Messung an einer Silizium-LED
Eine normale LED arbeitet auch als Fotodiode. Sollte das nicht auch
umgekehrt funktionieren? Dann müsste eine Si-Fotodiode zugleich
auch eine Infrarot-Si-LED sein! Eigentlich müsste sogar jede Diode
und jeder Transistor als LED funktionieren. Wenn man im Internet danach
sucht, findet man tatsächlich Forschungen, die auf Si-LEDs
abzielen. Allerdings soll der Wirkungsgrad aus verschiedenen
Gründen sehr schlecht sein. Trotzdem müsste mein
Milli-Lux-Messgerät das nachweisen können. Für den
ersten Test habe ich erst mal eine normale LED mit einem sehr kleinen
Strom probiert. Alles muss in absoluter Dunkelheit ablaufen. Deshalb
ist es am besten, wenn der Messcontroller zugleich auch den LED-Strom
schaltet.
Der LED-Strom beträgt unter 4 µA. Die Messung mit dem Programm
Lichtsensor3.bas läuft jetzt jeweils zweimal ab, einmal mit
ausgeschalteter und einmal mit eingeschalteter LED.
'Empfindlicher Lichtsensor
'100 nF + Fotodiode gegen Vcc
'Messung einer LED bei kleinsten Strom
$regfile = "attiny13.dat"
$crystal = 1200000
Dim D As Word
'Baud = 9600
Config Adc = Single , Prescaler = Auto
Start Adc
Open "comb.1:9600,8,n,1,INVERTED" For Output As #1
Declare Sub Lux
Ddrb.4 = 1
Do
Portb.4 = 0
Lux
Portb.4 = 1
Lux
Loop
Sub Lux
D = 0
Ddrb.3 = 1
Portb.3 = 0
Waitms 10
Ddrb.3 = 0
Do
D = D + 1
Waitms 1
Loop Until Pinb.3 = 1
D = 54000 / D
Print #1 , D ; " mlx"
Waitms 500
End Sub
Download: Lichtsensor3.zip
Der
Unterschied zwischen beiden Messungen beträgt ca. 9 mlux. Mit
bloßem Auge kann ich das Leuchten nach längerer
Gewöhnung an die Dunkelheit gerade noch erkennen. Wenn man die 4
µA auf 20 mA hochrechnet, müsste die LED dann 45 lux
bringen, was realistisch ist.
Jetzt
wird es spannend! Statt der LED setze ich eine zweite Fotodiode BPW34
in die Schaltung, diesmal mit einem kleinern Vorwiderstand, sodass die
potenzielle Si-LED mit knapp 5 mA betrieben wird. Beide Dioden stehen
sich nahe gegenüber. Wenn also die Si-LED funktioniert, sollte man
es messen können.
Heureka,
es funktioniert! Die ersten Ergebnisse zeigten einen Unterschied von
einem MilliLux. Das könnte noch ein Messfehler sein. Deshalb habe
ich das Programm noch einmal aufgebohrt, sodass nun Zehntel-mlx
angezeigt werden.
'Empfindlicher Lichtsensor, Auflösung 0,1 mlx
'100 nF + Fotodiode gegen Vcc
'Messung einer Si-LED
$regfile = "attiny13.dat"
$crystal = 1200000
Dim D As Word
'Baud = 9600
Config Adc = Single , Prescaler = Auto
Start Adc
Open "comb.1:9600,8,n,1,INVERTED" For Output As #1
Declare Sub Lux
Ddrb.4 = 1
Do
Portb.4 = 0
Lux
Portb.4 = 1
Lux
Loop
Sub Lux
D = 0
Ddrb.3 = 1
Portb.3 = 0
Waitms 10
Ddrb.3 = 0
Do
D = D + 1
Waitms 1
Loop Until Pinb.3 = 1
D = D / 10
D = 54000 / D
Print #1 , D ; " mlx/10"
Waitms 500
End Sub
Download Lichtsensor 4.zip
Der
Unterschied war etwa 1 mlx. Um sicher zugehen, habe ich extern einen
Strom von knapp 50 mA zugeführt. Es konnte eine
Helligkeitssteigerung von über 10 mlx gemessen werden. Damit ist
das Ergebnis eindeutig. Die BPW34 funktioniert als Si-LED! Allerdings
hat diese Prozedur der Diode nicht gut getan. Denn nun bringt sie
als Si-LED bei knapp 5 mA nur noch ca. 0,5 mlx.
Weiter: Z-Diode und NPN-Transistror als LED