A/D Converter

Liebe Gemeinde,

ich moechte mit einem ATmega16 (oder 8, ich weiss noch nicht genau) ein Belichtungsmessgeraet bauen das gleich die Belichtungsschaltuhr von einem Foto-Vergroesserer steuert. Das hab ich mir, um erstmal auszuholen, so vorgestellt, dass zuerst die dunkelste Stelle und dann die hellste Stelle im Bild gemessen wird, woraufhin der Wert mit einer Tabelle zu einer Belichtungszeit umgerechnet wird (Mit Speichern der Papiersorte etc). Manuell hab ich den schonmal mit einem Belichtungsmesser gemacht dessen Sensor ich einfach ohne Diffusor benutzt habe (Werte ergaben daher keine verwertbaren Einheiten, nur Relationen). Das Hauptproblem liegt wohl darin das die Beleuchtungsstaerke im Bereich

1 Lux bis weit darunter liegt. Das 2. Problem ist der zu messende Gesamtkontrast von etlichen Groessenordnungen (kleines Bild Weisse Stelle bis grosses Bild Schwarze Stelle). Also die schwaerzeste Stelle muss einen brauchbaren Messwert abgeben. Bekannt ist nach dem Eintesten immer die Lichtmenge die das Papier braucht um ganz schwarz zu werden bzw ganz weiss zu bleiben. (Der Fotograf nennt das "Split-Grade"). Die Messbeleuchtung hat eine Rote Farbe aus einer roten LED (Jehova, ich weiss;o)).

Meine Fragen:

- Kann ein LDR in diesem Helligkeitsbereich ueberhaupt zuegig operieren und ca.5 Messwerte pro Sekunde ermoeglichen, oder ist er prinzipiell zu Traege?

- Kann ich die Aufloesung von 10 Bit dadurch Steigern dass ich kurzerhand den Spannungsteiler umschalte, oder macht das eigentlich keinen Sinn? Also mit 2 Controlerpins den Widerstand gegen Vcc vorgeben:

___ -|___|---+ 1M | ___ | -|___|---+ 10k | ADC ---------+ .-. | |LDR | | '-' | GND ---+ (created by AACircuit v1.28.6 beta 04/19/05

formatting link

Hat vielleicht jemand einen Hinweis worauf ich achten sollte? Ich dachte das Rauschen mit 2-4 Messungen zu umgehen.

Ein 12odermehr-Bit ADC ist mir dann erstmal zu unsicher mit der kommunikation, ich hab da immer so meine Probleme ;o). Programmiert wird in Bascom (schonwieder Jehova gesagt ;o)))

Wie koennte ich das optimieren um die Messung gleich irgendwie Logarithmisch zu machen?

TIA, bye uwe

--
--
Skype: unscharfer_pfeffer ## ICQ: 453740861 ## www.pssg.de
Reply to
Uwe 'hammernocker' Roßberg
Loading thread data ...

Warum denn keine Photodiode? Die sind billig und bei meiner letzten Entwicklung damit kam im Bereich 0mW bis 1mW weit mehr als Deine 12bit raus. Das war eine Photodiode, die mehr als 10mW ohne Saettigung abkonnte. Was Geschwindigkeit angeht, wir machen damit laessig 50MHz. Geht noch wesentlich mehr, brauchten wir aber nicht.

In LDR ist Cadmium drin. Ist das laut Bruessel jetzt nicht alles poese, poese?

--
Gruesse, Joerg

http://www.analogconsultants.com/

"gmail" domain blocked because of excessive spam.
Use another domain or send PM.
Reply to
Joerg

Uwe 'hammernocker' Roßberg schrieb:

Viel zu träge. Nimm einen Fototransistor, ggf Darlington.

Gruß Dieter

Reply to
Dieter Wiedmann

Joerg schrieb:

Nehmen wir als Lichtquelle eine rote LED mit 630 nm an, entspricht das 1 Lux*1.46 mW/m^2/lx * 0.27 = 400 µW/m^2. Das entspricht 10^9 Photonen/mm^2/s.

