Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Helligkeit messen


von Owen S. (senmeis)


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Hi,

man soll die Helligkeit im Freiraum rund um die Uhr mit dem AVR messen. 
Die Versorgung beträgt 3,3V. Es gibt Photowiderstand, Photodiode und 
Phototransistor. Welche Arte ist geeignet für diese Aufgabe?

Ciao
Owen

von Carsten W. (Gast)


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Photowiderstand einfach, aber ungenau
Photodiode nichtsoeinfach, aber genau

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Owen Senmeis schrieb:
> man soll die Helligkeit im Freiraum rund um die Uhr mit dem AVR messen.
Wofür?

von Carsten W. (Gast)


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>Wofür?
Da gibt es doch bestimmt viele Gründe.
Ein Beispiel:
http://www.sebulli.com/ldrgps/index.html

von Reinhard Kern (Gast)


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Hallo,

nur Photodioden liefern ein zum auffallenden Licht lineares Signal.

Gruss Reinhard

von Dimpflmoser (Gast)


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Moin,

Wie schon gesagt, Photodiode oder kleine Solarzelle und das ganze mit 
einem OPV verstärken.

Dazu wir die hier:
http://www.mikrocontroller.net/articles/Operationsverst%C3%A4rker-Grundschaltungen

unter:
"Grundbeschaltung mit Berechung a) invertierter Verstärker"
verwendete Schaltung verwendet.
Bei einer 0,5V Solarzelle mit 10mA Strom wird + mit GND verbunden, - mit 
R3.
R3: 1ohm
R4: 500ohm(evtl als Poti zum einstellen der Verstärkung)

Am Ausgang bekommst du dann eine Spannung 0-5V die proportional zur 
Lichteinstrahlung ist. Damit kannste den AD Wandler des Atmega füttern.
Analog mit der Photodiode, wobei da R4 größer sein muss, weil der Strom 
viel kleiner ist.
Als OPV kannst du z.B. einen LM324 oder ähnliches nehmen.

Gruß Dimpflmoser

von Timm T. (Gast)


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Photowiderstände können aber in einer Spannungsteilerschaltung auf 
einfache Weise einen größeren Messbereich abdecken, da logarithmische 
Kennlinie.

Phototransistoren sind nicht geeignet, da der Photostrom nicht linear 
und ausserdem temperaturabhängig ist.

Dimpflmoser schrieb:
> und das ganze mit
> einem OPV verstärken.

Muss nicht. Wenn der Photostrom nicht zu klein ist, reicht eine 
Spannungsteilerschaltung mit PD in Sperrrichtung als Stromquelle und 
einem Messwiderstand gegen Masse. Also

+5V - PD - AVR ADin - Rmess - GND

Der Spannungsabfall an Rmess ist proportional zum Photostrom. Hat halt 
nur einen kleinen Dynamikbereich, aber Näheres dazu sagt die Hausaufgabe 
ja nicht.

von Andrew T. (marsufant)


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Timm Thaler schrieb:
> Phototransistoren sind nicht geeignet, da der Photostrom nicht linear
>
> und ausserdem temperaturabhängig ist.

Jedoch: Diese Temperaturabhängigkeit hat der Strom bei Photodioden und 
-elemente ("Solarzellen") auch. Ebenso bei Fotowiderständen.

Fazit: Man kommt um eine Tempraturmessung bzw. Temperaturstablisierung 
(z.B. beheiztes Fotolement) nicht drumrum, wenn es es auch nur 
eingiermaßen genau sein soll.

Dann wird es letzlich nahezu gleich ob man Fototransistoren, -elemente 
oder -dioden benutzt.

Nur Fotowiderstände sind als einziges nicht sinnvoll für eine genaue 
Messung. Denn die FW taugen von der Qualität nur für Dämmerungsschalter.

von RS4B5 (Gast)


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Es gibt von AVAGO Umgebungslichtsensoren

APDS-9002 z.B.

von Owen S. (senmeis)


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Ich habe aus Wikipedia mitbekommen, die Helligkeit in der Außenluft kann 
bis zu 100,000 Lux betragen. Können Photowiderstände einen so großen 
Dynamikbereich messen? Das Einsatzgebiet ist Landwirtschaft. Man braucht 
diese Helligkeit um Beleuchtungen anzusteuern.

Ciao
Owen

von Andrew T. (marsufant)


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Du denkst in die verkehrte Richtung.

Es geht nicht darum das die Sensoren den gesamten Bereich zwischen 
Mondlicht bewölkt 0,01 Lux hin zu blauer Himmel maximal Sonne 100kLux 
abkönnen.

Sondern das Du Dir Gedanken machst, wann das Licht im Schweinestall 
angeschaltet werden soll.
Oder das Gewächshaus abgedunkelt.

Letzlich kommt häufig ein Bereich, meist  20....5000 Lux raus .
Den muß Dein Sensor abbilden können, dass ist der relevante Punkt.

consider this!

von Michael S. (Gast)


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Hallo,

es von TAOS Sensoren, die die Beleuchtungsstärke in "Frequenz" umsetzen 
(Stichwort "Light to Frequency").
Die Typen TSL230 und TSL235 würde ich in die Auswahl nehmen.

Der TSL230 hat mehrere Messbereiche und kann tatsächlich bis 100.000 Lux 
messen (wobei die spektrale Empfinglichkeit im infraroten Bereich stark 
ausgeprägt ist).

In der Codesammlung gibt es ein Beispiel in C.

Der TSL235 ist die einfacherer Ausführung - er hat nur einen 
Messbereich.

Michael S.

von Gerhard G. (xmega)


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Hallo,

Owen Senmeis schrieb:
> Welche Arte ist geeignet für diese Aufgabe?


du suchst doch sowas:  TSL2561

http://www.basteln-mit-avr.de/atxmega32a4.html#luxmeter

Software kann für jeden Fall angepasst werden.
Du kannst für 500 oder 5000 Lux die Ein- und Ausschaltschwelle wählen.

TSL2561 ist leider nur in SMD zu haben.


Gruß xmega

von Harald W. (wilhelms)


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Owen Senmeis schrieb:
> Ich habe aus Wikipedia mitbekommen, die Helligkeit in der Außenluft kann
> bis zu 100,000 Lux betragen. Können Photowiderstände einen so großen
> Dynamikbereich messen? Das Einsatzgebiet ist Landwirtschaft. Man braucht
> diese Helligkeit um Beleuchtungen anzusteuern.

Also doch nur ein Dämmerungsschalter? Da reicht ein Fotowiderstand,
weil er die einfachste und billigste Lösung bietet. Wenn Du aller-
dings wirklich die Helligkeit der Beleuchtung in Abhängigkeit von der
Aussenhelligkeit steuern willst, müsstest Du wohl schon auf einen der
in diesem Thread beschriebenen deutlich teureren Sensoren übergehen.
Gruss
Harald

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