Wyjatkowo czuły sensor (czujnik zmierzchu) na 2 tranzystorach NPN.

Otóż bazując na prostym schemaciku stad:
http://www.buildcircuit.com/dark-sensor-using-transistor-phototransistor-and-photodiode/
Testowalem rożne elementy w celu porównania ich czułości i utknąłem na podłączeniu fotodiody: podłączam tak samo jak LDR czy LTR, próbowałem zaporowo, w kierunku zasilania i nic. Naświetlaniem fotodiody (próbowałem rożnych, bo przez chwile myslalem, ze moze po prostu mam je w wersji IR. No ze specyfikacji moich fotodiod wynika, ze posiadam 4 rodzaje fotodiod działającym w spektrum swiatla widzialnego/bliskiej podczerwieni (swoja droga większość ledow czerwonych emituje rownież w pewnej czesci bliska podczerwień, prawda?)

Wracając do tematu, ktos moze mi wytłumaczyć, o co moze chodzić? (Zamieniałem LTRy na LDrY tradycyjne i te z wyprowadzona baza, działało - fotodiody ni chu chu..

A jeszcze z ciekawości: gdybym umieścił tam LTR (tylko IR) bez wyprowadzonej bazy (zwykły)/ fotodiode IR (np pin) to daloby radę sterować LEDEM IR? Jesli tak? To jak wykonać takie cos? W miejsce LDR/LTR wstawić odbiornik IR (fotodiode/LTR IR) ?
Pozdrawiam!

LDR to Light Dependent Resistor, czyli fotorezystor, a co to takiego LTR? Chodzi Ci o fototranzystor? Podaj chociaż oznaczenia komponentów, których używasz, bo bez tego ciężko coś powiedzieć.
Ten układ w wersji z fotodiodą jest słabo udany. Żeby dioda LED zgasła, to Q1 musi podciągnąć końcówkę R1 praktycznie do masy. Wtedy przez R1 popłynie prąd 9V/1k, czyli ok 9mA. Tranzystor Q1 ma wzmocnienie prądowe min. 200, więc prąd na jego wejściu będzie 200 razy mniejszy, czyli 45uA. Dodatkowo, żeby tranzystor Q1 zadziałał, to napięcie na jego bazie musi wynosić ok. 0,6V. Jako, że R3 jest połączony równolegle ze złączem baza-emiter, to na nim też będzie 0,6V i popłynie prąd 0,6v/4,7k=128uA. Prąd płynący przez fotodiodę musi się rozdzielić na prąd płynący do R3 i do bazy tranzystor, więc musi wynieść 45uA+128uA=173uA. To jest dość spory prąd jak na fotodiodę moim zdaniem i będziesz musiał dość mocno oświetlić fotodiodę, żeby prąd o takiej wartości przepłynął. Jeśli zwiększysz wartość R1 i R3 x10, to odpowiednio mniejszy prąd będzie potrzebny do zadziałania.

Quote:

Testowalem rożne elementy w celu porównania ich czułości i utknąłem na podłączeniu fotodiody: podłączam tak samo jak LDR czy LTR, próbowałem zaporowo, w kierunku zasilania i nic.

Fotodioda ma znacznie mniejszą czułość od fototranzystora, dlatego nic nie zaobserwowałeś, mniejsza czułość wynika stąd że w fototranzystorze fotoprąd od razu jest wzmacniany. Fototranzystory zazwyczaj są tańsze od fotodiod, prawdopodobnie wynika to z mniejszej powierzchni półprzewodnika.
Jakie są zalety fotodiody - jest szybsza, a z dobrym zewnętrznym wzmacniaczem, w układach pomiarowych, daje lepszą czułość i liniowość niż fototranzystor.

Fotorezystor jest jeszcze wolniejszy od fototranzystora i może mieć większą czułość.

W prostych układach, jak czujnik zmierzchu - zastosowanie fotorezystora albo fototranzystora jest korzystne - pozwala na użycie prostszego wzmacniacza i pracę z większymi prądami dzieki czemu układ jest bardziej odporny na zakłócenia albo upływności na płytce.

Do fotodiody typu PIN BPYP44 potrzebny jest przedwzmacniacz prądu stałego.
Najlepiej na TL061. Z zerowaniem dryftu wejściowego.
Dopiero to co wychodzi z przedwzmacniacza steruje komparator.
Zrobiłem sporo takich "zmierzchów".
Na fotodiodzie bardzo ładnie to pracuje.
Jest to szybki czujnik, szybko reagujący na zmiany oświetlenia.
Ja taki potrzebowałem.
W typowych aplikacjach nie jest potrzebna szybka reakcja.

