Hallo zusammen, ich bin Elektronik-Anfänger. Ich möchte UV- Licht mit einer Fotodiode detektieren und habe folgende bestellt: http://www.conrad.de/ce/de/product/165185/UV-Fotodiode-SG01S-18-SGLux-SG01S-18-Empfindlichkeitsbereich-215-365-nm-Ausfuehrung-Metallgehaeuse-TO-18 Der Empfindlichkeitsbereich der Fotodiode liegt zwischen 215 und 365 nm Wellenlänge. Meine Lichtquelle liegt bei 365 nm Wellenlänge. Sie bewegt sich also im Grenzbereich der Wellenlänge von der Fotodiode. Meine Fragen wären: 1. Im Datenblatt ist angegeben, dass ich den Strom I max bei einer Wellenlänge von 300 nm mit 780 nA annehmen muss. Wie wäre der Strom I max bei einer Wellenlänge von 365 nm anzunehmen? 2. Im Datenblatt steht weiterhin, dass ich den Operationsverstärker OPA 336 benötige. Dieser ist allerdings als SMT-Bauteil ausgegeben. Jedoch möchte ich konventionelle Bauelemente mit dem OPV im herkömmlichen Lötverfahren verbinden. Gibt es einen solchen OPV alternativ zu diesem Bauteil? 3. In dem Schaltbild im Datenblatt ist angegeben, dass ich eine positive und eine negative Spannung anlegen soll. Kann ich dieses mit einer einzigen Spannungsquelle realisieren? Vielen Dank im Voraus Viele Grüße
Ja das geht alles. Du kannst einen Transimpedantwandler mit fast jedem OpAmp aufbauen, behaupte ich mal. Ich benutze gerade den TL072, den gibts auch 2 Stufig. Und je nachdem wierum du die Diode einbaust kommt eben eine positive oder negative Spannung am Ausgang heraus, also kannst du den auch einseitig betreiben. Probiers einfach aus, bei Fragen wieder melden, kriegen wir hin. Grüße
Max Rieger schrieb: > Gibt es einen solchen OPV alternativ zu diesem > Bauteil? Da gibt es einige, besonders musst du auf möglichst geringen Eingangsstrom (Bias) achten, du misst ja im nA-Bereich. Max Rieger schrieb: > Wie wäre der Strom I > max bei einer Wellenlänge von 365 nm anzunehmen? Ist da keine Empfindlichkeitskurve im Datenblatt? Daraus kannst du zumindest grob das Verhältnis des Stroms bei 365 und 300 nm entnehmen. Sofern die Empfindlichkeit bei 365 nm noch nicht auf Null abgefallen ist - dann hast du halt Pech. Gruss Reinhard
Hallo Max, Im Datenblatt steht, das die Empfindlichkeit bei 1/10 gegenüber 300nm ist. Damit bekommst du also 78nA bei 10mW/cm^2. http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/150000-174999/165185-da-01-en-UV_PHOTODIODE_SG01S.pdf Mehr Leistung wirst du in der Sonne nicht haben. Deshalb wirst du 10MOhm oder mehr als Transimpedanzwiderstand wählen. Als Verstärker kommen nur solche mit JFet-Eingang(OPA124) oder CMOS-Verstärker in Frage. Da Verstärker nie die Ausgangsspannung bis herunter zur negativen Versorgungsspannung können, brauchst du zumindest einen leichten Offset, wenn du keine negative Versorgungsspannung hast. Welche Versorgungsspannung hast du denn? Wenn du nur +5V hast, dann wirst du zu einem CMOS-Opamp greifen.
Vielen Dank an euch für die raschen Antworten, @ Helmut S. 1. Ich habe eine Spannungsquelle, bei der ich 5V annehmen würde. Wenn ich eine zweite Spannungsquelle organisieren könnte, wie kann ich die Spannung mit dem negativen Vorzeichen realisieren? 2. Wie kommst du auf die 1/10 bei der Berechnung mit der Wellenlänge und dem Strom? Ich konnte es im Datenblatt nicht so richtig nachvollziehen. 3. Ich hab OPV´s nur als SMD Modelle finden können. Gibt es auch welche für meinen Zweck, die nicht als SMD-Modelle ausgeführt sind? 4. Bei den Kondensatoren, die ich heraussuchen wollte, steht immer eine Nennspannung. Wie bekomme ich diese heraus? Indem ich U=I*R rechne [U=78nA*10MOhm]? Vielen Dank im Voraus Beste Grüße Max
Max Rieger schrieb: > 2. Wie kommst du auf die 1/10 bei der Berechnung mit der Wellenlänge und > dem Strom? Ich konnte es im Datenblatt nicht so richtig nachvollziehen. Kurve "Spectral Response" auf Seite 2. Genaugenommen liegt der Punkt für 1/10 bei 360 nm (kann man besonders in der logarithmischen Kurve gut erkennen). Allerdings sind das natürlich nur typische Werte, die einer gewissen Exemplarstreuung unterliegen.
