Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Mit Hilfe einer Fotodiode LED-Licht und Tageslichtmessen.


von Sebastian (Gast)


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Guten Tag,

ich bin gerade dabei eine Lichtmessung des Aquariums zu bauen.

LED-Daten:
Lichtstrom: ca. 410 Lumen
Farbtemperatur: ca. 8000 K
(http://www.led-aquariumbeleuchtung.de/modules/wsShop/article.php?article_id=371427&location_id=81&cat_id=87206)

Die Messung soll von außen an das Aquariumfenster geklebt werden und 
dann im Inneren den Lichtverlauf erfassen.

Es geht dabei nicht um den echten Lux Wert, sondern vielmehr um einen 
Linearen verlauf des Lichtes von "0 Lux" - "Zimmer Hell und LED-Leiste 
aus" - "Sonne scheint von aussen hinnein und die LED-Leisten sind an"

Im letzten Fall soll dann der Lichtsensor auf meinem Arduino Due als 
Sollwert dienen um die Lichtleiste herunter zu dimmen.


Anhand längere recherche hatte ich mich zunächst für den BPW21 in 
Verbindung mit dem OPV TLC272 entschieden. Nur wurde mir gesagt das dies 
im unteren Bereich nicht so linear arbeiten soll bzw. es eh schwierig 
sein soll LED-Licht + Sonnenlicht gleichzeitig zu messen.


Ich habe mit dem Digital-Multimeter MS8229 von Mastech Werte von 20Lux - 
200Lux am Boden des Aquariums gemessen. Wie genau dieses Messgerät ist 
sei mal dahingestellt...

von Udo S. (urschmitt)


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Wenn du nur 'soviel Licht' durch die Beleuchtung nachregeln willst wie 
dir an Tageslicht 'fehlt' dann ist es ziemlich egal ob der Sensor leicht 
unlinear ist. Da du einen Sollwert einstellst und solange nachregelst 
bis es stimmt. Also wird der Sensor immer an einer Stelle der Kennlinie 
betrieben.

Eine reine P Reglelung sollte dafür ausreichen. Wenn du es supergenau 
haben willst machst du noch einen kleinen I Anteil dazu.

von MaWin (Gast)


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> um einen Linearen verlauf des Lichtes

Na ja, von dusteren 0.1 Lux bis (zimmerraumhellen) 10000 lux
sind es 100dB, eine recht anspruchsvolle Aufgabe mit einer
Digitalisierung über 17 bit.

Um bloss einen Sollwert von 100 lux zu erreichen, braucht man
keinen grossen lienaren Bereich, sondern nur irgendeine
Spannung, Es tut also eien simple Wandlugn des Photodiodenstroms
in eine Spannung die der Arduino messen kann.

Beitrag "TIA auf Linearität Testen"

R1 wählst du entsprechend aus, damit bei deiner Helligkeit und deiner 
Photodiode vernünftige Messwerte am Arduino ankommen.

Echtes Messen der Helligkeit über den vollen Bereich von 01.lux bis 
100000 lux sollte man mit einem TSL230 oder ähnlichen Chip machen.

von Michael A. (Gast)


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MaWin schrieb:
> R1 wählst du entsprechend aus, damit bei deiner Helligkeit und deiner
> Photodiode vernünftige Messwerte am Arduino ankommen.

... und einen Kondensator würde man noch parallel zu R1 schalten, damit 
der µC das Geflackere vom Licht nicht mitbekommt.

von oszi40 (Gast)


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Michael A. schrieb:
> das Geflackere vom Licht nicht mitbekommt

1.Gegen Geflackere könnte auch einen Hysterese nützlich sein.

2.Die Spektrallinien Deiner LED-Lampen werden nicht unbedingt mit Deiner 
Meß-Diode und dem Licht was Pflanzen BRAUCHEN übereinstimmen. Deshalb 
würde ich statt "messen" lieber nach Bedarf dosieren schreiben

von MessBar (Gast)


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Fotowiderstand und einfach das Licht regeln: sobald es unter einen 
bestimmten Wert fällt, geht das Licht an und versucht einen bestimmten 
Helligkeitswert zu halten, bis die LEDs voll aufgedimmt sind. Kombiniert 
mit Zeitabschaltung nachts dürfte das gehen. Mach Dir einfach den 
Umstand zu Nutze, dass Sonnenlicht unendlich viel heller ist als jede 
LED.

von oszi40 (Gast)


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MessBar schrieb:
> Helligkeitswert zu halten, bis die LEDs voll aufgedimmt sind

Rein technisch wird es hell sein, bleibt nur die Frage ob diese Pflanzen 
genau dieses Licht möchten. 
http://www.pflanzen-ueberwintern.de/ueberwinterung-welche-pflanzen-ben%C3%B6tigen-welche-zusatzbeleuchtung-im-winter

von Wolfgang (Gast)


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oszi40 schrieb:
> Rein technisch wird es hell sein, bleibt nur die Frage ob diese Pflanzen
> genau dieses Licht möchten.

Die Pflanzen würde es vielleicht freuen, wenn man den Rotlichtanteil 
zwischen 650 und 700nm aufstockt. Da schwächeln weiße LEDs doch etwas 
(Engelmannscher Bakterienversuch)
http://de.wikipedia.org/wiki/Photosynthese#Absorption_von_Lichtenergie

von MessBar (Gast)


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Das Licht ist für Pflanzen völlig ok. Solange sie einen Blau und einen 
Rot-Anteil für die beiden Photosysteme haben, sind sie happy. Maximale 
Energieausbeute bekommt man daher auch nur mit der Kombi aus 450 nm und 
680/700 nm LEDs. Nur ist die Frage: braucht man das? Geht es um 
maximalen Ertrag oder eine Beleuchtung, bei der die Pflanzen auch gut 
aussehen?

von MessBar (Gast)


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von Wolfgang (Gast)


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MessBar schrieb:
> Maximale Energieausbeute bekommt man daher auch nur mit der Kombi aus
> 450 nm und 680/700 nm LEDs

Eben, der Fluoreszenzanteil der weißen LED wäre fürs Design, der 
Blau-Peak und die tiefrote LED für die Photosysteme.

von MessBar (Gast)


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Genau. Notfalls geht es aber auch gut nur mit dem Blau Peak der 8000K 
LED. Ein bisschen Rot ist auch bei der LED dabei.

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