Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Fotowiderstand im LED-Gehäuse 5mm oder 3mm


von Christian W. (christian_w)


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Hallo zusammen, ich suche für ein Projekt einen Fotowiderstand (keine 
Fotodiode) in einem 3mm- oder 5mm-LED-Gehäuse. Der Grund ist, dass sich 
der Fotowiderstand optisch perfekt in die Gehäusefront integrieren 
sollte, unterhalb von LED-Anzeigen soll also noch ein Fotowiderstand 
Platz finden und sich optisch von denen kaum unterscheiden. Gibt's 
sowas?

: Verschoben durch User
von Lukas T. (tapy)


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Fotowiderstände sind insgesamt nicht mehr so beliebt, weil nicht 
RoHS-konform.
Die Diodenform mit klarem Gehäuse ist aufgekommen, als die 
Fotowiderstände schon am sich begraben waren (Die Form ist auch schlecht 
für die Üblichen Anwendungen).

Fazit: Irgendwie auf Fototransistor umsteigen oder eine LED umbasteln.

von Andrew T. (marsufant)


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von John D. (Gast)


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Meines Wissens nach gibt es das nicht - nur LDR in TO-Gehäusen. Du wirst 
also basteln müssen ("Projekt" deutet nicht auf extreme Stückzahlen 
hin): LED-Kappe absägen und auf LDR kleben.

von Walter T. (nicolas)


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Oder eine LED als Helligkeitsdetektor nutzen. Du hast ja Deinen 
Anwendungsfall nicht beschrieben.

: Bearbeitet durch User
von M.N. (Gast)


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Ja, also LDRs sind ja wegen Cadmium "böse".

Aber was soll so toll daran sein, wenn schon mitte der 90-er Jahre 
absolute Massen- und Low-Cost-Produkte wie Baustellenleuchten auf 
Phtotransistoren oder ~Dioden umgestellt wurden?

Due Brauchst ein LED-Gehäuse, dann nimm eine Photodiode oder 
~Transistor. Die Änderung der Elektronik drum herum sollte doch minimal 
sein oder die Auswertung lässt sich in Software vornehmen.

Was solls denn werden?

von Christian W. (christian_w)


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Es geht darum, die Raumhelligkeit zu messen. Also praktisch ein 
stinknormaler Lichtsensor der vorne im Gehäuse sitzt, und per 
Mikrocontroller ausgewertet wird. Soll halt "schick" zu den 
Statusanzeige-LEDs dazupassen.

von Walter T. (nicolas)


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Vielleicht wären dann kurze Lichtleiter das Richtige für Dich?

http://www.reichelt.de/LED-Lichtleiter/MEN-1282-1000/3/index.html?ACTION=3&GROUPID=6783&ARTICLE=62869

Dann kann der Fotowiderstand jede Form haben.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Christian W. schrieb:
> Hallo zusammen, ich suche für ein Projekt einen Fotowiderstand (keine
> Fotodiode) in einem 3mm- oder 5mm-LED-Gehäuse.

Christian W. schrieb:
> Es geht darum, die Raumhelligkeit zu messen. Also praktisch ein
> stinknormaler Lichtsensor der vorne im Gehäuse sitzt

Da kannst du doch genausogut einen Fototransistor nehmen anstelle eines 
Fotowiderstands. Fotodiode ist weniger empfindlich und macht mehr 
Aufwand bei der Auswertung.

von Christian W. (christian_w)


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Axel S. schrieb:
> Da kannst du doch genausogut einen Fototransistor nehmen anstelle eines
> Fotowiderstands.