Max Rieger schrieb: > 4. Bei den Kondensatoren, die ich heraussuchen wollte, steht immer eine > Nennspannung. Wie bekomme ich diese heraus? Indem ich U=I*R rechne > [U=78nA*10MOhm]? Die muss bloss grösser sein als alles was in deiner Schaltung vorkommt (vereinfacht gesagt). Mit 50V bist du da schon ganz auf der sicheren Seite, es schadet aber auch nicht, wenn der Kondensator bei kleinen Kapazitäten 100V oder mehr hat. Max Rieger schrieb: > 3. Ich hab OPV´s nur als SMD Modelle finden können. Gibt es auch welche > für meinen Zweck, die nicht als SMD-Modelle ausgeführt sind? Das ist meine Liste geeigneter OPVs:
1 | Typ Vers. Ibias Ioffset Voffest Lief. Preis |
2 | |
3 | TI LMC6001 +-5V 25fA 5fA 0,35mV |
4 | LFH356H +-18V 30pA 3pA 3mV |
5 | TI OPA128 +-15V 75fA 30fA 140µV |
6 | AD546 +-15V 200fA 90fA 1mV |
7 | AD515A +-15V 75fA 1mV |
8 | TI LMP7721 +5V! 3fA 26µV |
9 | BB OPA129 +-15V 100fA 2mV |
Die gibt es im Prinzip schon als DIL, aber nicht ab Lager bei den meisten Distributoren (und im Bastlerversand sowieso nicht). Aber den OPA129 hat z.B. Mouser als 8poliges TO-Gehäuse (Metall rund), das geht notfalls auch. Muttu einfach suchen. mex schrieb: > Du kannst einen Transimpedantwandler mit fast jedem OpAmp aufbauen, > behaupte ich mal. Na dann bau mal einen solchen mit 10 MOhm und einem 741. Gruss Reinhard PS also die Formatierung mit code hat schon mal besser ausgesehen!! Wasn da los?
Hallo zusammen, ich bedanke mich noch einmal für die vielen Antworten auf meine Fragen. Ich hätte nie gedacht, dass das alles so schnell geht. Ich würde für die Schaltung der Fotodiode: http://www.conrad.de/ce/de/product/165185/UV-Fotodiode-SG01S-18-SGLux-SG01S-18-Empfindlichkeitsbereich-215-365-nm-Ausfuehrung-Metallgehaeuse-TO-18 folgende Elemente bestellen: TI OPA128 +-15V 75fA 30fA 140µV Widerstand mit 10MOhm Keramik-Vielschicht-Kondensator Rastermaß 5.08 mm 4.7 nF 50 V ± 10 % Ich würde alles auf einer Steckplatine probieren, bevor ich es verbinde. Weiterhin würde ich zwei Spannungsquellen organisieren, sodass ich eine Spannung mit positivem und eine Spannung mit negativem Vorzeichen realisieren kann. Die Spannung mit dem negativen Vorzeichen realisiere ich so, dass ich die Pole an der Spannungsquelle vertausche. Bitte schaut nochmal durch und gebt mir ein Feedback, ob ich die Schaltung so durchführen kann. Vielen Dank schonmal. Beste Grüße Max
Aus Erfahrung kann ich sagen, dass der Aufbau auf der Steckplatine nicht funktionieren wird wenn das nicht geschrimt wird. Ohne Schirmung wird das ganz sicher schwingen. Also auf jeden Fall für ausreichend Schutz sorgen.
Max Rieger schrieb: > folgende Elemente bestellen: > > TI OPA128 +-15V 75fA 30fA 140µV Hast du dir mal den Preis dafür angeschaut? Ein AD549 hat ähnlich gute Werte und kostet nur halb so viel. Die beste Variante kostet aber immer noch über 30€. Meiner Meinung nach ist das aber trotzdem mit Kanonen auf Spatzen schießen. Eine so gute Performance ist überhaupt nicht nötig. Selbst das Datenblatt empfiehlt "nur" einen OPV mit pA Input Bias Current. Davon gibt es mittlerweile so viele auf dem Markt, das man eher die Qual der Wahl hat. Max Rieger schrieb: > Ich würde alles auf einer Steckplatine probieren, bevor ich es verbinde. Das ist keine gute Idee - die Ströme sind recht klein. Da fängt man sich nur Störungen ein. Da braucht man schon eine vernünftige Platine mit Schirmung und Guardringen, wenn es einigermaßen gut werden soll. Oder man verwendet Freiluftverdrahtung, wie im Datenblatt des LMC6001 gezeigt. LG Christian
@ Christian L. (cyan) >> TI OPA128 +-15V 75fA 30fA 140µV Jaja. >Hast du dir mal den Preis dafür angeschaut? Ein AD549 hat ähnlich gute >Werte und kostet nur halb so viel. Die beste Variante kostet aber immer >noch über 30€. Meiner Meinung nach ist das aber trotzdem mit Kanonen auf >Spatzen schießen. Aber sicher! Das ist eine Breitseite der Bismarck! Hier im Forumbraucht es schon mal eien 10A MOSFET, um ne 20mA LED zu dimmen. Sicher ist sicher! > Eine so gute Performance ist überhaupt nicht nötig. >Selbst das Datenblatt empfiehlt "nur" einen OPV mit pA Input Bias >Current. Davon gibt es mittlerweile so viele auf dem Markt, das man eher >die Qual der Wahl hat. Jo.
