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Diseño del fotometro de una camara de fotos

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elektroda.net NewsGroups Forum Index - Electronica ES - Diseño del fotometro de una camara de fotos

RF
Guest

Wed Sep 10, 2003 1:39 pm   



Hola a todos. No he encontrado en internet ningún esquema
para hacer un fotometro. Los mensajes que guarda google
de este grupo tampoco me han ayudado. Y ni tan siquiera
lo he encontrado en los grupos de usenet sci.electronics.*

¿Alguien ha experimentado con esto alguna vez?

¿CdS, fotodiodo o fototransistor?, ¿con filtro IR
incorporado, o sin él? ¿Con angulo de recepcion estrecho
o ancho?

Podeis sugerirme algún componente común para hacer pruebas?

Saludos.

PD: si conoceis alguna web, mas que el circuito en si,
lo que busco es la explicacion de como funciona.

KT88
Guest

Wed Sep 10, 2003 7:43 pm   



Esto ya salió hace tiempo, pero vamos es sencillo.

Como sensor el típico fotodiodo BPW34, seguido de un operacional configurado
como "conversor" corriente-voltaje. Mira el datasheet del fotodiodo, para
ver la relación corriente - intensidad luminosa (supongo que lo darán en
luxes), para crear varias escalas y calibrar el conjunto.

Ya solo tienes que conectar la salida del operacional a un voltímetro, por
ejemplo algo montado un integrado LM3914, que lo indique con LED's , o algo
con displays (CA3161 CA3162).

Por algún "Nueva electronica", hay un esquema de un luxómetro (supongo que
será lo mismo que un fotómetro, dispositivo para medir la intensidad de la
luz). Si no encuentras nada, te lo puedo escanear.

Lo de utilizar filtro de IR, no se que utilidad puede tener, y lo del ángulo
de recepción, ni idea, aunque supongo que hará referencia a la
direccionalidad y ancho de campo del sensor. Hay varios modelos de BPW34,
algunos incluyen en la cápsula un filtro de infrarrojos (solo dejan pasar
los infrarrojos), y supongo que tendrán aplicación principalmente en el
campo de los mandos a distancia.

Te he nombrado el BPW34, porque es bastante común, pero hay otros
fotodiodos, con diversas curvas espectrales, sensibilidad y direccionalidad.


Quote:
Hola a todos. No he encontrado en internet ningún esquema
para hacer un fotometro. Los mensajes que guarda google
de este grupo tampoco me han ayudado. Y ni tan siquiera
lo he encontrado en los grupos de usenet sci.electronics.*

¿Alguien ha experimentado con esto alguna vez?

¿CdS, fotodiodo o fototransistor?, ¿con filtro IR
incorporado, o sin él? ¿Con angulo de recepcion estrecho
o ancho?

Podeis sugerirme algún componente común para hacer pruebas?


Jorge Sánchez
Guest

Wed Sep 10, 2003 10:00 pm   



Quote:
Como sensor el típico fotodiodo BPW34, seguido de un operacional
configurado
como "conversor" corriente-voltaje. Mira el datasheet del fotodiodo, para
ver la relación corriente - intensidad luminosa (supongo que lo darán en
luxes), para crear varias escalas y calibrar el conjunto.

Normalmente, se da una relación corriente-intensidad luminosa a razón de
mA-mW/cm^2. En detectores sensibles a la longitud de onda, como es el caso
de fotodiodos y fototransistores, además se dá una curva de sensibilidad vs.
longitud de onda.

Quote:
... un esquema de un luxómetro (supongo que
será lo mismo que un fotómetro, dispositivo para medir la intensidad de la
luz). Si no encuentras nada, te lo puedo escanear.


Un luxómetro y un fotómetro, no son la misma cosa. El luxómetro da una
medida en base a la curva de respuesta natural del ojo humano (normalmente
creo que en visión fotópica). El fotómetro, mide la irradiancia del frente
de onda (intensidad por unidad de superficie), y a un rango de frecuencias
distinto.

Quote:
Lo de utilizar filtro de IR, no se que utilidad puede tener, y lo del
ángulo
de recepción, ni idea, aunque supongo que hará referencia a la
direccionalidad y ancho de campo del sensor. Hay varios modelos de BPW34,
algunos incluyen en la cápsula un filtro de infrarrojos (solo dejan pasar
los infrarrojos), y supongo que tendrán aplicación principalmente en el
campo de los mandos a distancia.


En efecto. Si lo que quieres medir es la luz visible y tu sensor tiene
una anchura espectral más grande, debes eliminar de la medida los efectos de
la luz IR recibida.

