Photodiode liefert 5-10mV im Schnitt, je nach Licht aber auch 10x mehr - GPIO?

  • Liebes Forum,


    meine Photodiode liefert in dem Betrieb, in dem ich sie mir vorstelle, 10-15mV, wenn Licht bei 650nm einfällt - wenn aber direkt oder über eine Spiegelung eine Lampe (in meinem Fall: Laser Pointer) drauf scheint, auch mal das hundertfache.


    Wenn ich einen Transistor verwende, der bei 10-15mV die 3.3V schaltet, um den GPIO anzusteuern, knallt’s doch bei direkter Lichteinstrahlung (bei der über 1V geliefert wird) durch, oder ist dem Transistor die Eingangsspannung egal?
    Ich traue mich nicht, das zu versuchen - außerdem habe ich bisher in dem Wust an Transistoren keinen gefunden, der bereits so niedrig schaltet, alle um 1V.


    Habt ihr hier Empfehlungen, gerne auch Korrekturen? Letzten Endes soll es ein Kontaktloser UPM-Zähler werden.



    Angehangen mal mein hoffentlich fehlerfreier Versuch, den Aufbau in Fritzing (tolles Programm!) abzubilden.


    Herzlichen Dank,
    Jonas


  • meine Photodiode ....


    Habt ihr hier Empfehlungen, gerne auch Korrekturen?


    Angehangen mal mein hoffentlich fehlerfreier Versuch, den Aufbau in Fritzing (tolles Programm!) abzubilden.


    1. Eine Photodiode hat eine Polarität, du zeigst einen Photowiderstand, das ist was anderes!
    2. Du zeigst eine Steckbrettdarstellung die nichts über die echten Bauteile aussagt, deswegen gibt es die Schaltbilddarstellung, die trennt Bauteilausführung von Eigenschaften.


    Deswegen und weil Fritzing zu solche Darstellungen verführt bin ich ein Fritzing Gegner.


    Ich kann nur empfehlen dich mit Schaltsymbolen und den richtigen Bauteilbezeichnungen zu beschäftigen, das erleichtert den Umgang ungemein und hilft Fehler, Frust und abgerauchte Elektronik zu vermeiden.

    lasst die PIs & ESPs am Leben !
    Energiesparen:
    Das Gehirn kann in Standby gehen. Abschalten spart aber noch mehr Energie, was immer mehr nutzen. Dieter Nuhr
    (ich kann leider nicht schneller fahren, vor mir fährt ein GTi)

  • 1. Eine Photodiode hat eine Polarität, du zeigst einen Photowiderstand, das ist was anderes!
    2. Du zeigst eine Steckbrettdarstellung die nichts über die echten Bauteile aussagt, deswegen gibt es die Schaltbilddarstellung, die trennt Bauteilausführung von Eigenschaften.


    Deswegen und weil Fritzing zu solche Darstellungen verführt bin ich ein Fritzing Gegner.


    Ich kann nur empfehlen dich mit Schaltsymbolen und den richtigen Bauteilbezeichnungen zu beschäftigen, das erleichtert den Umgang ungemein und hilft Fehler, Frust und abgerauchte Elektronik zu vermeiden.


    Ja, verstehe ich - nervt sicher, wenn Anfänger Profiprogramme verwenden - und dann auch noch falsch.


    Ich liefere nach... Versuche gerade, wenigstens anzufangen zu verstehen, ob mir ein Operationsverstärker nützen könnte - ich glaub ich fahr mal zu Conrad und hoffe da auf einen wissenden Mitarbeiter zu treffen ;)


  • ob mir ein Operationsverstärker nützen könnte


    Ja, das könnte Funktionieren, wobei ein Vergleicher (comparator) auch passen dürfte.



    Ich weiß jetzt nicht, ob die Diode richtig rum drinnen ist, sollte aber etwa so aussehen.

  • meine Photodiode liefert in dem Betrieb, in dem ich sie mir vorstelle, 10-15mV, wenn Licht bei 650nm einfällt - wenn aber direkt oder über eine Spiegelung eine Lampe (in meinem Fall: Laser Pointer) drauf scheint, auch mal das hundertfache


    Glaub ich nicht. Eine Photodiode "liefert" maximal die Photospannung, die durch das Material vorgegeben wird. Und da ist bei Silizium bei 0.7V Schluss.


    Wenn da mehr als 1V rauskommen, hast Du entweder was anderes als eine Photodiode, oder Du misst Mist.


