{"id":5472,"date":"2026-03-05T12:00:02","date_gmt":"2026-03-05T11:00:02","guid":{"rendered":"https:\/\/de.elv.com\/elvjournal\/?p=5472"},"modified":"2026-06-12T12:26:44","modified_gmt":"2026-06-12T10:26:44","slug":"pad-pro-exsb-fotodiode-bpw34","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/de.elv.com\/elvjournal\/pad-pro-exsb-fotodiode-bpw34\/","title":{"rendered":"PAD-PRO-EXSB-Schaltungen erkl\u00e4rt (Teil 9): Experimente mit der Fotodiode BPW34"},"content":{"rendered":"\n

PAD-PRO-EXSB-Schaltungen erkl\u00e4rt \u2013 Teil 9<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Experimente mit der Fotodiode BPW34<\/h1>\n\n\n\n

In diesem Teil unserer Serie zum PAD-PRO-EXSB<\/span> besch\u00e4ftigen wir uns mit der lichtempfindlichen Fotodiode, die im Set des PAD-PRO-EXSB enthalten ist. Anhand von Beispielschaltungen (D\u00e4mmerungsschalter und IR-Tester) erkl\u00e4ren wir den praktischen Einsatz dieser Fotodiode.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

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Licht – sichtbar oder unsichtbar<\/h2>\n\n\n\n
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Um Licht detektieren zu k\u00f6nnen, ist ein optischer Sensor erforderlich. Hier wird zwischen lichtempfindlichen Widerst\u00e4nden, kurz LDR genannt (Light Dependent Resistor), und den Fotodioden und Fototransistoren unterschieden. Die LDRs (Bild 1)<\/mark> waren fr\u00fcher sehr verbreitet, da ihre elektrischen Eigenschaften denen eines ohmschen Widerstands gleichen. Je mehr Licht auf den Sensor f\u00e4llt, desto kleiner wird sein Widerstandwert. Die Handhabung von LDRs ist somit recht einfach und bedarf keiner komplizierten Elektronik. Da diese LDRs jedoch giftige und gef\u00e4hrliche Substanzen wie Cadmium und Blei enthalten, entsprechen sie nicht den europ\u00e4ischen RoHS-Richtlinien. Aus diesem Grund werden heutzutage fast nur noch moderne Fotodioden bzw. Fototransistoren eingesetzt. In unseren Beispielschaltungen verwenden wir die Fotodiode BPW34.<\/p>\n<\/div>\n\n\n\n

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Bild 1: LDR-Fotowiderstand<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n

Im Folgenden zeigen wir, wie mit wenig Elektronik ein Infrarot-Detektor (IR-Tester) oder ein D\u00e4mmerungsschalter realisiert werden kann. Da die Fotodiode auch nicht sichtbares Licht im Infrarotbereich detektieren kann, l\u00e4sst sich damit ein einfacher Tester f\u00fcr handels\u00fcbliche Fernbedienungen auf Infrarotbasis aufbauen.<\/p>\n\n\n\n

Als Plattform zum Aufbau der Schaltungen dient das Bauteileset PAD-PRO-EXSB<\/span> und ein Experimentierboard wie z. B. das ELV-EXSB1<\/span>, das EXSB-Mini<\/span> (Fertigger\u00e4t oder Bausatz) oder ein gew\u00f6hnliches Steckboard. Die Schaltung kann auch mit handels\u00fcblichen Bauteilen auf Steckboards oder Lochrasterplatinen nachgebaut werden. Vorzugsweise sollten jedoch eher Steckboards verwendet werden, da es sich um eine Experimentierschaltung und nicht um eine praxisorientierte Schaltung handelt.<\/p>\n\n\n\n

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Fotodiode BPW34<\/h2>\n\n\n\n

Der hier verwendete Lichtsensor BPW34S (Bild 2) <\/mark>ist eine Fotodiode und besteht aus einem lichtempfindlichen Halbleiter. Dieser verh\u00e4lt sich, elektrisch betrachtet, ann\u00e4hernd wie eine normale Diode. Normalerweise wird diese Diode in Sperrrichtung betrieben. Trifft Licht auf den freiliegenden PN-\u00dcbergang (Sensorfl\u00e4che) des Halbleiters, wird ein elektrischer Strom in Sperrrichtung erzeugt. Diese lichtempfindlichen Halbleiter reagieren nicht nur auf sichtbares Licht, sondern auch auf Licht im Infrarotbereich. Somit kann der Sensor z. B. f\u00fcr einen D\u00e4mmerungsschalter oder als IR-Detektor f\u00fcr einen Fernbedienungstester eingesetzt werden.<\/p>\n\n\n\n

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Bild 2: Der Helligkeits-\/Lichtsensor BPW34S<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
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Bild 3<\/mark> zeigt die Kennlinie in Bezug zur Wellenl\u00e4nge des Lichts, und Tabelle 1<\/mark> zeigt die wichtigsten technischen Daten.<\/p>\n\n\n\n

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Tabelle 1: CM-SB-01<\/h5>\n\n\n\n
Typ:<\/strong><\/td>BPW34S (SMD)<\/td><\/tr>
Lichtspektrum:<\/strong><\/td>430-1100 nm<\/td><\/tr>
Durchbruchspannung:<\/strong><\/td>60 V<\/td><\/tr>
Erfassungswinkel:<\/strong><\/td>\u00b1 60\u00b0<\/td><\/tr>
Fotostrom:<\/strong><\/td>> 55 \u03bcA<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n<\/div>\n\n\n\n
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Bild 3: Kennlinie des BPW34S<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n
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Schaltung des IR-Testers<\/h2>\n\n\n\n

Herk\u00f6mmliche Fernbedienungen f\u00fcr z. B. Fernseher, DVD- oder Mediaplayer arbeiten in der Regel mit unsichtbarem Infrarotlicht (IR), um Fernbedienungsbefehle zu \u00fcbertragen. Modernere Ger\u00e4te kommunizieren eventuell bereits \u00fcber eine drahtlose Funkverbindung (Bluetooth), die nat\u00fcrlich nicht mit einer Fotodiode detektiert werden kann. Bevor wir uns der eigentlichen Schaltung zuwenden, schauen wir uns kurz an, welcher Struktur ein IR-Signal von Fernbedienungen folgt. Der IR-Sender (Fernbedienung) sendet kein kontinuierliches Signal, sondern periodisch wiederkehrende Impulspakete. Die Sendediode der Fernbedienung wird mit einer kodierten Impulsfolge im Frequenzbereich von ca. 38 kHz moduliert (siehe Bild 4)<\/mark>. In diesen Impulspaketen steckt die eigentliche zu \u00fcbertragende Information, auf die wir hier im Folgenden eingehen.<\/p>\n\n\n\n

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Bild 4: So sehen die Impulspakete eines IR-Signals aus.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Die doch recht \u00fcbersichtliche Schaltung unseres IR-Testers ist als Schaltbild in Bild 5<\/mark> dargestellt. Da die Fotodiode nur einen sehr kleinen Fotostrom generiert, muss dieser Strom verst\u00e4rkt werden. Dies geschieht mit einem speziellen Strom-Spannungswandler, auch Transimpedanzverst\u00e4rker genannt. Die Funktionsweise dieser Verst\u00e4rkerstufe wollen wir uns nun etwas genauer anschauen. Hierzu ist in Bild 6<\/mark> die Grundschaltung des Transimpedanzverst\u00e4rkers noch einmal separat dargestellt.<\/p>\n\n\n\n

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