Achso...! Ich sehe grade, die gibt es bei Reichelt im LED-Gehäuse. Lässt 
sich der mit wenig Bauteilaufwand an einen ADC-Eingang anschließen und 
auswerten? Also so, wie ein Fotowiderstand?

von S. Landolt (Gast)


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> Da kannst du doch genausogut einen Fototransistor nehmen
> anstelle eines Fotowiderstands

Stimmt das so ohne weiteres, denn:

Christian W. schrieb:
> Es geht darum, die Raumhelligkeit zu messen

Wie reagiert ein normaler Phototransistor auf Raumbeleuchtung mit 
klassischen Leuchtstoffröhren? Suboptimal, um es zurückhaltend 
auszudrücken.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Christian W. schrieb:
> Axel S. schrieb:
>> Da kannst du doch genausogut einen Fototransistor nehmen anstelle eines
>> Fotowiderstands.
>
> Achso...! Ich sehe grade, die gibt es bei Reichelt im LED-Gehäuse. Lässt
> sich der mit wenig Bauteilaufwand an einen ADC-Eingang anschließen und
> auswerten? Also so, wie ein Fotowiderstand?

Unter Beachtung der Polung: ja. Ein Fototransistor ist im Prinzip ein 
npn-Transistor, dessen Basisstrom vom Licht kommt. Also z.B. Kollektor 
an +5V, Emitter über Widerstand ~1K an GND. Dann kannst du mit dem ADC 
über dem Widerstand eine Spannung messen, die proportional zur 
Helligkeit ist.

Den Widerstandswert mußt du vermutlich an den Fototransistor anpassen.

von Christian W. (christian_w)


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S. Landolt schrieb:
> Wie reagiert ein normaler Phototransistor auf Raumbeleuchtung mit
> klassischen Leuchtstoffröhren? Suboptimal, um es zurückhaltend
> auszudrücken.

Das könnte man vielleicht Softwaretechnisch lösen, in dem man ein paar 
Dutzend Messungen macht, und davon dann einen Durchschnittswert bildet. 
Die Raumhelligkeit muss ja eh nur alle paar Sekunden übermittelt werden. 
Wenn überhaupt.

Ich werde es aber mal mit einem Fototransistor im LED-Gehäuse versuchen.

Danke für die Hilfe!

von S. Landolt (Gast)


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Das hat nichts mit der Zeit zu tun, sondern mit den unterschiedlichen 
Frequenzspektren; rein softwaremäßig nicht zu lösen.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Christian W. schrieb:
> Ich werde es aber mal mit einem Fototransistor im LED-Gehäuse versuchen.

Nimm aber einen im klaren oder leicht bläulichen Gehäuse, keinen 
schwarzen. Die schwarze (eigentlich: tief dunkelrote) Vergußmasse ist 
ein IR-Filter. Ideal wäre ein Fototransistor mit Blaufilter, um die 
spektrale Empfindlichkeitskurve des Auges nachzubilden. Gibts aber 
nicht. Nur als Fotodiode und da auch nicht im LED-Gehäuse.

von Christian W. (christian_w)


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S. Landolt schrieb:
> Das hat nichts mit der Zeit zu tun, sondern mit den unterschiedlichen
> Frequenzspektren; rein softwaremäßig nicht zu lösen.

OK. Mit einem dazugeschalteten Kondensator oder Elko zum glattbügeln 
vielleicht?

von S. Landolt (Gast)


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Nein. Nur, wie Axel Schwenke bereits andeutete, mit einem optischen 
Filter.

von Christian W. (christian_w)


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Gut. Ich bastel mal... Danke.

von michael_ (Gast)


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So viel anders sieht dieser nicht aus.
http://www.reichelt.de/Fotodioden-etc-/LDR-07/3/index.html?&ACTION=3&LA=2&ARTICLE=10208&GROUPID=3045&artnr=LDR+07
Sonst sägst du von einer 5mm LED die Kappe ab und klebst die auf den 
Fotowiderstand.

von Didi S. (kokisan2000)


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Christian,

was Du benötigst ist ein sogenannter ALS (Ambient Light Sensor), also 
ein Sensor der der Lichtempfindlichkeit des menshlichen Auges 
nachempfunden ist. Realisiert wird diese Empfindlichkeitskurve durch 
Filter auf Chip und einem Filterstoff im Epoxymaterial.

http://www.vishay.com/photo-detectors/ambient-light-sensor/

Die Sensoren im klaren Epoxy sind augenähnlich, sehen jedoch zu viel 
Leistung im IR. Wenn Du im Signal viel IR hast, must Du einen Sensor mit 
dunklem Epoxy nehmen, da diese IR weitestgehend unterdrücken.

