Messen von Lichtpegeln mit einer Fotodiode und einem ADC

Ich versuche, eine Fotodiode zu verwenden, um Lichtpegel über einen ADC auf einem ATMega168 zu messen. Ich habe, dass der Mikrocontroller-Code ordnungsgemäß funktioniert (Werte an einem Pin messen und als LED-Helligkeit melden), aber ich habe Probleme, die Fotodiode dazu zu bringen, eine vom Lichtpegel abhängige Spannung zu melden.

Ich sehe, dass ich dies mit einem Operationsverstärker ( hier ) erreichen könnte, aber ich möchte dies möglichst ohne Operationsverstärker tun können. Ich habe eine 5-Volt-Quelle und möchte, dass die Fotodiode Werte zwischen 0 und 5 Volt ausspuckt. Gibt es eine schlaue Schaltung, die ich für diesen Zweck verwenden könnte, die keinen Verstärker benötigt? Ich stelle diese Frage, weil ich wissen möchte, wie man eine Fotodiode für diesen Zweck verwendet (ich möchte keinen LDR verwenden). Vielen Dank!

bearbeiten

Oh ja, hier ist das Datenblatt für die Fotodiode, die ich verwende.

Antworten (1)

Wichtiger Hinweis Dies ist eine IR-Diode: Daylight blocking filter matched with 870 nm to 950 nm emitters. IR-Fotodioden haben normalerweise ein undurchsichtiges schwarzes Gehäuse, während Fotodioden für sichtbares Licht in durchsichtigen Gehäusen sind. Sie könnten nach einer Fotodiode (ein Fototransistor ist noch empfindlicher) mit einer Augenempfindlichkeitskurve suchen. Ich erinnere mich, hier den SFH3410 von Osram verwendet zu haben.

Dann die gute Nachricht: Als Stromquelle fungiert eine Fotodiode oder ein Fototransistor, ein Vorwiderstand reicht also aus, um den Strom in eine Spannung umzuwandeln. In Ihrem Datenblatt ist die Grafik von Abbildung 3 diejenige, die Sie benötigen. Der Rückstrom variiert zwischen 1 uA und 100 μ A. Ein Vorwiderstand von 10 k wandelt dies in 10 mV - 1 V um. Sie könnten dies erhöhen, um eine höhere Spannung zu erhalten, Sie müssen mit Lichtpegeln und Widerstandswerten experimentieren, um einen vollen Bereich von 5 V zu erreichen. Denken Sie auch daran, dass die Eingangsimpedanz des ADC parallel zum Messwiderstand liegt, wodurch die Empfindlichkeit verringert wird.

Die folgenden Grafiken stammen aus dem Datenblatt des SFH3410. Wenn Sie bedenken, dass Sie eine benötigen v C E von mindestens 0,5 V (rechtes Diagramm), sind Sie auf 4,5 V Ausgang von einem 5-V-Netzteil beschränkt.

Alt-Text

Weiterführende Literatur:
Anwendungshinweis SFH3410

Dies ist der photoleitfähige Modus. Kann auch Photovoltaik verwenden, im Grunde Open-Circuit, was der Link des OP beschreibt. Photoleitfähig ist schneller, da die relativ große Vorwärtsspannung die injizierten Träger wegfegt, aber auch lauter.
Ich bin mir nicht sicher, ob das funktionieren würde. Diese Fotodioden sind sehr empfindlich, aber wenn Sie 100 uA haben, haben Sie viel Licht. Wie wäre es mit einem nA-Bereich, dann wäre es schwierig, etwas zu messen.
@Frank - Ich habe den SFH3410 zur Lichtmessung in Innenräumen verwendet. 10 Lux ist bereits ein sehr dunkler Raum, 1000 Lux ein sehr hell erleuchteter Raum. (Mondlicht: 1 Lux; direkte Sonneneinstrahlung an einem hellen Sommertag: 100 000 Lux.) Bei nA Reichweite würde man nicht nur wenig messen, sondern auch sehr wenig sehen :-)
@Frank - Übrigens habe ich den Sensor für ein PID-Steuerungssystem mit konstantem Licht verwendet, das zufällig über den vom Produktmanagement geforderten Bereich von 5 bis 1000 Lux perfekt funktionierte.
Messen von Lichtpegeln mit einer Fotodiode und einem ADC
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v