Por otra parte, lo del angulo de recepción es una medida cuantitativa de
la cantidad de luz que entrará en el fotodiodo en función del ángulo de
incidencia, como tu bien dices, la direccionabilidad del sensor.

Un Saludo
Jorge

KT88
Guest

Wed Sep 10, 2003 10:21 pm   



Quote:
Un luxómetro y un fotómetro, no son la misma cosa. El luxómetro da una
medida en base a la curva de respuesta natural del ojo humano (normalmente
creo que en visión fotópica). El fotómetro, mide la irradiancia del frente
de onda (intensidad por unidad de superficie), y a un rango de frecuencias
distinto.

No se que rangos de frecuencias son esos, que diferencian un luxómetro de un
fotómetro.

Pero si el luxómetro, da una indicación en base a la sensibilidad del ojo
humano, y el fotómetro se usa en fotografía (al menos por el que pregunta
RF), lo lógico es que ambos sean sensibles al espectro de luz visible,
entiendo pues que el mismo.

En cualquier caso, con un fotodiodo BPW34, un operacional como conversor
corriente-voltaje y un circuito que convierta el voltaje medido, a la unidad
de referencia que queramos (luxes u otra), el esquema será el mismo. Se
podría usar un PIC, para que relacione, según una tabla, el voltaje con la
unidad a visualizar.

RF
Guest

Thu Sep 11, 2003 9:11 pm   



Gracias KT88 y Jorge por las respuestas.

Creo que existen unos fotodiodos con amplificador integrado
que tiene una salida de tensión lineal en una de las
patillas dependiendo de la intensidad luminosa recibida.

Farnell lo tenía como "Photodiode with Integral Amplifier".
Tenían un encapsulado similar a un transistor. Los componentes
tenían la referencia 'TSL25X' y 'TSL26X'y costaban unos 3 euros
(eran los más baratos, había otros que costaban entre 18 y 125
euros).

Será cuestión de probar uno de estos con un voltimetro, y al
lado una cámara de fotos con exposimetro y comparar.

Saludos.

RF
Guest

Fri Sep 12, 2003 4:06 pm   



Despues de haber leído algunos datasheets (Vishay BPW21R),
me parece que se utilizan fotodiodos especiales con filtros
de correción de color de la luz visible. En el datasheet
del BPW21R dice que se utiliza como sensor para medidas de
color y exposición (fotometro/exposímetro).

La unica pega es que creo que son caros y dificiles de
encontrar. Es posible que solo los encuentre en Amidata.

Saludos.

KT88
Guest

Fri Sep 12, 2003 10:29 pm   



Yo no me complicaría mucho, buscando un fotodiodo tan especializado, sobre
todo si es muy caro.

El BPW34 es muy común y barato.
Teniendo la curva que relaciona la corriente que suministra en función de
los luxes, y la curva espectral que cubre, puedes realizar todas las
correcciones que quieras, empleando un PIC, para que en función de una
tabla, relacione el voltaje que entregue el operacional (corriente-voltaje),
con la intensidad luminosa en luxes.

Si es para fotografía, no necesitarás el que incluye filtro de infrarrojos
en la cápsula, esos se usan para mandos a distancia.
El esquema de "nueva electrónica", conmuta varias escalas y utiliza un
voltímetro a LEDS, pero quedaría más serio mostrar en un display el dato en
luxes, que parece es la unidad empleada para estos menesteres.

Si el luxómetro da una indicación en luxes, no se que unidad empleará el
fotómetro (¿el fotón? XD).



Quote:
Despues de haber leído algunos datasheets (Vishay BPW21R),
me parece que se utilizan fotodiodos especiales con filtros
de correción de color de la luz visible. En el datasheet
del BPW21R dice que se utiliza como sensor para medidas de
color y exposición (fotometro/exposímetro).

La unica pega es que creo que son caros y dificiles de
encontrar. Es posible que solo los encuentre en Amidata.


pepitof
Guest

Sat Sep 13, 2003 8:43 am   



Estoy de acuerdo. He estado viendo este hilo, y no entiendo por qué
complicarse la vida con fotodiodos a los que hay que corregirles su curva de
respuesta y demás. Los fotómetros comerciales suelen usar un LDR en vez de
un fotodiodo, y no creo que sea sólo porque son más baratos.

--

Saludos de José Manuel García
jose.mgg_at_terra.es
http://213.97.130.124


"KT88" <mmmm_at_mmm.com> escribió en el mensaje
news:bjthcc$n4hti$1_at_ID-107781.news.uni-berlin.de...
Quote:

Yo no me complicaría mucho, buscando un fotodiodo tan especializado, sobre
todo si es muy caro.

