Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Photodiode zu stark Lichtabhängig


von himpo (Gast)


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Ich Messe die Intensität eines Roten Lasers mit einer Photodiode die 
ihren Peak bei 940nm hat und fast den ganzen Sichtbaren Bereich abdeckt.

Jetzt ist es aber so das wenn man sich vor das Gerät/Photodiode stellt 
es schon einen erheblichen Signal gibt, also die Spannung pber dem 
Kollektor Widerstand.

Wie könnte man das verbessern? Gibt es Photodioden die nur auf Rotes 
Licht reagieren, das wäre ja schon mal besser, wobei das Sonnenlicht ja 
auch rotes licht enthällt also würde das ja auch nicht zum Ziel führen? 
Was würdet ihr machen?

von Rufus Τ. F. (rufus) Benutzerseite


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Schmalbandiges Filter anbringen.

Willst Du den Laser tatsächlich messen, oder soll das eine Lichtschranke 
werden?

In letzerem Falle: Moduliere den Laser. Damit kannst Du Laserlicht 
leicht von Umgebungslicht unterscheiden.

von himpo (Gast)


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Es ist quasi eine Lichtschranke die Partikel erkennen soll welche mit 
einer max. Geschwindigkeit von 1m/s durchfallen.

Würde hier das modulieren helfen? Und wie genau funktioniert es, den 
laser mit 38khz modulieren und was ist mit der photodiode! Sie misst 
weiterhin ganze zeit? Wie rechne ich nUn das (schwankende) 
umgebungslicht heraus?

von georg (Gast)


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himpo schrieb:
> Und wie genau funktioniert es, den
> laser mit 38khz modulieren und was ist mit der photodiode! Sie misst
> weiterhin ganze zeit?

Du kannst das 38 kHz-Signal vom Umgebungslicht (das ist verglichen damit 
praktisch DC) trennen, indem du z.B. synchron mit dem Sendesignal 
gleichrichtest. Allerdings nützt das garnichts, wenn das Umgebungslicht 
so hell ist, dass deine Empfangsschaltung schon dadurch übersteuert 
wird, dann musst du schon beim Licht trennen:

1. Durch Filter, die nur das Licht des Lasers durchlassen

2. durch eine Optik, die soviel seitliches Licht wie möglich 
ausschliesst - da hilft oft schon ein schwarzes Röhrchen weiter.

Georg

von Max M. (jens2001)


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himpo schrieb:
> Geschwindigkeit von 1m/s

Der Lichtschranke ist es völlig Wurst mit welcher Geschwindigkeit die 
"Partikel" fallen.

von Michael B. (laberkopp)


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himpo schrieb:
> Ich Messe die Intensität eines Roten Lasers mit einer Photodiode

> Wie könnte man das verbessern?

Dunkler Raum ?

Alle Lichtmessungen finden in abgeschottet dunklen Räumen statt, damit 
nur die zu vermessende lichtquelle leuchtet.

> Gibt es Photodioden die nur auf Rotes Licht reagieren

Es gibt Farbfilter. Je nach Preis mehr oder weniger schmalbandig.

> Was würdet ihr machen?

Die Frage ist WOFÜR. DAS hast du nämlich in deinem erten Posting 
NATÜRLICH verschwiegen.

Wenn ich raten soll, geht es wohl um Lichtschranken. Da ist 
polarisiertes und moduliertes licht üblich, damit man das licht vom 
Sonnenlicht unterscheiden kann.

Dazu braucht man modulierbare Laser. Hat dein Laser einen 
Modulationseingang ?

Siehe auch mit LED: Beitrag "Lichtschranke mit LM567 / DBL567 will nicht" und
http://www.trigonal.de/sel/blobs/relisch.png

LED ist also einfacher, Laser braucht man wohl kaum.

: Bearbeitet durch User
von Karl (Gast)


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himpo schrieb:
> also die Spannung pber dem
> Kollektor Widerstand.

Photodiode? Kollektor?

Du möchtest Dich bitte nochmal belesen, was Du womit und wie messen 
willst.

Schaltplan?

von Wolfgang (Gast)


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Max M. schrieb:
> Der Lichtschranke ist es völlig Wurst mit welcher Geschwindigkeit die
> "Partikel" fallen.

Aber nicht, wenn das Licht moduliert ist und die Unterbrechungsdauer 
kürzer als die Zeitkonstante auf der Detektorseite ist.

himpo schrieb:
> Es ist quasi eine Lichtschranke die Partikel erkennen soll welche mit
> einer max. Geschwindigkeit von 1m/s durchfallen.

Also, wie groß sind die Partikel und welchen Durchmesser hat der 
Lichtstrahl im Detektionsbereich?

von Wolfgang (Gast)


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Michael B. schrieb:
> LED ist also einfacher, Laser braucht man wohl kaum.

Was meinst du wohl, warum es in diesem Fall wohl richtig "Laserdiode" 
heißen müsste?

So eine Laserdiode hat den großen Vorteil, dass die Optik zur Erzeugung 
eines vernünftigen Strahls erheblich einfacher ausfallen kann. Für die 
20ct, die die Laserdiode einschließlich Kollimationsoptik kostet, kannst 
du nicht groß mit LEDs rumbasteln.

von Karl (Gast)


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Das Ganze ist eh unausgegoren, der TO hat anscheinend noch nicht mal 
gerafft, dass eine Photodiode keinen Kollektor hat.

Wir haben in der Partikelmessung auch mit moduliertem Diodenlaser 
gearbeitet, Detektion mit Lock-In-Verstärker. Allerdings haben wir auch 
seitliches Streulicht gemessen, Stichwort Mie-Streuung. Mit Strahlfalle, 
Abbildungsoptik für das Messvolumen und geschlossener durchströmter 
Messzelle.