Gruß
kokisan

von foo (Gast)


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Wie schon geschrieben, unterscheidet sich die Spektrale Empfindlichkeit 
von lichtempfindlichen Bauteilen aus Si sehr stark von 
Photowiderständen.

Photowiderstände aus CdS oder CdSe haben, je nach Typ, ihr 
Empfindlichkeitsmaximum im grünen oder orangenen, während Si von Haus 
aus im Infrarot am empfindlichsten ist, und daher insbesondere 
Glühlampenlicht (auch Halogen) stark überbewertet.

Wenn es also darum geht subjektive Helligkeiten zu beurteilen, benötigen 
Si-Bauteile ein Farbfilter, während grünempfindliche Photowiderstände 
evtl. ohne Korrektur verwendet werden können.

Eine rote LED stellt übrigens auch eine ganz passable Photodiode dar, 
und sie ist von Haus aus völlig infrarotblind.

von dolf (Gast)


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Christian W. schrieb:
> in einem 3mm- oder 5mm-LED-Gehäuse

dann mach dir das 5mm gehäuse doch selber.
versuch macht klug!
epoxidharz und ne gießform aus meinetwegen silikon heißkleber oder 
kerzenwachs und dann den ldr vergießen.
als trennmittel könnte silikonöl dienen.
transparentes epoxidharz hat pollin.de .

30 Minuten-Epoxy
100 g-Packung (50 g Harz / 50 g Härter)
6,45 €/100 g
Best.Nr. 890 373

von dolf (Gast)


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hab das grad bei pollin gesehen.

fotowiderstand 5mm 5stk.

    Bestellnummer:120 781
    vorheriger Preis:3,95 €
    Preis: 3,50 €
    Ersparnis:0,45€ (11,4%)
    Grundpreis:0,70 €/Stück

eventuell passen die ja.

mfg

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Didi S. schrieb:
> was Du benötigst ist ein sogenannter ALS (Ambient Light Sensor), also
> ein Sensor der der Lichtempfindlichkeit des menshlichen Auges
> nachempfunden ist.

Wohl kaum. Christian schreibt zwar nicht, warum er die Raumhelligkeit 
erfassen will, aber aus dem Kontext würde ich davon ausgehen, daß er die 
Helligkeit seiner Anzeigen anpassen will, damit sie nachts nicht blenden 
aber trotzdem am Tag gut ablesbar sind. Und für diesen Zweck reicht ein 
unkorrigierter Si-Detektor vollkommen aus.

Wenn er jetzt einen Belichtungsmesser oder sowas bauen wöllte, sähe die 
Sache natürlich anders aus.

> Die Sensoren im klaren Epoxy sind augenähnlich, sehen jedoch zu viel
> Leistung im IR. Wenn Du im Signal viel IR hast, must Du einen Sensor mit
> dunklem Epoxy nehmen, da diese IR weitestgehend unterdrücken.

Falsch. Das dunkle Epoxy ist ein Filter, der nur IR durchläßt. Damit 
würde man genau das Gegenteil von dem erreichen, was man will. Diese 
Sensoren verwendet man, wenn man ein IR-Signal auswerten und den Einfluß 
des sichtbaren Lichts unterdrücken will.

von Lurchi (Gast)


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Die Ambient Light Sensoren sind je nach Ausführung auch nur Photodiode 
oder Phototransistor (im LED Gehäuse) mit optischem Filter um die 
Empfindlicheit anzupasse. Also im Pronzip genau richtig - die Frage ist 
nur wo man die teile bekommt und was sie kosten. So teuer wie die 
Fotodioden für Messzwecke müssen die nicht sein. Gerade als Ersatz für 
LDRs kann da genügend stückzahl zusammenkommen, dass der Preis auch 
nicht viel höher ist als bei den IR Fototransistoren.