Falk Brunner schrieb: > Aber sicher! Das ist eine Breitseite der Bismarck! Den hat er aus meiner Liste geeigneter Opamps, aber ich baue damit auch Detektoren, die bei Neumondnacht noch Sternenlicht erfassen können. Was man braucht, ist nicht so trivial festzustellen, man muss den Einfluss von Dunkelstrom, Offsetspannung und Offsetstrom auf das Ergebnis berechnen und zum erwarteten Messwert in Beziehung setzen. Das kann nur der TO selber, und es hilft ihm bestimmt nicht, wenn du dich mit der gewohnten Überheblichkeit über ihn lustig machst. Du könntest zur Abwechslung ja auch mal konstruktiv sein und einen geeigneten OpAmp vorschlagen. Gruss Reinhard PS und so einfach wie hier behauptet dass man einfach jeden Opamp nehmen kann ist es ganz sicher nicht.
Reinhard Kern schrieb: > PS und so einfach wie hier behauptet dass man einfach jeden Opamp nehmen > kann ist es ganz sicher nicht. Das seh ich genauso. Ein AD820 wäre aber wahrscheinlich ein Alternative, die funktioniert ;)
Reinhard Kern schrieb: > PS und so einfach wie hier behauptet dass man einfach jeden Opamp nehmen > kann ist es ganz sicher nicht. Niemand außer mex hat das behauptet. Aber einen OPV mit ein- oder zweistelligen pA Eingangsströmen zu finden ist heute nicht mehr so schwer. 1pA Input Bias Current führen zu einem Offset von lediglich 10µV. Bezogen auf den angestrebten Vollausschlag von 0,78V sind das lediglich 12,8ppm Fehler. fA OPVs sind also garnicht nötig, zumindest hat der TO keine besonderen Vorgaben gemacht, die einen so guten OPV rechtfertigen würde. Alleine schon der Aufbau wird dafür sorgen, dass er nicht mal ansatzweise die Performance des OPVs ausreizen kann. LG Christian
Max Rieger schrieb: > Meine Lichtquelle liegt bei 365 nm Wellenlänge. Max Rieger schrieb: > TI OPA128 +-15V 75fA 30fA 140µV Warum willst du so einen Aufwand beim Verstärker treiben, nur um die Schwächen des Detektor bei 365 nm auszubügeln. 10% der Peakempfindlichkeit auf der Nutzwellenlänge ist nun wirklich nicht der Bringer. Ein Argument könnte allenfalls sein, dass du die gute Störlichtunterdrückung ab 400nm für deine Anwendung brauchst - aber davon schreibst du nichts.
