen zusammengetragen.

Jörg R. schrieb:

Der TO sollte aber dann auch die richtigen Werte für die Widerstände übernehmen. Megaohm statt Milliohm.

Danke für den Hinweis, werde ich anpassen.

Thimo schrieb:

Die rote LED am Anfang soll nur eine Kontroll LED sein, damit ich weiß, dass die Schaltung soweit funktioniert.

Die LED zeigt nur an dass Spannung anliegt, mehr nicht. Sie zeigt nicht einmal an ob die Eingangsspannung vom Wert her passt.

Ja, da habe ich mich falsch ausgdrückt. Ich meinte eben eine Kontroll LED die mir anzeigt, dass Spannung anliegt.

Damit die 880nm LED möglichst konstant die Helligkeit hält verwende ich einen LM317L mit 62,5Ohm um auf 20mA zu regeln.

Du hast einen 9V Regler. Für die LED reicht daher ein Vorwiderstand. Der LM317L macht da nichts besser.

Würde dieser Vorwiderstand nicht einen extremen Drift erzeugen? Da dieser sich mit der Zeit erwärmt, selbst wenn ich einen 1W verwende?

Arno R. schrieb:

Thimo schrieb:

Damit die 880nm LED möglichst konstant die Helligkeit hält...

Damit der Strahlungsfluss der LED konstant bleibt, reicht es nicht den Strom konstant zu halten, du musst die LED auch temperaturkompensieren. Die hat nämlich einen typ. TK von -0,5%/K, d.h. bei 20K Temperaturänderung ändert sich der Strahlungsfluss um 10%. Die Stromquelle muss also einen TK von +0,5%/K haben.

Welche Stromquelle würde dafür in Frage kommen?

Danke für eure vielen Antworten ;) MfG

Erni schrieb:

Und die Pins 2 und 3 am OP vertauscht. Transimpedanzverstärker.

Die Fotodiode kommt auf den -Pol? Und die Masse an den +Pol?

Thimo schrieb:

Welche Stromquelle würde dafür in Frage kommen?

Für rel. kleine Temperaturänderungen kannst du die Schaltung im Anhang nehmen.

Thimo schrieb:

Da ja die Ausgangsspannung immer positiv ist benötige ich doch eigentlich den ICL7660 garnicht um die Spannung zu invertieren, um daraus einen negativen Wert zu generieren?

Doch, weil so ein Steinzeit-OpAmp verwendet wird, der mindestens 3V unter der kleinsten zu verarbeitenden Spannung versorgt werden muss.

Mit einem OPA2156 reicht eine positive Versorgung, gehst du mit der auf 5V runter tut es gar ein TSZ121.

Ein LM358 oder LT1013 wäre zu ungenau.

Thimo schrieb:

Welche Stromquelle würde dafür in Frage kommen?

Gar keine, sondern eine Regelung, die mit Hilfe einer zweiten Fotodiode den Lichtstrom konstant hält. LED altern nämlich auch relativ stark.

Am besten baust du dann gleich ein Zweistrahl-Fotometer, mit dem du auch die Absorptionsverluste eines gefärbten Lösungsmittels und die Reflexionsverluste der Küvettenwände kompensieren kannst.

P.S.: Thimo schrieb im Beitrag #7741485:

Die max. Absorption liegt genau bei 880nm daher auch die LED.

Wenn das so genau ist: Kennst du auch Spektralcharakteristik deiner LED? Auch die unterliegt einer Temperaturabhängigkeit und Herstellungstoleranzen. Evtl ist ein Laser besser geeignet.

Hallo,

danke für eure vielen Antworten.

Es werde den Rat befolgen und den Steinzeit Transimpedanzverstärker entfernen ;D

Bitte habt Nachsicht mit mir. Ich bin ein absoluter Laie auf diesem Gebiet. Aktuell habe ich versucht viele Infos aus dem Internet aufzunehmen und mit ChatGPT ein paar Fragen zu beantworten.