1. Fotodioda ma dużo mniejszą czułość na światło, niż fototranzystor, a ten dużo mniejszą, niż fotoopornik. Za to fotodioda jest najszybsza (nanosekundy), fotoopornik najwolniejszy.

2. Ten opornik 4.7k dla fotodiody jest bez sensu, o ile to ma być do słabego oświetlenia - przy bardzo silnym (bezpośrednie światło Słońca) powinno zadziałać.

3. Mam nadzieję, że nie mylisz LED-a z fotodiodą, bo to nie to samo...

Jak chcesz naprawdę dużą czułość (wykrywanie bardzo słabego światła), to spróbuj R1=75k, R3=2.2M, R4=1M. I dobry fotoopornik, albo fototranzystor (zależnie od potrzebnej szybkości).

Na fotodiodzie też się da, ale to wymaga znacznie większych umiejętności - gdybyś je miał, nie pytałbyś na forum w taki sposób, jak zapytałeś.

A jak to wymyślono w USA 50 lat temu ? Fotorezystor bezpośrednio steruje grzejnikiem przekaźnika bimetalicznego bez żadnej elektroniki. Ma to dodatkowy atut w postaci sporej stałej czasowej (30s), czyli odporność na przypadkowe błyski czy zaciemniania czujnika.

Przy jasnym oświetleniu to całkiem możliwe. Sprawdzałem fotoopornik przy bezpośrednim oświetleniu słonecznym, miał opór ze 2 omy. A w ciemności megaomy.

_jta_ wrote:

Przy jasnym oświetleniu to całkiem możliwe.

Dokładnie - czujnik światła dziennego. Tylko jedno mnie w tych czujnikach zastanawia - przy zaciemnieniu napięcie na fotorezystorze sięga 120VAC. I co na to ten biedny siarczek cynku (fotopółprzewodnik) ? Ano nic, działa sobie już kilka lat.

Krzysztof Kamienski wrote:

Ma to dodatkowy atut w postaci sporej stałej czasowej (30s)

Ja chciałem, żeby zmierzch działał w czasie max. 1sek dlatego zrobiłem na fotodiodzie PIN.

Pytanie, czego by chciał autor tematu (jaki próg zadziałania, jaka szybkość), ale on jakoś się nie odzywa - napisał tylko raz, zakładając temat.

Fotoopornik w dużym zakresie ma stałą czasową odwrotnie proporcjonalną do oświetlenia, fotooporniki CEMI miały około 1 sekundy przy oświetleniu 30 luksów, współczesne przy kilku luksach.

Fototranzystor przenosi częstotliwości dziesiątek, a może i setek kHz, ale przy silnym oświetleniu, a poza tym w sprzedaży są głównie fototranzystory na podczerwień, mało wrażliwe na światło widzialne.

Fotodioda przy oświetleniu 1 luksa daje fotoprąd 9 nA (BPW21R, typowy), co oznacza, że z opornikiem baza-emiter 3.3M trzeba około 20 luksów, żeby układ to wykrył (a z opornikiem 4.7k, jaki był w układzie z linku, to musiałoby być z 15 000 luksów - prawie pełne światło dzienne na otwartej przestrzeni, może ze Słońcem za chmurą - nic dziwnego, że układ nie działał). Z odpowiednim układem wzmacniacza (ale nie takim prymitywnym, jak ten z linku) przenosi częstotliwości liczone w dziesiątkach MHz - ale mało kto umie taki układ zrobić.

_jta_ wrote:

Fotodioda przy oświetleniu 1 luksa daje fotoprąd 9 nA (BPW21R, typowy), co oznacza, że z opornikiem baza-emiter 3.3M trzeba około 20 luksów, żeby układ to wykrył .

Nie ta bajka - nie wykryje z 3,3MΩ.
W bazę musi trochę wpłynąć - nawet sporo.

To zależy od opornika w kolektorze - pisałem, że jest za mały, jeśli to ma wykrywać słabe światło.

To dlaczego zalecasz 3M3 i robisz złudne nadzieje autorowi tematu ?

Zalecałem również zmianę opornika w kolektorze... Ale autor tematu i tak nie napisał, czego chce.

Krzysztof Kamienski wrote:

_jta_ wrote:

Przy jasnym oświetleniu to całkiem możliwe.