Bei einer angenommenen Quanteneffizienz von 0.5 und einer Minimalbeleuchtungsstärke, die 16 Bit unter deinem Maximum von 1 Lux liegt, erhält man mit einer 4 mm^2-Photodiode einen Photostrom von 40000 Elektronen/s oder 6 fA.

Mir momentan auch keine Photodiode ein, die einen wesentlich geringeren Dunkelstrom liefert. Wenn ich mich also so spät nicht verrechnet habe, ist allein schon das Frontend für so geringe Beleuchtungsstärken kein Zuckerschlecken. Wie du das noch 50 MHz schnell machst, würde ich gerne sehen ;-). Außerdem sieht man daran schön, wie hell so ein einfacher Laserpointer wirklich ist.

Die Dinger sind eher träge und bei so niedrigen Beleuchtungsstärken sagt mir mein Bauchgefühl daß die Messung mehrere Sekunden benötigt.

Bei so hohen Widerstandswerten, wie sie bei Dir im Dunkeln auftreten, würde ich nicht direkt an den ADC-pin gehen. Du brauchst vermutlich einen OP-Amp mit FET-Eingang als Buffer. Oder nimm gleich mehrere (z. einen TL074), mit passendem Gain, für jeden Meßbereich einen. Gruß, Jürgen

--
GPG key: 
http://pgp.mit.edu:11371/pks/lookup?search=J%FCrgen+Appel&op=get
Reply to
Jürgen Appel

Ok, unsere JDS Uniphase Dioden liegen bei 80fA. Ich hatte nicht an die geringe Beleuchtungsstaerke in diesem Fall gedacht. LDRs habe ich allerdings als sehr "noisy" in Erinnerung.

Das Frontend war nicht von Pappe, genau deswegen hatten sie mich ja geheuert. Aufgespalten, ein Teil fuer den Audiobereich und dann der HF Teil fuer alles darueber (wir mussten bis 0Hz herunter). Die Schaltungsdetails darf ich aus naheliegenden Gruenden nicht preisgeben.

Die Temperaturstabilitaet ist auch so eine Sache.

Das ist sicher ein Fall fuer eine Kaskode. Den TL074 wuerde ich aber nicht nehmen. Der rauscht eh schon von sich aus ordentlich und das Knie liegt hoch, bei etwa 500Hz. Darunter zischt er ab, Figure 19:

formatting link

Dieser macht sich deutlich besser, Seite 7 oben rechts:

formatting link

--
Gruesse, Joerg

http://www.analogconsultants.com/

"gmail" domain blocked because of excessive spam.
Use another domain or send PM.
Reply to
Joerg

Ja. Hab' neulich in einer Zeitschrift einen (fast-)Drop-In-Ersatz für LDRs gesehen: Spannungsgesteuerter Widerstand mit Phototransistor, Grünfilter und anscheinend auch Tiefpassfilterung.

Gruß Henning

Reply to
Henning Paul

( Ich vermute mal es wird eine Fotodiode die im sichtbaren Bereich arbeitet ).

Der übliche handgestrickte "Präzisions"-Wandler

formatting link
will bereits Doppel-Transistoren und wenn man Temperaturkompensation wollte einen kaum beschaffbaren Thermistor/Widerstand.

Array per Heizer temperieren könnte wegen Lecktrom Probleme haben, wird aber hier so gemacht: Linear Technology AN 5 Bild 4:

formatting link
Solche RCA Arrays gibts noch bei Reichelt, CA3096 aber glaube ich gerade nicht. Bei ebay aber häufiger zu haben.

