Lichtmessung mit einem LDR

[iPx]

Guten Morgen,
Ich habe mit meinem Arbeitskollegen ein kleines Projekt in der Schule angefangen. Das Projekt lautet schlicht eine Brückenschaltung auf einer Platine so aufzubauen, dass wir Licht messen können. Wir haben schon Foren und etc. durchsucht aber sind nicht auf gute Informationen gekommen. Da wir so gut wie keine Ahnung über Platinen haben würden wir uns auf ein bisschen Starthilfe freuen.
Wir haben uns gedacht wir bauen die Schaltung ungefähr so auf.

licht.JPG

Unsere Spannung würden wir gehen mit einer Solarzelle realsieren.
Wir wissen nicht ob uns auch 2 Solarzellen reichen und welche wir brauchen. Widerstandswerte sind genauso noch unklar.

MFG Daniel K.

[anders]

Wir wissen nicht ob uns auch 2 Solarzellen reichen und welche wir brauchen. Widerstandswerte sind genauso noch unklar.

Das alles hängt in erster Linie von den Daten des verwendeten Anzeigeinstruments ab.
Warum messt ihr nicht einfach den Kurzschlußstrom der Solarzellen?
Dazu muß der Spannungsbedarf des Meßinstruments lediglich viel geringer sein als die Leerlaufspannung der Solarzellen.
Bereichsanpassung dann mit einem Nebenwiderstand zum Meßinstrument.

Das hat viele Vorteile, denn der Kurzschlußstrom ist über einige Zehnerpotenzen hinweg genau proportional zur Beleuchtungsstärke.

Bei eurer Schaltung hingegen ist weder der LDR linear, noch die Speisespannung der Brücke, noch die Formel für die Berechnung selbst.
Gut ist diese Schaltung nur, wenn es darum geht geringe Abweichungen von einem hohen Helligkeitswert anzuzeigen. Dazu verwendet man dann am besten ein Instrument, bei dem der mechanische Nullpunkt in der Skalenmitte liegt.

[iPx]

Wir haben diese Aufgabenstellung von unserem Lehrer bekommen. Sprich die Lichtstärke bzw Veränderung auf dem Analogem Messinstrument anzeigen zu lassen.

[anders]

Von Messen kann dann aber keine Rede mehr sein, wenn sowohl die Charakteristiken von LDR als auch der Photoelemente unbekannt sind.
Um nur "viel" oder "wenig" anzuzeigen, braucht man keine Brückenschaltung, zumal es bei eurem Ansatz sogar dazu kommen kann, daß bei steigender Lichtstärke der Meßwert wieder sinkt.
Ich werde mir diese komplizierte Berechnung jedenfalls nicht antun.

[der mit den kurzen Armen]

Ihr müsst erst mal zwei Dinge unterscheiden.
Die Stromversorgung (Solarzellen mit Spannungsstabilisierung) und die Helligkeitsmessung (Brückenschaltung mit dem LDR). Wie anders schon schrieb sind die Solarzellen alles andere als linear und damit wird die Brücke schon nicht stabil versorgt. Der LDR tut den Rest dazu, beide Unregelmäßigkeiten multiplizieren sich.

[BernhardS]

Hallo,

was ist denn an Ausgangsmaterial vorhanden? Müsst ihr das auch selbst besorgen?
Vor allem, was für ein Meßgerät wird verwendet? Bringt das jemand leihweise von zu Hause, vom Betrieb oder könnt ihr eins von der (Berufs)schule verwenden, und wenn ja was kann das?

Die Aufgabe an sich muss halt mal systematisch betrachtet werden. Da der LDR einen von der Helligkeit abhängigen Widerstand hat, muss einer der Widerstände auch einstellbar sein. Da braucht man kein Internet dafür, nur ein bißchen Logik.
Wenn ihr schon keine Brückenschaltung zustande bringt, dann bringt es auch nichts mit neuzeitlichem Firlefanz, wie Stromversorgung über Solarzellen, daherzukommen. Oder gibt es einen Ökobonus für gescheiterte aber umweltfreundliche Projekte?

Wenn ihr die Teile besorgen müsst, dann würde ich den Pollin vorschlagen. Der hat von allem ein bißchen was, ein paar LDR´s normalerweise auch. Und 9V Batterien mit abgelaufenem Datum meist auch. Die sind spottbillig, tun ihren Zweck und wenn ihr sie noch nutzt vor dem Wegschmeissen habt ihr auch was Gutes getan.