Hallo Leute, Vielen Dank noch einmal für die zahlreichen Kommentare. Wie im ersten Beitrag erwähnt, bin ich Elektronik-Anfänger und kann vieles noch nicht abschätzen, was ausreichend ist und was nicht. Euren Kommentaren entnehme ich, dass dieser neue Versuchsaufbau geeigneter ist: Für diese Fotodiode: http://www.conrad.de/ce/de/product/165185/UV-Fotodiode-SG01S-18-SGLux-SG01S-18-Empfindlichkeitsbereich-215-365-nm-Ausfuehrung-Metallgehaeuse-TO-18 eignen sich folgende Elemente: -Operationsverstärker AD 820 AR http://www.reichelt.de/ICs-AD-420-AD-847/AD-820-AR/3/index.html?;ACTION=3;LA=446;ARTICLE=107951;GROUPID=5456;artnr=AD+820+AR -Keramik-Vielschicht-Kondensator Rastermaß 5.08 mm 4.7 nF 50 V ± 10 % http://www.conrad.de/ce/de/product/453307/Keramik-Vielschicht-Kondensator-Rastermass-508-mm-47-nF-50-V-10- -Widerstand mit 10 MOhm Die Fotodiode soll mit folgender Lichtquelle bestrahlt werden: http://www.conrad.de/ce/de/product/449120/Plus-Lamp-UV-Roehre-Eco-Energiesparlampe-20-W-E27-TVX20-ECO-20-W-Energiesparlampe Außerdem entnehme ich den Diskussionen, dass ein Versuchsaufbau auf einem Breedboard ungeeignet ist. Leider habe ich keine Ahnung wie man mit den SMD-Elementen umgeht. Erschwerend kommt hinzu, dass ich keine professionellen Geräte, wie z. B. eine Leiterplattenbestückung, ein Schwalllötgerät, etc. habe. Wie kann ich den Versuchsaufbau Hobby-Bastler-mäßig hinbekommen. Vielen Dank schonmal. Beste Grüße Max
Max Rieger schrieb: > Wie kann ich den Versuchsaufbau Hobby-Bastler-mäßig hinbekommen. Lochrasterplatine ;)
Max Rieger schrieb: > Leider habe ich keine Ahnung wie man mit den SMD-Elementen umgeht. > Erschwerend kommt hinzu, dass ich keine professionellen Geräte, wie z. > B. eine Leiterplattenbestückung, ein Schwalllötgerät, etc. habe. Naja, für bisschen SMD-Hühnerfutter braucht man kein Schwallötgerät, ein temperaturgeregelter Lötkolben mit einer (nicht zu) dünnen Spitze tut's allemal. > Wie kann ich den Versuchsaufbau Hobby-Bastler-mäßig hinbekommen. Auch vor 30 Jahren haben Hobbybastler schon Platinen selbst gebaut, und mittlerweile sind wir in der komfortablen Situation, dass man sie für vergleichsweise wenig Geld alternativ auch anfertigen lassen kann. Damit sind auch ein paar SMD-Bauteile dann wirklich kein Problem mehr. Man muss ja nicht gleich mit Bauteilen anfangen, die es nur mit einem 0,5-mm-Anschlussraster und von der Unterseite zu verlötenden Pads gibt. ;) Du solltest nach dem Löten so gut wie möglich alle Flussmittelreste entfernen. Das Zeug sammelt sonst schnell mal etwas Feuchtigkeit ein, und wirkt als hochohmiger (und sehr stark schwankender) Widerstand.
Vielen Dank für die Hinweise, ich habe jetzt: -den Operationsverstärker AD 820 AR http://www.reichelt.de/ICs-AD-420-AD-847/AD-820-AR/3/index.html?;ACTION=3;LA=446;ARTICLE=107951;GROUPID=5456;artnr=AD+820+AR -den Keramik-Vielschicht-Kondensator Rastermaß 5.08 mm 4.7 nF 50 V ± 10 % -den Widerstand mit 10 MOhm bestellt. Ich werde die Elemente auf einer Lochrasterplatine verbinden. Aus euren Hinweisen konnte ich entnehmen, dass die zu lötenden Komponenten gut abgeschirmt werden müssen. Wie kann ich eine ideale Abschirmung realisieren? Vielen Dank schonmal. Beste Grüße Max
Angehängte Dateien:
-
Fotodiode.GIF
7,8 KB
Max Rieger schrieb: > Wie kann ich eine ideale Abschirmung > realisieren? in dem du die platine in ner weiblechkiste versenkst. keksdose..... hab hier noch ne schaltung die aus einem belichtungsgerät für farbfilm stammt. die schaltung wird mit +-15v versogt. ist schon n bissl her als ich die gebaut habe. das gerät diente dem ausmessen der farbanteile im bild. als fd wurde ne bpw21 verwendet. ne bpw20 sollte auch gehen. eventuell hilft dir das ja.
Max Rieger schrieb: > Wie kann ich eine ideale Abschirmung > realisieren? Idealerweise besteht die Schirmung aus einem leitenden magnetischen Material. Auf die Weise kann man kapazitive und induktive Kopplungen verringern. Gut dafür geeignet ist Weißblech. Solche Gehäuse kriegt man bei den Elektroniklieferanten zu kaufen. z.B.: http://www.reichelt.de/Teko-Stahlblech-Gehaeuse/2/index.html?&ACTION=2&LA=2&GROUPID=5202 Alternativ kannst du aber auch Pulmolldosen, Bonbondosen oder Keksdosen nehmen. Ich glaube auch, dass alle (?) Konservendosen geeignet sind. Auch Jim Williams griff gerne zur Keksdose. Siehe Seite 6 Figure A1A: http://cds.linear.com/docs/en/application-note/an124f.pdf Falls du keine passende Größe findest kannst du das Blech mit einer (alten) Schere zurecht schneiden und dann verlöten. LG Christian
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