Von daher: Was für Partikel eigentlich? Wenn das nicht gerade 
Schrotkugeln sind, ist das nicht trivial.

von Wolfgang (Gast)


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Karl schrieb:
> Von daher: Was für Partikel eigentlich? Wenn das nicht gerade
> Schrotkugeln sind, ist das nicht trivial.

Der TO will doch nicht aus der Streufunktion die Partikelgröße bestimmen 
;-)

von Karl (Gast)


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Wolfgang schrieb:
> Der TO will doch nicht aus der Streufunktion die Partikelgröße bestimmen

Wissen wir nicht. Ist auch egal.

Wenn die Partikel kleiner sind als der Durchmesser des Laserstrahls, ist 
eine Messung der Seitwärtssteuung allemal besser als eine Messung der 
Strahlabschwächung in Vorwärtsrichtung.

Und komme mir jetzt bitte niemand mit unendlich dünnen Laserstrahlen.

von Troll (Gast)


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Karl schrieb:
> Und komme mir jetzt bitte niemand mit unendlich dünnen Laserstrahlen.


Standard 395 nm ist schon seeeehr duenn!


SCNR

von Troll (Gast)


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himpo schrieb:
> zum Ziel führen

Was ist denn dein Ziel?

Ohne weitere Angaben ist Dir nicht zu helfen, beim besten willen nicht.

von M. K. (sylaina)


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Troll schrieb:
> Karl schrieb:
>> Und komme mir jetzt bitte niemand mit unendlich dünnen Laserstrahlen.
>
>
> Standard 395 nm ist schon seeeehr duenn!
>
>
> SCNR

Nicht für nen Laserstrahl ;)

von Michael K. (Gast)


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Wenn Dich nur die Hell Dunkel Wechsel des Partikeltransfers 
interressierieren, dann im Einfachsten Fall ein C zwischen Diode und TIA 
+ Schwellwert Komparator.

von Wolfgang (Gast)


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himpo schrieb:
> Wie könnte man das verbessern?

Mit einem Raumfilter (aka schwarzes Röhrchen oder Linse), dass den 
Sichtwinkel der Photodiode einschränkt.

von himpo (Gast)


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Michael B. schrieb:
> Die Frage ist WOFÜR. DAS hast du nämlich in deinem erten Posting
> NATÜRLICH verschwiegen.

Habe ich geschrieben einfach mal alles lesen!

Karl schrieb:
> Das Ganze ist eh unausgegoren, der TO hat anscheinend noch nicht mal
> gerafft, dass eine Photodiode keinen Kollektor hat.

Etwas Abstraktionsvermögen wäre schon nicht schlecht, ich betreibe die 
Diode so wie im letzten Bild:
http://elektronik-kurs.net/elektronik/fotodiode/

An die anderen die mir schon geholfen haben. Ich habe nun die 
Lichtquelle mit 38Khz moduliert und messe den Spannungsabfall an dem 
Widerstand wie in der verlinkten Schaltung. Wie trenne ich nun das 
modulierte Signal vom Umgebungslicht?

von Karl (Gast)


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himpo schrieb:
> ich betreibe die
> Diode so wie im letzten Bild:

Damit hast Du erfolgreich eine der drei dämlichsten Varianten für Dein 
Vorhaben gefunden. Probier erstmal noch die beiden anderen aus.

Der Transistor sorgt für extreme Nichtlinearität, klar dass das auf 
Nebenlicht empfindlich ist.

Mit dem, wovon Du keine Ahnung zu haben scheinst, können noch drei 
andere Scheisse bauen. Aber das kannst Du gut durch eine große Klappe 
kompensieren. Mal sehen wie weit Du damit kommst.

von Michael K. (Gast)


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himpo schrieb:
> ich betreibe die
> Diode so wie im letzten Bild:

Murks.
Transimpedanzamplifier (TIA). Google selbst.
Spannungsabfall über Widerstand messen macht denn Kram irre langsam.
Lese mehr über TIAs und Photodioden, dann kommst Du drauf warum.

Wenn Du nur das modulierte Signal verstärken willst, wirst Du eine 
Möglichkeit finden müssen nur AC zu verstärken.
Beides habe ich Dir schon geschrieben.
Machen musst Du das selber.

Ich verspüre eine gewisse Unwilligkeit, das Wissen das ich mir über 
Wochen angeeignet habe, an jemanden zu verschleudern der die Basics 
nicht lernt, Ratschläge nicht verwerten kann und gegenüber denen pampig 
wird von denen er sich Hilfe erhofft.

von georg (Gast)


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Michael K. schrieb:
> gegenüber denen pampig
> wird von denen er sich Hilfe erhofft.

Das ist die Haltung von kleinen Kindern, die an der Kasse nicht die 
Süssigkeiten kriegen die sie möchten - wenn sie dann gelernt haben wie 
gut Stampf!Kreisch! funktioniert, heulen sie in Zukunft los wie eine 
Sirene, wenn die Kinderschokolade nicht SOFORT im Einkaufswagen liegt. 
Und so ist es hier auch mit vielen Fragestellern. Und wehe es ist nicht 
die richtige Schokolade, soll heissen die Lösung entsprciht nicht den 
Vorstellungen.

Georg

von Wolfgang (Gast)


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himpo schrieb:
> Etwas Abstraktionsvermögen wäre schon nicht schlecht, ich betreibe die
> Diode so wie im letzten Bild:
> http://elektronik-kurs.net/elektronik/fotodiode/

Dann solltest du zumindest ein Trim-Poti und einen Schmitt-Trigger 
einbauen, um ein vernünftiges Schaltverhalten zu erreichen und die 
Exemplarstreuungen deines Transistors zu kompensieren.

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