Dokładnie - czujnik światła dziennego. Tylko jedno mnie w tych czujnikach zastanawia - przy zaciemnieniu napięcie na fotorezystorze sięga 120VAC. I co na to ten biedny siarczek cynku (fotopółprzewodnik) ? Ano nic, działa sobie już kilka lat.

*siarczek kadmu CdS (zreszta toksyczny, powoli wycofywany, wiec opróżniajcie sklepy, za kilka lat moga byc całkowicie wycofane. Juz dzis normy nie pozwalają na konstrukcje jakichkolwiek urządzeń zawierający kadm - jak w przypadku soli H2SO4 fotorezystora.
Dzieki za pomoc. Tak, to ma byc dokładnie czujnik zmierzchu swiatla dziennego (słonecznego) najlepiej spełnia sie w roli lekko zasłoniętego fotorezystora taśma izolacyjna. Swoja droga, słońce emituje sporo podczerwieni (jak wszystko co emituje jakakolwiek promieniowanie w postaci ciepła) - wiec czy fototramzystor IR dałby rade? Jesli tak, to jakie wartosci rezystorow dac?

Wielkie dzieki
Pozdrawiam!

autor wrote:

Testowalem rożne elementy w celu porównania ich czułości i utknąłem na podłączeniu fotodiody: podłączam tak samo jak LDR czy LTR, próbowałem zaporowo, w kierunku zasilania i nic. Naświetlaniem fotodiody (próbowałem rożnych

Ten układ w ogóle nie nadaje się do testowanią fotodiod.
Musisz zrobić wzmacniacz prądu stałego na TL061. O wzmocnieniu ze 20.
Z zerowanym dryftem wejściowym.
Zasilanie +15 do +24V . Asymetryczne.
Prosta robota, mało elementów.
Napięcie na wyjściu TL061 będzie idealnie proporcjonalne do tego co daje fotdioda.
Układ nie będzie się "rozjeżdżał" w temperaturze.
TL061 to kilka zł w detalu.
W hurcie (100szt.)ok. złotówki.

#15 - H2SO4 to kwas siarkowy, a fotooporniki zawierają CdS (takie co lepsze), i raczej ich nie wycofają. Kadm owszem, jest trujący, ale w fotooporniku jest go bardzo mało i łatwo się nie wydostaje. Co do fototranzystora, to trzeba by sprawdzić, jaki jest jego prąd przy takim oświetleniu, jakie ciebie interesuje, bo w notach katalogowych nie podają. Fotoopornik powinien wykryć 0.1 luksa - Księżyc w pełni przy ładnej pogodzie daje nieco więcej. Pytanie, jak z zależnością prądu ciemnego od temperatury - fotodioda w temperaturze 25 C wykrywa 1 luks, ale jej prąd ciemny szybko rośnie z temperaturą i nieco cieplejsza może przepuszczać taki prąd, jakby była oświetlona paroma luksami. Z fototranzystorem pewnie będzie podobnie. Prąd fotodiody powinien dać się wykryć przy oświetleniu kilkanaście luksów tanim miernikiem cyfrowym na zakresie 200uA, a na zakresie 200mV, jeśli ten miernik ma impedancję 1M, powinien zmierzyć nawet prąd ciemny. A wiedząc, jakie są prądy przy jakim oświetleniu można dobierać układ.

Quote:

Swoja droga, słońce emituje sporo podczerwieni (jak wszystko co emituje jakakolwiek promieniowanie w postaci ciepła) - wiec czy fototramzystor IR dałby rade?

Zauważ że wśród fotoelementów które mają maksimum czułości w podczerwieni są takie z filtrem światła widzialnego, albo bez.

Quote:

Pytanie, jak z zależnością prądu ciemnego od temperatury - fotodioda w temperaturze 25 C wykrywa 1 luks, ale jej prąd ciemny szybko rośnie z temperaturą i nieco cieplejsza może przepuszczać taki prąd, jakby była oświetlona paroma luksami. Z fototranzystorem pewnie będzie podobnie.