Schaltungen ohne besondere Temperaturkompensation gibts viele in der Literatur. Z.B. Bild 20 in

formatting link

MfG JRD

Reply to
Rafael Deliano

Jürgen Appel schrieb:

Alles kein Problem mit einem PMT, bei der tiefsten Lichtmenge hier. Aber der Bereich ist wieder einmal dort, wo zuwenig Licht für Photodiode und zuviel für PMT da ist.

--
mfg Rolf Bombach
Reply to
Rolf_Bombach

Rafael Deliano schrieb:

formatting link

Wenn man die Photodiode thermostatisiert kann man deren Spannung direkt als logarithmisches Mass der Beleuchtung nehmen.

Ist mit PTC R6 kompensiert, so mehr oder weniger. In andern national-AN (240 etwa) wird auf Weitbereichs-I/F Wandler hingewiesen. Gibt sicher irgendwo auch einen logarithmischen. Ist AFAIK so ein Lieblingsgebiet von Bob Pease.

--
mfg Rolf Bombach
Reply to
Rolf_Bombach

Uwe 'hammernocker' Roßberg schrieb:

Danke erstmal allen fuer die zahlreichen Hinweise. Also:

- ich nehm einen Fototransistor.

- diesen Verstaerke ich mit einem teuren OPV

- mit 2-3 OPVs fuer 2-3 Messbereiche

- Temperatur behalte ich im Hinterkopf

Damit komm ich wahrscheinlich erstmal ein ganzes stueck weiter. Die Temperatur der LED die das Messlicht liefert werd ich auch ueberwachen muessen (ist mir gerade eingefallen). Ich heize Kurzerhand den Kuelkoerper auf Betriebstemperatur.

Nochmel zu der Sache mit dem logarithmischen Verstaerker: Ich habe gerade im Schaltungssammlungsbuch (das 10-Baendige von Franzis) in Band

3 Seite 390 eine Schaltung gefunden die mir nicht sooo kompliziert erscheint:
formatting link
Keine Ahnung warum ich de nich gleich geguckt habe. Zur Gaenze verstehen muss ich sie noch ;o)

Ich brauche eine Genauigkeit von ca. 10 Stufen pro Verdopplung/Halbierung der Lichtstaerke. 5 Stufen reichen auch, sind aber die Grenze. Wenn ich nun eine Spule statt dem Drehspuldingens benutze, und an deren Enden 2 Vergleichereingaenge montiere, komme ich damit in die fragliche Groessenordnung?

Haett ich gewusst das es doch se kompliziert ist, haette ich es gelassen ;o))

Nochmal die meiner Ansicht optimale Ausgangsspannung um 10 Bit ordentlich zu nutzen:

4.5V=1lx 4.2V=0.5lx 3.9V=0.25lx 3.6V=0.125lx 3.3V=1/16 lx 3V=1/32 lx usw...

THX und bye Uwe

--
--
Skype: unscharfer_pfeffer ## ICQ: 453740861 ## www.pssg.de
Reply to
Uwe 'hammernocker' Roßberg

Teuer? Der LM833 kostet hier weniger als einen Dollar, wenn man nur einen kauft. Sonst um die $0.50. Dafuer gibt's heutzutage nicht mal mehr einen Lutscher.

Oder die FB-Widerstaende umschalten. CD4051 laesst gruessen :-)

Hope this helps:

formatting link

--
Gruesse, Joerg

http://www.analogconsultants.com/

"gmail" domain blocked because of excessive spam.
Use another domain or send PM.
Reply to
Joerg

Uwe 'hammernocker' Roßberg schrieb:

Ich glaube mir wird das langsam zu kompliziert. Fuer Euch mag das Basiswissen sein, ich komm nich wirklich klar. Wenn die Messung nun eben 2 Sekunden dauert, dann Dauert sie das halt. Ich nehme einen LDR und schalte unterschiedliche Spannungsteiler zu. Wenn ich im Entwicklerbad nicht die Temperatur regle hat die groesste Genauigkeit keinen Zweck. Ich meine es ist doch nur fuer einen alten Vergroesserer. So dolle Fotos mach ich dann ja nich das es so darauf ankaeme. Ausserdem gehoert da noch mehr dazu als Standerdmaessig auf Schwarz- und Weisspunkt zu Belichten.

