Fotodioden was wird denn da gemmessen?

Hallo miteinander,

ich bin gerade dabei mir das Thema Fotodioden anzuschauen, jedoch habe ich das was nicht so ganz verstanden, was messe ich an dem Teil denn?

Ich habe leider keine hier, … denn ich wies ja nicht was ich für eine benötige, aus dem grund möchte ich mich darüber informieren.

wenn ich eine Fotodiode an den Arduino anschließe ist mir noch nicht klar was ich denn da dann messe,
messe ich da eine Spannung (V) einen Stromstärke (A) oder messe ich da einen Widerstand (Ohm)

ich dachte die ganze zeit das ich einen Spannung messe (V)

dann habe ich aber das << Hier >> gesehen, und jetzt bin ich verwirrt :relaxed:.

denn da steht was davon das sich die Stromstärke bei Licht verändert in µA Bereich.

Was wie wo, … ich kapiere es nicht mehr, …

Könnte mir da jemand etwas Licht ins Dunkle bringen?

das ist das was ich mir überlegt habe zu machen:

über eine Fotodiod die am Arduino angeschlossen ist und an einem Okularabdeckung meiner Kamera befestigt ist, erkennen wenn ein Wetter Blitz den Himmel erleuchtet, und bei einem Bestimmen Schwellenwert die Kamera dann auslöst.

leider habe ich erfahren das scheinbar das auslesen des Analogen Pins zu lange braucht das das wirklich sind macht, … aus dem Grund dachte ich den Spaß gebe ich mir dennoch auch wenn es mal wider in die Hose geht, damit etwas herum zu spielen.

Des weiteren wäre das auch eine Gute Apertur um die Helligkeit von Blitzen zu vergleichen. Also Kamera Blitze meine ich.

Dazu könnte man mit dem Aufbau dann auch die Blitzdauer bestimmen. jedoch habe ich vor ein Blitz zu Prüfen der eine Blitzdauer von ca. 40 µs hat bin gespannt ob das überhaupt geht.

eine Fotodiode ist ja schneller als ein Fototransistor daher habe ich mich für die Fotodiode entscheiden.

Doch da ich nicht wies was ich da messe, … ist das etwas doof,… wenn ich wie ich vermutet Spannung (V) messe könnte ich die Diode über ein Poti simulieren :slight_smile:
und schauen ob ich in der Lage bin einen Code zu erstellen der mit den Register Sachen Arbeitet das ich nicht unnötige Sachen habe im Code die da nicht benötigt werden.

gruß Mücke

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Bildschirmfoto 2015-02-10 um 14.05.00.png

wenn ich eine Fotodiode an den Arduino anschließe ist mir noch nicht klar was ich denn da dann messe,
messe ich da eine Spannung (V) einen Stromstärke (A) oder messe ich da einen Widerstand (Ohm)

ich dachte die ganze zeit das ich einen Spannung messe (V)

Dein kleiner Arduino kann nur Spannungen messen.
Also wird der Strom über einen Shunt geschickt und du misst die Spannung am Shunt.

OK, muss ich den "Shunt" dann selber noch mit in meine Schaltung aufnehmen? oder hat das Arduino so ein teil schon verbaut?

ein "Shunt" ist ein sehr Preiserz widerstand?

In deinem Schaltplan ist ein 100K Shunt eingezeichnet.
:slight_smile: Befrage doch mal Wikipedia zu Shunt, dann muss ich dir das nicht vorlesen :slight_smile:

Ach so, ...

ich habe das als normalen Widerstand gedacht, muss das ein Extra Präziser Widerstand sein.

also Wenig % Toleranz?

Oder ist reicht da ein ganz normaler Metallschichtwiderstand 100 K-Ohm

bin ich dann mit meiner Annahme richtig gegangen das ich die Fotodiode durch ein Poti ersetzen kann?
um den Code zu schreiben und auszuprobieren?

Wikipedia, habe ich mir durchgelesen, ich komme da nicht ganz mit, da steht das das ein Kleiner Widerstand sein soll, ich dachte das ich den Hoch Sätze denn dann bekomme ich keine Fehlströme vom die ich vielleicht messe.

Doch jetzt muss ich dann erst mal raus finden welchen innen widerstand die Diode hat damit ich den gesamten Strom (A) berechnen kann mit den 100K nicht das ich das Bord überbelaste, ...

man ist das aufwendig für so ein kleines teil. ....

In der Regel misst man über den Shunt hohe Ströme, dann muss der Shunt einen niedrigen Widerstand haben.
Du willst aber kleine Ströme messen, dann musst du den Shunt so anpassen, dass du einen brauchbaren Messbereich bekommst. Die 100K scheinen mir für erste Experimente angemessen zu sein.

Wie willst du mit 100K das Board überlasten?
Lustige Idee!

Ein Metallfilmwiderstand dürfte mit seinen 1% genau genug sein. Die Diode dürfte an die 10% Toleranz haben.

