Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Fotodiode Ausgangsspannung


von Martin E. (formalin)


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Im Prinzip möchte ich nur sehen, ob ich Licht auf einem Sensor habe oder 
nicht. Die einfachste Schaltung war dann für mich die Fotodiode in 
Sperrrichtung in Reihe mit einem Widerstand zwischen 5V und GND zu 
setzen, und zwischen Widerstand und Diode die erhaltene Spannung zu 
messen.
Wenn ich nun aber sehr viel Licht habe, erzeugt die Diode doch selbst 
eine Spannung, und kann bewirken, dass ich mehr als 5V am TTL Messpunkt 
erhalte.
Das fände ich nicht so gut, bei einem digitalen Eingang.
Wie kann man das mit einfachsten Mitteln verhindern?

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Martin E. schrieb:
> Wenn ich nun aber sehr viel Licht habe, erzeugt die Diode doch selbst
> eine Spannung, und kann bewirken, dass ich mehr als 5V am TTL Messpunkt
> erhalte.

Nein. Die Polarität der erzeugten Fotospannung ist ja genau andersrum, 
in Flussrichtung der Diode.

Aber: der Fotostrom ist lichtstärkenabhängig. Da sich die Lichtstärke um 
mehrere Größenordnungen ändern kann, neigt eine simple 
Widerstandsschaltung dazu, einen der beiden „Anschläge“ einzunehmen. Ist 
halt die Frage, ob das in deinem Sinne ist. Wenn du nur einen bestimmten 
Schwellwert überwachen willst, ist das nicht so wichtig. Außerdem gibt 
es einen bestimmten Lichtstärkebereich, in dem dann am digitalen Eingang 
ein Pegel liegt, der nicht exakt definiert ist. Du solltest daher einen 
Eingang mit Schmitt-Trigger haben, ansonsten durchläufst du dort einen 
„verbotenen“ Bereich, bei dem auch beide Eingangstransistoren leitend 
sein können.

: Bearbeitet durch Moderator
von Stefan F. (Gast)


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Willst du nicht lieber einen Fototransistor verwenden?

von Martin E. (formalin)


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Also ich täusche mich doch nicht, dass der kurze Anschluss die Kathode 
ist.
Diese habe ich an 5V, die Anode an den Widerstand etc.
Wenn ich mit einer extrem hellen Taschenlampe darauf leuchte, bekomme 
ich zwischen Widerstand und Diode etwa 5.5 V.
Darum hatte ich die Befürchtung, dass ich mir meinen digitalen Eingang 
zerschießen könnte.

Ich nehme eine Diode, weil ich gerade keinen LDR habe.

von Achim S. (Gast)


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Jörg W. schrieb:
> Die Polarität der erzeugten Fotospannung ist ja genau andersrum,
> in Flussrichtung der Diode.

Und gerade weil die erzeugte Fotospannung in Flussrichtung der Diode 
anliegt ist es theoretisch tatsächlich denkbar, dass an der Anode eine 
positivere Spannung anliegt als an der Kathode - und dass damit der 
Logikeingang auf Spannungen > Vcc angehoben würde. Man denke sich den 
Arbeitswiderstand gegen GND einfach nur so hochohmig, dass er keine 
Rolle spielt. Die Kathode der Fotodiode liegt an VCC, die Anode kann 
theoretisch ein paar hundert mV über VCC ansteigen.

Praktisch wird das Problem kaum auftreten, wenn der Arbeitswiderstand 
nicht abstrus hochohmig ausgelegt wird.

Stefan ⛄ F. schrieb:
> Willst du nicht lieber einen Fototransistor verwenden? Der liefert ein
> viel deutlicheres Signal.

Würde ich auch empfehlen. Und da der Transistor bei extremer Bestrahlung 
sättigt und seine Stromverstärkung in den Keller geht, muss sich der TO 
nichtmal seine (theoretische, in der Praxis kaum relevante) Sorge um zu 
stark ansteigende Spannungen am Logikeingang machen.

von Achim S. (Gast)


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Martin E. schrieb:
> Ich nehme eine Diode, weil ich gerade keinen LDR habe.

LDR kann schwer zu bekommen sein. Aber Fototransistor ist das richtig 
für dich. Der liefert bei normaler Bestrahlung deutlich mehr Fotostrom 
als die Fotodiode. D.h. du kannst dir einen niederohmigeren 
Arbeitswiderstand erlauben. Und wenn die Bestrahlung zu intensiv wird, 
fällt die Stromverstärkung des Fototransistors weg - der 
Arbeitswiderstand hält damit die Spannung sicher im erlaubten Bereich.

von Martin E. (formalin)


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Einen Fototransistor habe ich glaube ich noch hier.
Kann ich ja mal probieren.
Aber trotzdem nochmal wegen der Diode.
Kann ich gegen die Überspannung irgend etwas tun?

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Achim S. schrieb:
> Und gerade weil die erzeugte Fotospannung in Flussrichtung der Diode
> anliegt ist es theoretisch tatsächlich denkbar, dass an der Anode eine
> positivere Spannung anliegt als an der Kathode

Insgesamt liegt sie aber immer nur unterhalb der Flussspannung der 
Eingangsschutzdioden oder erreicht diese maximal gerade so. Also kein 
Problem.

von Martin E. (formalin)


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Danke.

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