Das zweistrahl Fotometer klingt verlockend aber zum aktuellen Standpunkt für mich nicht umsetzbar.

Ich habe den Vorschlag den OPA2156 zu verwenden aufgenommen. ChatGPT empfahl mir immerwieder den OPA380 zu verwenden.

Schlussendlich blicke ich bei beiden nicht durch wie ich diese Konfigurieren soll. Beim OPA380 gibt es im Datenblatt (Anhang) sehr übersichtliche Graphen anhang scheinbar viel Info abgelesen werden kann. (Ich kann es leider nicht)

Kann mir jemand vielleicht erklären, was genau man auf diesen Graphen erkennen kann?

Zb. im Bezug auf cDiode? Ist damit die Kapazität der Diode selbst gemeint oder ein seperater Kondensator welcher platziert wird?

cStray wird ja in allen Konfigurationen gleich gehalten, daher nehme ich an diesen nicht anpassen zu müssen.

cF beinflusst scheinbar die Amplidude vom Graph. Was bedeutet die Amplidude. Je kleiner desto besser? oder je größer desto stabiler?

Ich blicke da leider nicht durch.

Danke im Voraus. MfG Raspevo

Thimo schrieb:

Meine Abschlussfrage lautet, ob diese Schaltung hierbei ausreicht oder ich einen fatalen Fehler in dieser habe?

Das kommt drauf an, welche Anforderungen du an das Photometer stellst.

Um Störungen durch Umgebungslicht oder OpAmp Offset bzw. Leckstrom des Detektors zu unterdrücken, wird die Signalaufbereitung für solche Anwendungen gerne als (schmalbandiger) AC-Verstärker mit passend modulierter Lichtquelle aufgebaut. Bei der Quelle verlässt man sich dann auch nicht gerne auf die Stabilität, sondern misst nach, d.h. zusätzlich wird zumindest die Helligkeit mit einem zweiten Kanal gemessen, falls man nicht gleich ein komplettes Zweistrahlphotometer aufbaut.

Thimo schrieb:

Zb. im Bezug auf cDiode? Ist damit die Kapazität der Diode selbst gemeint

ja

cStray wird ja in allen Konfigurationen gleich gehalten, daher nehme ich an diesen nicht anpassen zu müssen.

Doch, gerade due Streukapazität hängt ja stark von deinem Aufbau ab, wie lang und wie nah an anderem deine Drähte sind.

Wenn die Schaltung nicht schnell reagieren muss lieber cStray sehr hoch ansetzen.

Okay, damit ich das richtig verstehe.

Würde ich die BPX65 verwende welche eine Kapazität von 11pF im Datenblatt hat, verwende ich den Graph von 10pF cDiode?

Die Geschwindigkeit ist mir eigentlich "relativ" egal. Solange es nicht Sekunden dauert, bis der Wert sich stabilisiert hat ist alles i.O.

Und im Bezug auf cF? Wie kann ich die Graphen interpretieren, welcher Wert am besten für mich geeignet ist?

Michael B. schrieb:

Doch, gerade due Streukapazität hängt ja stark von deinem Aufbau ab, wie lang und wie nah an anderem deine Drähte sind.

Wie darf ich das Verstehen? Mein Plan wäre das alles auf PCB zu löten und nur die Drähte für die Fotodiode gehen von den Platine sowie von der 880nm Led selbst. Gibt es innerhalb der Platine auch Leitungsübergreifende Störungen?

Danke für eure Antworten ;)

. . .

Thimo schrieb:

Gibt es innerhalb der Platine auch Leitungsübergreifende Störungen?

Natürlich, aber vor allem am

Thimo schrieb:

nur die Drähte für die Fotodiode gehen von

und es geht um deren Kapazität nach aussen, sigar ohne Störungen.

Die muss ausreichend kompensiert werden, der ausgleichende Kondensator im Rückkopplungszweig muss also gross genug sein damit die Schaltung nicht schwingt. Da dir das Tempo egal ist mach ihn 100 x so gross wie berechnet