Shunt ist meiner Meinung nach eine der am wenigsten passenden Bezeichnungen. :o Shunts sind serh präzise Messwiderstände, die sehr niederohmig ausgelegt sind und somit nur wenig Einfluss (durch Spannungsabfall am Shunt) auf den eigentlichen Verbraucher hat. Mit 100k ist man um mehrere Zehnerpotenzen von "niederohmig" entfernt...

Angenommen ich habe GND – 100K Ohm — 5V dann

wäre die Rechnung:
I = U/R
I = 5V / 100.000 Ω (entspricht 100 KΩ)
I = 0,00005 A
I = 0,05 mA

Ok da bin ich dann lange weit weg von den maximal 20mA pro Ausgang :slight_smile:

Jetzt muss ich das noch ausrechnen für die Fotodiode

und dann muss ich nach eine Fotodiode schauen die am Besten bis Maximal 5V arbeitet?
damit ich Ihr komplettes Potenzial ausnutzen kann?

Oder nach welchen werten muss ich da denn schauen?

Wie willst du mit 100K das Board überlasten?
Lustige Idee!

Ja ja, mach dich nur Lustig über mich.
ich bin noch dabei zu Lernen auch wenn das bei mir sehr Langsam nur voran geht, …
wie ich in der Rechnung oben festgestellt habe habe ich noch ein wenig Luft :grin: nach oben.

Jetzt muss ich nur noch die Richtigen werte für die Fotodiode herausfinden. damit ich wies was ich denn überhaupt da messe, und das ich sie dann mit einem Poti ersetzen kann.

um mit dem Code zu Probeiren, hoffe das ich da ein 5k Poti für nehmen kann, …

sth77:
Shunt ist meiner Meinung nach eine der am wenigsten passenden Bezeichnungen. :o Shunts sind serh präzise Messwiderstände, die sehr niederohmig ausgelegt sind und somit nur wenig Einfluss (durch Spannungsabfall am Shunt) auf den eigentlichen Verbraucher hat. Mit 100k ist man um mehrere Zehnerpotenzen von "niederohmig" entfernt...

was ist das dann?

ich dachte wie bei einem Taster der "Pull-Down-Widerstand"
war nur eine Überlegung bisher, mich hat es gewundert das die Zeichnung überhaupt stimmt.

sth77:
Shunt ist meiner Meinung nach eine der am wenigsten passenden Bezeichnungen. :o Shunts sind serh präzise Messwiderstände, die sehr niederohmig ausgelegt sind und somit nur wenig Einfluss (durch Spannungsabfall am Shunt) auf den eigentlichen Verbraucher hat. Mit 100k ist man um mehrere Zehnerpotenzen von "niederohmig" entfernt...

Wahrscheinlich kann man da bestens Glaubenskriege ausfechten.
z.B.: Ein Dackel ist kein Hund!

Niederohmig ist relativ.
Natürlich hat ein 200A Shunt ganz andere Dimensionen als ein Shunt für 0,00004A
Das ändert aber nichts am Prinzip.

Aber von mir aus, nenne es Messwiderstand.
Oder Teil eines Spannungsteilers.
Oder wie auch immer.... kommt alles aufs gleiche raus....

Mir ist es recht egal wie das teil sich nennt :slight_smile: für mich ist das ein Widerstand aus dem Schrank :slight_smile: denn ich wo einlösten kann :grin:

auf welche Daten muss man bei der Fotodiode denn achten? und muss ich das auch was berechnen bzw. was muss ich da berechnen?

Aber das ist doch klar......

Photostrom und Shunt(Messwiderstand) müssen eine Spannung erzeugen/anbieten, welche gut in deinem Messbereich liegt.

Dazu solltest du dir klar werden, "wie viel" Licht du messen willst, Datenblätter wälzen und den Taschenrechner bedienen.

Fotodiode: SFH 203 P
von Reichelt

Sperrspannung: 50 V
Verlustleistung: 100 mW
Fotostrom: 9.5 (≥ 5) µA
Dunkelstrom VR = 20 V: 1 (≤ 10) nA
Leerlaufspannung: 350 (≥ 300) mV
Kurzschlußstrom: 9.3 µA
Durchlaßspannung: 1,3 V

Datenblätter wälzen und den Taschenrechner bedienen.

wie du schon mit dem 100K Ω bemerkt hast ist das für mich nichts was ich Täglich mache, und ich
kann die Daten die ich da Lese noch nicht richtig Filtern.

EDIT: Link Korrigiert.

combie:
Aber das ist doch klar......

... mir noch nicht so ganz ....

combie:
Photostrom und Shunt(Messwiderstand) müssen eine Spannung erzeugen/anbieten, welche gut in deinem Messbereich liegt.