W układzie z fototranzystorem na prąd ciemny prawie nie mamy wpływu, bo fototranzystor polaryzację mieć musi, a przy fotodiodzie prąd ciemny można znacząco zmniejszyć, zmniejszając napięcie polaryzacji do zera. (w układzie ze wzmacniaczem transimpedancyjnym)

_jta_ wrote:

#15 - H2SO4 to kwas siarkowy, a fotooporniki zawierają CdS (takie co lepsze), i raczej ich nie wycofają. Kadm owszem, jest trujący, ale w fotooporniku jest go bardzo mało i łatwo się nie wydostaje. Co do fototranzystora, to trzeba by sprawdzić, jaki jest jego prąd przy takim oświetleniu, jakie ciebie interesuje, bo w notach katalogowych nie podają. Fotoopornik powinien wykryć 0.1 luksa - Księżyc w pełni przy ładnej pogodzie daje nieco więcej. Pytanie, jak z zależnością prądu ciemnego od temperatury - fotodioda w temperaturze 25 C wykrywa 1 luks, ale jej prąd ciemny szybko rośnie z temperaturą i nieco cieplejsza może przepuszczać taki prąd, jakby była oświetlona paroma luksami. Z fototranzystorem pewnie będzie podobnie. Prąd fotodiody powinien dać się wykryć przy oświetleniu kilkanaście luksów tanim miernikiem cyfrowym na zakresie 200uA, a na zakresie 200mV, jeśli ten miernik ma impedancję 1M powinien zmierzyć nawet prąd ciemny. A wiedząc, jakie są prądy przy jakim oświetleniu można dobierać układ.

To prawda, fotooporniki sa świetnym elementem znajdującymi spektrum zastosowań.
*Male korki z chemii: siarczek kadmu = sól kadmowa kwasu - produkowana zarówno w warunkach laboratoryjnych.. Jak i w domowym laboratorium. Ja wlasnie w swoim ze ciekawości przeprowadziłem doświadczenie, efekty opisze i podam dzis wieczorem, lub jutro rano - na pewno zainteresuje to elektroników rozważających wcześniej studia związane z chemia i nie tylko.
Cel badania: Zmiana w oporności pod wpływem dotyku siarczku kadmu/oświetlenia na rożnych stopniach utlenienia i próba zrobienia "homemade fotorezystora. Ciekawy jestem co z tego bedzie:
H2S + CdCl2 --->2 HCl + CdS.
Reakcja następuje w środowisku kwaskowym!
Wariant patentowy, sposob mnostwo,


Za rozwiązania dziękuje! Wszystkie były pomocne - rozwiązano.
Do zamknięcia.
Pozdrawiam!

9.7 dB wrote:

To prawda, fotooporniki sa świetnym elementem znajdującymi spektrum zastosowań.

Za wcześnie żebyś mógł to stwierdzić, poza tym to pustosłowie, równie dobrze mógł byś zamiast "fotooporniki" wstawić w to zdanie dowolną inną nazwę elementu elektronicznego. Dopiero co, powyżej, napisano ci co i jak, potrafisz choćby powtórzyć? Albo użyć tego "świetnego" elementu w dowolnym zastosowaniu wymagającym jakiegoś fotodetektora?
Nie napiszesz nic co by było na temat i na poziomie?

9.7 dB wrote:

*Male korki z chemii: H2SO4 +

To jest na poziomie szkoły podstawowej, poza tym chcesz uzyskać CdSO4 czy CdS?. Materiały na półprzewodniki muszą być bardzo wysokiej czystości, nie wyobrażaj sobie że w garażu zrobisz CdS na fotoopornik

Czytaj ze zrozumieniem. Wszystko sie zgadza: w elektronice jestem zielony, poznaje dopiero ten "świat", ale jak wynika z obecnej wiedzy, ktora posiadam na temat elektroniki (znikomej jak na razie)

Dlaczego uważasz, ze za wcześnie na badanie fotorezystorow?
Mam wystarczająca wiedzę z chemii - myśle, ze przy dokładnym poukładaniu wiedzy, za pomocą otrzymanego siarczku kadmu bez problemu można przeprowadzić wiele obserwacji, ze wzgledu na nietypowe właściwości np tej wlasnie soli.
Kwas siarkowy (VI) był mi potrzebny do OTRZYMANIA siarkowodoru (H2S).
Chcesz, moge Ci podać ciekawe informacje na poziomie studiów organiki nt związków kadmu z elektronika i masę żależności (o ktorych z kolei nie wiem, uczę sie na własna rękę elektroniki/ elektryki - w tym wypadku oczywiste, ze nie mam szans na rzetelna polemikę z Toba, czy innymi elektronikani, ale dziwie sie, ze spotykam sie z atakiem spowodowanym doświadczeniami.. Juz stracone w 2 probówkach. Jutro opisze obserwacje.

9.7 dB wrote:

Mam wystarczająca wiedzę z chemii - myśle, ze przy dokładnym poukładaniu wiedzy, za pomocą otrzymanego siarczku kadmu bez problemu można przeprowadzić wiele obserwacji, ze wzgledu na nietypowe właściwości np tej wlasnie soli.

