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Photodioden in Serie
13.11.2014, 12:11 (Dieser Beitrag wurde zuletzt bearbeitet: 13.11.2014 12:14 von mcandy007.)
Beitrag #1
Photodioden in Serie
Servus liebes Forum,

Ich bin neu hier und habe auch gleich ein Anliegen wobei ich eure Hilfe(Erfahrung) benötige.

Mein Ziel ist es min. 20 Stück Photodioden (SFH214) in Serie zu schalten und eine Lichtänderung mit meinem Arduino UNO zu registrieren.

Jetzt wird sich der eine oder andere wohl Fragen, warum?

In meinem speziellen Anwendungenfalls sind die Photodioden über eine Strecke von 5-6 Meter verteilt mit einer Kabellänge von ca. 1-2 Meter zwischen den einzelnen Photodioden.

Auf die einzelnen Photodioden(Welche sich in einem Gehäuse befinden) ist ein Laserstrahl(Rot, 5mW) gerichtet.

Im Grunde möchte ich (mehrere) Laserlichtschranke umsetzten wobei bei durchqueren eines einzelnen Lichtstrahls(Licht/Spannungs-abfall bei dieser Photodiode) der Arduino UNO dies erkenne soll.

Hier ein Bild meiner Simulation.
[Bild: lb0b7.png]

Da sich Realität und Simulation extrem unterscheiden, bitte ich euch mir zu Helfen ob das ganze überhaupt so möglich ist.

Vielleicht hat jemand anderes eine bessere Schaltung / Funktionsweise. (Wichtig sind für mich möglich schnelle Reaktionszeit und kostengünstige Umsetzung)

Vielen Dank im Voraus.

Mit freundlichen Grüßen
Andre
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13.11.2014, 17:07
Beitrag #2
RE: Photodioden in Serie
Hallo Andre,

aus dem gezeigten Bild kann man leider die Verschaltung aller Komponenten nur erahnen. Scheinbar ist es eine Reihenschaltung mehrerer Photodioden. Dann ist da noch ein Bauteil auf dem Board ( groß, rund, ein Elko?) wie angeschlossen?
Es geht dann scheinbar das gleiche Signal zum Arduino auf A3 und A4?
Wozu soll das gut sein?

Ein richtiger Schaltplan wäre sehr hilfreich.

Willst du nur feststellen ob irgend eine Lichtschranke unterbrochen wurde oder auch definiert erkennen welche es ist?

Gruß
Arne

ExclamationMit zunehmender Anzahl qualifizierter Informationen bei einer Problemstellung, erhöht sich zwangsläufig die Gefahr auf eine zielführende Antwort.Exclamation
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13.11.2014, 17:12 (Dieser Beitrag wurde zuletzt bearbeitet: 13.11.2014 17:15 von mcandy007.)
Beitrag #3
RE: Photodioden in Serie
Danke für deine Antwort,

Auf dem Bild zu sehen ist ein Potentiometer mit welchem ich bei einem (zu) großem Eingangspegel das Signal etwas absenken könnte.

In A3 wird der Wert nach dem Potentiometer gemessen und A4 davor.

Um Eventuell dies besser auswerten zu können.

Wie bereits richtig erkannt sind einfach alle Photodioden in Serie geschalten, da laut meinem Wissenstand ein Strom erzeugt wird wenn Licht darauf fällt (Wie in einer Solarzelle)

Zu meinem Vorteil muss ich nur erkennen ob irgendeine Lichtschranke unterbrochen wurde(oder mehrere), sonst wäre der Aufwand um noch einiges höher.

Mit freundlichen Grüßen
Andre

EDIT:
Was mir bei meinem Schalungskonzept unteranderem sorgen bereitet sind die langen Kabelwege(Widerstand) und natürlich später auch die Steckkontakte - z.B. dass das Signal nicht Stabil ist und schwankt.
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13.11.2014, 17:56
Beitrag #4
RE: Photodioden in Serie
Ich denke um die Länge der Kabelwege musst du dir keine Gedanken machen. Jedenfalls nicht wegen dem Leitungswiderstand.
Auch Steckkontakte stören nicht solange sie ihren Namen zu Recht tragen.

Problematischer ist, dass man sich je nach verwendetem Kabeltyp u.U. Störsignale einfangen kann die der Arduino dann als Unterbrechung einer Lichtschranke erkennen könnte.

Photodioden liefern je nach Typ und Beleuchtung eine Spannung die auch schon mal an 1,5V heran reichen kann.
20 Dioden in Reihe geschaltet ergeben dann 30V. Damit kann man den Arduino schon recht sicher ins Jenseits befördern Exclamation

Es ist also keine gute Idee die volle Spannung auf den Arduino los zulassen.
Auch mit dem Poti ist das so eine Sache. Ein kleiner Wackler oder mal kein richtiger Kontakt und dein Arduino ist hin.

Gruß
Arne

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13.11.2014, 18:12
Beitrag #5
RE: Photodioden in Serie
Was würdest du vorschlagen damit solche Probleme nicht auftreten?

Idee meinerseits wäre einen Optokoppler dazwischen zu Schalten und diesen beim Arduino von +5 auf z.b. A3 zu hängen.

Oder sollte man lieber eine Transistorschaltung for jeder Diode einsetzten?

Mit freundlichen Grüßen
Andre
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13.11.2014, 18:31
Beitrag #6
RE: Photodioden in Serie
Hallo Andre,

Eine einfache Lösung mit Optokopplern oder Transistoren fällt mir gerade nicht ein. Der Schaltungsaufwand wird dann doch recht groß.

Aber der UNO hat 6 Analogeingänge.
Deshalb würde ich nicht 1x20 Dioden in Reihe schalten sondern 5x4 Dioden.
Vier Dioden sollten maximal 6V liefern. Das ist schon mal besser als 30V.
Zusätzlich solltest du jeden Analogeingang des Arduinos noch mit einer 4,7V Z-Diode gegen GND schützen. Ein Spannungsteiler oder ein Poti kann dann entfallen.

Das ist dann zwar mehr Verkabelungsaufwand aber es sollte zumindest schaltungstechnisch funktionieren.

Weil das Spannungssignal der Dioden recht hochohmig ist, ist es recht anfällig für Störsignale.
Deshalb wird die Verwendung von geschirmtem Kabel kein Nachteil sein.

Gruß
Arne

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13.11.2014, 21:44
Beitrag #7
RE: Photodioden in Serie
Hallo,
OHA... 5mW Laser ??? 5mW Lichtleistung ist aber schon lange keine Laserschutzklasse 1 mehr und sollte nicht zugänglich sein, also hier ist extreme Vorsicht geboten !!!ExclamationExclamationExclamationExclamation
lg
bk

1+1 = 10 Angel ...und ich bin hier nicht der Suchmaschinen-Ersatz Dodgy...nur mal so als genereller Tipp..
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13.11.2014, 22:30
Beitrag #8
RE: Photodioden in Serie
Na da gebe ich bk mit seinem Hinweis recht.
Ich hatte die 5mW irgendwie unbeabsichtigt ausgeblendet.
Das geht sicherlich auch mit viel weniger Leistung.

Gruß
Arne

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