Ok, der Fotostrom liegt bei 9.5 (≥ 5) µA
was auch immer das bedeuten mag.

bei Lichteinfall (Hellster Punkt) macht die Fotodiode 9,5µA Stromverbrauch daraus kann ich dann den Widerstand berechne.

mit dem Widerstand kann ich dann den gesamt Widerstand berechnen, damit kann ich dann wiederum die gesamte abfallende Spannung (V) berechnen, also Bekomme ich werte zwischen dem was alles Abfällt und 5V dann am Arduino Pin zum Messen?

Datenblatt Seite 4. Bild in der Mitte "photo current open-circuit voltage".

Das ist der Fotostrom in Abhängigkeit von der Beleuchtungsstärke

Das Koordinatensystem ist doppelt logarithmisch, d.h. der Strich nach 10^1 (=10) ist 20, der nächste 30, etc.

Was bei der Diode gut ist, ist die farbliche Empfindlichkeit. Die geht auch noch bei blauem Licht einigermaßen gut.
Da war ich erst im Diagramm verrutscht. Die P ist gut. Die PFA macht nur rot/IR

mit dem Widerstand kann ich dann den gesamt Widerstand berechnen, damit kann ich dann wiederum die gesamte abfallende Spannung (V) berechnen, also Bekomme ich werte zwischen dem was alles Abfällt und 5V dann am Arduino Pin zum Messen?

Wie du da ran gehst .... wie ich ..... oder die anderen....
Da hat bestimmt jeder seinen T(r)ick auf Lager....

Wie ich das erste Experiment angehen würde:

Bemessen:
Du sagst: 9,5µA, bei maximalem Lichteinfall....
Du hast einen Mega256 mit Referenzspannungen 1,1V 2,56V und 5V

R=U/I = 1,1/(9,5*10^-6) = 116k // soviel Ohm sollte dein Messwiderstand haben, besser etwas weniger, z.B. 100K
Das kannste nochmal für 2,56 und 5 V durchrechnen.
Ich würde vermutlich nicht 5V als Referenz wählen.

Die 9µA sind für 100 lux

Muecke:
Angenommen ich habe GND -- 100K Ohm --- 5V dann

wäre die Rechnung:
I = U/R
I = 5V / 100.000 Ω (entspricht 100 KΩ)
I = 0,00005 A
I = 0,05 mA

Ok da bin ich dann lange weit weg von den maximal 20mA pro Ausgang :slight_smile:

...

Verwechsle nicht den Strom der durch den Widerstand von +5V auf Masse fließt mit dem Strom den ein AUSGANG des Arduino's geben kann. Das sind 2 total verschiedene Sachen.

Eine Fotodiode ist

  1. ein Solarzelle
  2. eine Diode die in Sperrichtung einen Sperrstrom hat der Proportinal zur Lichtmenge ist.

Ich würde immer die Fotodiode mit einem Operationsverstärker auswerten. Wenn Du dann schnelle Schaltzeiten willst, dann definiere mittels eines Komparators die Schaltschwelle und gib den Ausgang auf einen Interrupt von Arduino. Schneller gehts nicht.

Blitze (atmosphärische Entladungen mit Donner) kannst Du auch mittels dem AS3935 detektieren:
http://www.rs-online.com/designspark/electronics/blog/detecting-lightning-with-an-arduino oder AS3935 Lightning Sensor Board from TAUTIC ELECTRONICS LLC on Tindie

Grüße Uwe

Also das Diagramm habe ich gefunden, ich wies auch was “µA” und “mV” sein soll, doch was ist unten für eine Einheit? “Ev”??
ist das die Lichtstärke dann?

@combie: Öm ja, was auch immer du da sagst, … keine Ahnung, (dir Grünen Männchen sind auf der Rückseite vom Mond, wenn du die Suchst)

Ne Spaß bei Seite, habe ich nicht verstanden.

mit meiner Schaltung mache ich jetzt folgendes.

ich messe den Abfallenden Strom am Widerstand?
wie auf dem Bild? nur das das Voltmeter durch das Arduino ersetzt wird.

da sich hier die Spannung (V) nicht verändert muss ich ein Poti zwischen 5V+ und der Abnahme Stelle des Arduino`s machen?

Ein Poti reagiert nur nicht auf Heiligkeit, das ist Doof, … daher nehme ich die Fotodioden?
die passt Ihre Stromstärke (A) der Helligkeit an.

Wenn es Dunkel ist (Dunkelstrom) “≤ 10 nA”
und um so Heller es wird (pro 100 lux) erhört sich der Strom (A) um 9,5µA Linear, wenn es ganz Hell ist, ist das Maximum bei (das ist jetzt im Diagramm zu ersehen) ca. 40µA.

demnach kann ich dann ca. 400 lux messen.

Da die Diode immer einen Definierten Stromverbrauch (µA) hat und immer eine Durchlaßspannung von 1,3V hat verändert sich also der Widerstand der Fotodioden, … wodurch ich immer eine andere Spannung messen kann wie wenn ich an einem Poti Drehen würde?

so ich hoffe das war richtig was ich gesagt habe.
habe zwar noch keinen Plan wie ich das Mathematisch Umsätze doch da komme ich auch noch drauf.

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