Danke euch aber vielmals fuer die Hilfe, es war ausgesprochen interessant. Ich Werd mal noch Anschluesse fuer einen Fototransistor vorsehen, bzw. erstmal eine Probeapparatur zusammenbasteln.

Ich danke Euch recht herzlich und halte euch auf dem Laufenden (falls es jemand wissen will ;o))

THX und bye Uwe

--
--
Skype: unscharfer_pfeffer ## ICQ: 453740861 ## www.pssg.de
Reply to
Uwe 'hammernocker' Roßberg

Moin!

Oder anders gesagt: Quelle schnell ein/ausschalten und Signal synchron gleichrichten (lock-in amplifier), anders wird man die Anforderungen zumindest mit Photodioden nicht erreichen können.

Gruß, Michael.

Reply to
Michael Eggert

Rolf_Bombach schrieb:

Hallo,

wenn man die Verstärkung der Logarithmierschaltung mit den Dualtransitoren ändert (erfordert höheren Widerstand R1) dann kann man auch leichter beschaffbare Thermistoren wie z.B. den KTY 81 mit 1kOhm verwenden nach einer Linearisierung der Kennlinie mittels Parallelwiderstand. Die Verstärkung muss geändert werden wegen unterschiedlichem Temperaturkoeffizient (3500 ppm versus 0,79 %/K).

Bernd Mayer

--
Schäuble, wenns Dir hier nicht gefällt, dann geh doch nach drüben!
Reply to
Bernd Mayer

In Linear Brief 37 "Low current Ammeter"

formatting link
ist die Temperaturkompensation wenn überhaupt auch nur sehr implizit vorhanden.

Ein linearer i/f wäre für Belichtungsmesser wohl auch gangbarer Weg weil meist 16 Bit Timer/Zähler im Controller vorhanden sind. "5 Messwerte pro Sekunde" kann allerdings Anforderung an Geschwindigkeit Schaltung schwierig machen.

MfG JRD

Reply to
Rafael Deliano

Rafael Deliano schrieb:

Schön formuliert ;-). Ich denke aber, gerade in diesen älteren Schaltungen steckt viel Knowhow. D2 produziert das Si-Bandgap bei 0 K, Q3 subtrahiert dann davon das thermisch aufgeweichte Bandgap bei einem gewissen Strom. Ich nehme mal an, man geht davon aus, dass diese Strom so ungefähr gleich bleibt ;-). Ist schon eine interessante Schaltung; eine andere Anwendung von diesem Trick ist im nachfolgenden LB-38 gegeben, eine Stromquelle mit exponentieller Einstellung.

--
mfg Rolf Bombach
Reply to
Rolf_Bombach

"Uwe 'hammernocker' Roßberg" schrieb im Newsbeitrag news:g77jg7$eev$ snipped-for-privacy@online.de...

formatting link
Gleich fuer Photodiodeneinsatz

-- Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at gmx dot net homepage:

formatting link
de.sci.electronics FAQ:
formatting link
Read 'Art of Electronics' Horowitz/Hill before you ask. Lese 'Hohe Schule der Elektronik 1+2' bevor du fragst.

Reply to
MaWin

Nur so als Hinweis: Die scheinen satt Marge aufzuschlagen. Statt 69 Euro gibt's Einzelstuecke des AD606 bei Digikey fuer 53 Dollars. AD640 statt

83 Euro bei Digikey unter 61 Dollars.
--
Gruesse, Joerg

http://www.analogconsultants.com/

"gmail" domain blocked because of excessive spam.
Use another domain or send PM.
Reply to
Joerg

ElectronDepot website is not affiliated with any of the manufacturers or service providers discussed here. All logos and trade names are the property of their respective owners.