Je nach Anwendung geht aber auch ein normaler Fototransistor, vor allem 
wenn die Lichtquellen fest sind.

Die Schaltung zur Auswertung am µC kann ähnlich sein wie beim LDR. Ggf. 
den Widerstand anpassen - die Größenordnung kann aber etwa 
gleichbleiben.
Ein Problem ist ggf. das die Kennline mit dem Fototransistor eher linear 
ist. Beim LDR hat man eine eher gestauchte Kennlinie und kann so einen 
größeren Helligkeitsbereich erfassen, wenn auch nicht besonders genau. 
Da müsste man dann mit dem Fototransistor ggf. doch die Schaltung / 
Software etwas ändern um einen größeren dynamischen Bereich zu bekommen.

von Didi S. (kokisan2000)


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Hallo Alex,

im Prinzip hast Du nicht ganz unrecht ;-)

Für die hier angefragt Applikation reicht ein Fotowiderstand oder eine 
einfache Silizium Diode völlig aus. Wenn aber schon ein Fototransistor 
ins Gespräch kommt, dann doch gleich einer mit Filter, sprich ALS 
Fototrtansistor und die Sache ist unter allen umstänsen in trockenen 
Tüchern. Wenn das Gerät oder die Anzeige kein großen IR Anteil zu 
erwarten hat, dann eben nur Fototransistor. Hier bin ich mit Dir 
d'accord.

Beim dunklen Epoxy hast Du nur zum Teil Recht. Wenn es prinzipiell um IR 
Unterdrückung geht werden dem Epoxy Farbstoffe mit Hochpass Verhalten 
bezüglich der Wellenlänge zugemischt. Diese Filter liegen typisch bei 
680nm-750nm und bieten bereits bei der Nutzwellenlänge 840nm eine recht 
gute Unterdrückung. Wenn Du Dir aber typische ALS Sensoren ansiehst, 
dann wirst Du feststellen, dass diese Bauteile auch oft "dunkel" 
vergossen sind. Wenn Du genau hinschaust, dann ist das Epoxid dunkelgrün 
transparent. Aus einiger Entfernung wirkt es dunkel, hat aber mit den 
auch dunklen IR Filtern die Du beschreibst nichts zu tun. Der hier 
zugefügte Farbstoff hat Tiefpassverhalten bezüglich der Wellenlänge und 
formt sehr gut die langwellige Flanke der Augenempfindlichkeitskurve 
zwischen 550-650nm. Nachtel dieser Tiefpassfilter ist allerdings, dass 
sie gerne bei doppelter Wellenlänge, also halber Frquenz noch mal öffnen 
(siehe in den Datenblättern). Wenn man diese geringe IR Transparenz auch 
verhindern will, muß man tiefer in die Filtertrickkiste greifen und mir 
resonanten Schichtstrukturen Bandpaßfilter realisieren. Solche Bauteile 
sind der Augenempfindlichkeit optimal angepasst, haben allerdings ihren 
Preis und sind für die Anwenung hier overkill.

Frage:
Gibt es eigentlich keine kleinen LDRs (1-2mm). Eventuell könnte ich so 
kleine LDRs in original 5mm LED Package aufbauen und transparent 
vergiessen lassen. Auf dem Markt finde ich aber keine so kleinen LDR 
Chips.

Gruß
kokisan

von Lurchi (Gast)


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So teuer sind die Fototransistoren mit Filter nun auch wieder nicht. Mit 
etwas über $0,6 für Einzelstücke bei Mouser geht das eigentlich noch.
Die LDRs sind halt wegen RHoS out, und auch nicht so genau - weder bei 
der Wellenlänge noch Temperaturstabil.

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