Chemia to nie jest technologia elektronowa. Nie ta bajka kolego.

jarek_lnx wrote:

Materiały na półprzewodniki muszą być bardzo wysokiej czystości, nie wyobrażaj sobie że w garażu zrobisz CdS na fotoopornik

To też jeszcze nie wystarczy.
Trzeba utworzyć warstwę CdS o grubości mikronów na odpowiednim podłożu.

9.7 dB wrote:

ale dziwie sie, że spotykam się z atakiem spowodowanym doświadczeniami.. Juz stracone w 2 probówkach. Jutro opisze obserwacje.

To co napisał kolega to nie jest żaden atak na ciebie tylko realna ocena tego co robisz.

Kolego obudź się - żyjesz w 21 wieku.
W 21 wieku mamy literaturę i Jest kompletnie bezsensownym i bezcelowym zajęciem powtarzanie tego w garażu, co ludzie przebadali na uczelniach 100 lat temu.
Kolego - książki są po to, żeby po raz drugi nikt nie "musiał wyważać"
otwartych drzwi.
Podobno masz pojęcie o chemii - poczytaj "chemical abstracts" tam jest wszystko.
Wiesz co to takiego "chemical abstracts" ?

9.7 dB wrote:

*siarczek kadmu CdS

Slusznie, przepraszam.
@_jta_ No i całe Bractwo, zapomniało o fotopowielaczu. Fotopowielacz do wyłącznika zmierzchowego, bo tego zabrakło w tym ,,doktoracie"

Według resistorguide fotoopornik CdS ma charakterystykę widmową podobną do oka; PbS jest czuły na podczerwień. Były też z Ge i Si.

Zjawisko fotoprzewodnictwa odkryto w 1873 roku, podaje Radio Electronics, razem ze sporą dozą informacji o konstrukcjach fotooporników.

Krzysztof Kamienski wrote:

@_jta_ No i całe Bractwo, zapomniało o fotopowielaczu. Fotopowielacz do wyłącznika zmierzchowego, bo tego zabrakło w tym ,,doktoracie"

Nikt o niczym nie zapomniał.
Piszemy w temacie.
Autor bada elementy tym układem, na koniec ma ochotę samemu zrobić fotorezystor.
Może to nie jest droga na 21 wiek ale dobrze świadczy o autorze tematu.

Czesi :"W Ceskoslowensku nic se ne dela podle licencji"
W Polsce nie było takiego myślenia.

Czytaj ze zrozumieniem. Wszystko sie zgadza: w elektronice jestem zielony, poznaje dopiero ten "świat", ale jak wynika z obecnej wiedzy, ktora posiadam na temat elektroniki (znikomej jak na razie)

Dlaczego uważasz, ze za wcześnie na badanie fotorezystorow?
Mam wystarczająca wiedzę z chemii - myśle, ze przy dokładnym poukładaniu wiedzy, za pomocą otrzymanego siarczku kadmu bez problemu można przeprowadzić wiele obserwacji, ze wzgledu na nietypowe właściwości np tej wlasnie soli.
Kwas siarkowy (VI) był mi potrzebny do OTRZYMANIA siarkowodoru (H2S).
Chcesz, moge Ci podać ciekawe informacje na poziomie studiów organiki nt związków kadmu z elektronika i masę żależności (o ktorych z kolei nie wiem, uczę sie na własna rękę elektroniki/ elektryki - w tym wypadku oczywiste, ze nie mam szans na rzetelna polemikę z Toba, czy innymi elektronikani, ale dziwie sie, ze spotykam sie z atakiem spowodowanym doświadczeniami.. Juz stracone w 2 probówkach. Jutro opisze obserwacje.

Hm... ciekawi mnie, jakie parametry będzie miał fotoopornik zrobiony "domowym" sposobem.

I co z tymi parametrami? To ostatnie "jutro" było wczoraj, a opisu nie ma...

Co do możliwości zmierzenia prądu fotoelementu - właśnie sprawdziłem, że tani miernik (za 10zł z hipermarketu, marka TopTools) ma opór wewnętrzny 1M na zakresach napięciowych, w tym na 200mV - to oznacza, że można mierzyć prąd 200nA z rozdzielczością 0.1nA - to już wystarczy nawet na fotodiodę, tylko potrzebne jest zewnętrzne zasilanie, kilka V. Natomiast użycie jego omomierza nie pozwoli zmierzyć oporności typowego fotoopornika w ciemności - ma zakres tylko do 2M, a fotoopornik w ciemności może mieć i ponad 100M.