    Welcher Spannungsmesser? Welche Photodiode? Wie gemessen (in der Schaltung, oder nur die Diode)?


    Aussagekräftiger bei einer Photodiode ist der Photostrom, denn der ist direkt proportional zur einfallenden Lichtintensität. Deswegen misst man vorzugsweise den Strom und nicht die Spannung.


    Insofern ist Deine Schaltung ungewollt richtig, weil der Widerstand hier als Strom-Spannungswandler (Shuntwiderstand) wirkt, die Photodiode muss dabei zwingend in Sperrrichtung geschaltet sein (Katode nach Plus). Durch den Wert des Widerstandes stellst Du die Schaltschwelle ein. Da die GPIOs Schmitt-Trigger-Charakter haben, geht das in diesem Fall.


    Ich würde allerdings noch einen Schutzwiderstand zwischen den Punkt Photodiode - Shuntwiderstand und den GPIO schalten, etwa 10kohm, als Schutz für den GPIO.
    Automatisch zusammengefügt:[hr]

    Ich weiß jetzt nicht, ob die Diode richtig rum drinnen ist, sollte aber etwa so aussehen.


    Ähm nein, definitiv nicht.


  • Ähm nein, definitiv nicht.


    wieso?
    es gibt mehrere Arten Photodioden zu betreiben, als Spannungsquelle wäre die Polarität richtig, üblicherweise wohl vorgespannt mit einem R gegen + in Sperrrichtung.

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  • es gibt mehrere Arten Photodioden zu betreiben, als Spannungsquelle wäre die Polarität richtig


    Es gibt nur eine sinnvolle Anwendung für eine Photodiode als Spannungsquelle: Auf dem Dach als Solarzelle.


    Die Photospannung ist derart stark von der Last und der Temperatur abhängig und derart stark nichtlinear, dass man damit nichts "messen" kann. In der vorliegenden Schaltung mit Komparator würde zum Beispiel schon der Eingangsbiasstrom des OPV die Photospannung beeinflussen, und der ist wiederum selbst temperaturabhängig.


    üblicherweise wohl vorgespannt mit einem R gegen + in Sperrrichtung.


    Das kannst Du halten wie der Dachdecker: Mit R gegen Plus und PD an GND schaltet der Pin bei Dunkelheit auf high, mit R gegen GND und PD an Plus schaltet der Pin bei Lichteinfall auf high. Wichtig ist, dass die PD in Sperrrichtung geschaltet ist und der Sperrstrom = Photostrom einen Spannungsabfall über dem Widerstand erzeugt.

  • Ok, ich persönlich bleibe lieber bei Foto R auf Teiler R an ADC für meine Helligkeitsmessungen, reicht mir ja.

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  • Liebe Leute,


    danke für eure Antworten - aber einem hoffnungslosen Anfänger kann man keine richtigen Antworten geben, wenn seine Frage bereits auf falschen Annahmen beruht.


    Ich habe mir die sog. Photodiode aus einem anderen Gerät ausgebaut (hatte keine vorliegen und dachte mir, wieso nicht auf einen alten Laser Entfernungsmesser zurückgreifen, den ich eh nicht brauche).


    Auf die Fährte, dass da was nicht stimmen kann, hat mich dann Timm Thaler geschubst.


    Also, lange Rede, kurzer Sinn: Mehr, als ich, kann man gar nicht falsch machen. Durch weitere Messungen kam ich schnell drauf, dass es ein Phototransistor ist. Ach ja, und Emitter und Kollektor habe ich noch falsch herum verbunden.


    Es ist auf jeden Fall erstaunlich, dass alle Teile ihre Misshandlungen wohlwollend ignoriert haben und nun alles ganz wunderbar funktioniert.


    Ich find’s fast ein bisschen lustig, habe auf jeden Fall was gelernt - herzlichen Dank für euern Input.


    Viele Grüße
    Jonas

  • Sehr schön, Hinweis noch: Der Phototransistor ist stärker temperaturabhängig als eine Photodiode und der Photostrom ist nicht linear von der Lichtintensität abhängig. Aber das ist für Deine Aufgabe wahrscheinlich nicht so wichtig.


    Kaputt bekommt man die eigentlich nur durch zu hohe Spannung, aber da reden wir von 30 bis 50V, und mit der Linse gebündeltes Sonnenlicht sollte man auch nicht draufbrennen lassen. ;)


    Was soll das werden, ein Linienfolger?