Bernhard

[opaamp]

Hallo erstmal,

ich kann mich bei eurem Anliegen nur an die Antwort von "anders" anschliessen.
Ihr habt bei eurem Gedankengang wahrscheinlich nicht daran gedacht, das die
Spannung an der Solarzelle Licht abhängig ist. Und wenn ihr das Licht messtechnich
erfassen wollt, müsst ihr es ja auch verändern. Nehmt euch ein einfaches Multimeter
und messt einmal die Spannung einer Solarzelle abhängig vom Licht.
Messt einmal den Widerstandswert des LDR in Abhängigkeit vom Licht und ihr werdet sehen,
das der Widerstandswert des LDR sich über mehrere Dekaden ändert, aber alles andere als linear.
Man kann die Kurve des LDR zwar mit einem Serienwiderstand und einem Parallelwiderstand linearisieren.
Aber ich weiss nicht ob das Eure Aufgabe war.
Wenn ihr noch Freiheiten in der Wahl der Bauelemente habt, probiert es doch einmal mit
einem Fototransistor aus. Ihr braucht nur noch einen Arbeitswiderstand von ca. 100k Ohm in den
Stromkreis einbinden eine Betriebsspannung(Batterie) anschließen und messen.

Axel F.

[iPx]

Hallo Community,
ja es tut mit mir leid. Ich bin erst aus dem 1. Ausbildungsjahr und hab noch wenig Erfahrung in dem Thema Elektronik und aufjedenfall was Solarzellen angeht.
Wenn ich jetzt richtig gelesen habe was Ihr mir übermitteln wollt soll ich statt einer Solarzelle eine Batterie nehmen da die Schwankungen der Solarzelle zu groß sind.
Bis jetzt haben wir noch keine Angaben sprich wir haben noch freien Raum was und wie wir was benutzen.
Nur ein Analoges Messinstrument wird uns gegeben,dass wir selber eichen müssen.

MfG Daniel k.

[BernhardS]

Hallo,

dann bleiben wir mal bei der bereits erwähnten Firma und schauen die LDR´s an:
http://www.pollin.de/shop/p/ODg4OTk4/Bauelemente_Bauteile/Aktive_Bauelemente/Optoelektronik.html
Früher hat man Messungen in Brückenschaltungen so gemacht, daß R3 einstellbar war. Den hat man so lange verdreht bis der Strom durch die Brücke Null war. Vielleicht unter Meßbrücke, Brückenschaltung etc. nochmal ins Buch schauen.

Eine Stromversorgung für ganz kleine Sachen, die nur kurze Einschaltzeit haben realisiert man äußerst billig und einfach so:
http://www.pollin.de/shop/dt/MTIwOTI3OTk-/Stromversorgung/Batterien/Alkali_Batterien/9_V_Blockbatterie_PAKKO_6F22_Heavy_Duty.html
10 Stück für 3€, da macht es auch nichts wenn eine Schlechte dabei ist.

Kenn jemand das Motto des reisefreudigen Meßtechnikers? Buchen Sie jetzt, eichen können Sie später!
Eichen darf nur das Eichamt - und die machen das auch nur, wenn es ums Geld geht (das Erheben von Steuern und so) oder eine hoheitliche Aufgabe damit verbunden ist. Wir Sterblichen dürfen maximal kalibrieren.

Bernhard

[winnman]

Vielleicht denken alle zu kompliziert:

LDR ist doch ein einfacher Widerstand (der halt in Abhängigkeit vom Licht seinen Widerstand ändert)

Eine Serienschaltung von Messgerät und LDR an einer SpannungsQuelle sollte doch schon mal einen halbwegs brauchwaren, sich ändernden Ausschlag des Messgerätes bewirken.

Interessant wirds nun: welcher LDR und Welches vorhandene Analogmessgerät.

Achte mal auf den Innenwiderstand des Messgeräts und auf den Widerstand des LDR (ev. Typenblatt?)

sg Winnman

[BernhardS]

Naja, bei der Fragestellung war halt eine Brückenschaltung abgebildet.

[iPx]

Vielleicht denken alle zu kompliziert:

LDR ist doch ein einfacher Widerstand (der halt in Abhängigkeit vom Licht seinen Widerstand ändert)

Eine Serienschaltung von Messgerät und LDR an einer SpannungsQuelle sollte doch schon mal einen halbwegs brauchwaren, sich ändernden Ausschlag des Messgerätes bewirken.

sg Winnman

GENAU! :) Danke erst mal für die vielen Antworten!
Also wir haben diese Schaltung auf einer Platine konstruiert und haben richtige Ergebnise bekommen.
Haben jetzt eine 9V Block Batterie als Spannungsversorgung genommen.
R1 ist ein 1KOhm Widerstand
R2 ist ein 100kOhm Poti
R3 ist ein 10KOhm Widerstand

Durch den Poti kann man das Analoge Messinstrument richtig einstellen.
Bis jetzt funktoniert die Schaltung gut!!
Wir haben noch eine LED reingebaut um den Betriebszustand anzuzeigen.
Einen Kippschalter um die Schaltung in Betrieb zu nehmen bzw. AUS zumachen.
Ich werde in den nächsten Tagen ein Foto von der Schaltung und von den Bauteilen hochladen:)