El BPW34 es muy común y barato.
Teniendo la curva que relaciona la corriente que suministra en función de
los luxes, y la curva espectral que cubre, puedes realizar todas las
correcciones que quieras, empleando un PIC, para que en función de una
tabla, relacione el voltaje que entregue el operacional
(corriente-voltaje),
con la intensidad luminosa en luxes.

Si es para fotografía, no necesitarás el que incluye filtro de infrarrojos
en la cápsula, esos se usan para mandos a distancia.
El esquema de "nueva electrónica", conmuta varias escalas y utiliza un
voltímetro a LEDS, pero quedaría más serio mostrar en un display el dato
en
luxes, que parece es la unidad empleada para estos menesteres.

Si el luxómetro da una indicación en luxes, no se que unidad empleará el
fotómetro (¿el fotón? XD).



Despues de haber leído algunos datasheets (Vishay BPW21R),
me parece que se utilizan fotodiodos especiales con filtros
de correción de color de la luz visible. En el datasheet
del BPW21R dice que se utiliza como sensor para medidas de
color y exposición (fotometro/exposímetro).

La unica pega es que creo que son caros y dificiles de
encontrar. Es posible que solo los encuentre en Amidata.



RF
Guest

Sun Sep 14, 2003 11:03 am   



Hola José Manuel,

Quote:
He estado viendo este hilo, y no entiendo por qué
complicarse la vida con fotodiodos a los que hay
que corregirles su curva de respuesta y demás

No es que quiera complicarme la vida, pero es que creo que,
si se fabrican será por algo.

Supongo que habrás leido el mensaje de Franois. A mí me
parece lógico pensar que si se le hace una foto a unas
llamas, la lectura puede estar falseada con un sensor que
sea sensible a infrarrojos.

Dice KT88 que no me complique la vida y compre un BPW34. Vale
.... pero el BPW34 tiene tres versiones: el propio BPW34, el
BPW34B y el BPW34FA. El BPW34B tiene la curva de respuesta
modificada para ser más sensible a la longitud de onda azul,
y el BPW34FA tiene un filtro de la luz diurna (sólo deja pasar
infrarrojos). ¿No te parecería lógico que séa el BPW34B más
adecuado que el BPW34 normal para esta aplicación, y el BPW34FA
totalmente inadecuado?.

Quote:
Los fotómetros comerciales suelen usar un LDR en vez de
un fotodiodo, y no creo que sea sólo porque son más baratos.

Si tienes más información sobre el diseño de los fotómetro
comerciales te agradecería que pudieras comentar algo más.
Hasta lo que yo conozco los fotómetro comerciales utilizan
un fotodiodo de silicio, y algúnos modelos utilizán 2
fotodiodos de silicio. ¿Estás seguro que utilizan LDR?

Saludos.

KT88
Guest

Sun Sep 14, 2003 1:19 pm   



Quote:
Dice KT88 que no me complique la vida y compre un BPW34. Vale
... pero el BPW34 tiene tres versiones: el propio BPW34, el
BPW34B y el BPW34FA. El BPW34B tiene la curva de respuesta
modificada para ser más sensible a la longitud de onda azul,
y el BPW34FA tiene un filtro de la luz diurna (sólo deja pasar
infrarrojos). ¿No te parecería lógico que séa el BPW34B más
adecuado que el BPW34 normal para esta aplicación, y el BPW34FA
totalmente inadecuado?.

Bueno, ciertamente el BPW34, no parece "el ideal" para cubrir el espectro de
luz visible.
En el datasheet podemos observar qeu el pico de máxima sensibilidad está en
900nm, osea el infrarrojo, y que decrece paulatinamente hasta los 350nm,
entrando en la zona (por muy poco) de los ultravioletas.

La luz visible cubre desde 380nm (violeta), hasta 780nm (rojo). Se trataría
de localizar un fotodiodo centrado en esa parte del espectro.
Fíjate en esta comparativa, y en concreto en la curva espectral del BPW21,
que tiene su pico máximo de sensibilidad, a mitad de recorrido del espectro
visible, y practicamente resulta inmune a los infrarrojos y los
ultravioletas . El BPW34B, también se extiende bastante hacia los
infrarrojos.

http://association.pastel.free.fr/pastel/document_logiciel/ballon/notes_technique/dimensionnement_du_conditionneur_d_une_photodiode.pdf

No obstante, he visto unos cuantos esquemas de luxómetros, con fotodiodos
BPW34, y francamente no creo que la radiación infrarroja, sea capaz de
alterar las medidas sensiblemente, puesto que la potencia lumínica es muy
superior (normalmente) a la radiación infrarroja que pueda desprender un
objeto.

Prueba a ver si puedes detectar un cuerpo vivo (y por lo tanto caliente,
normalmente) con un fotodiodo, verás que practicamente es imposible. Para
eso se emplean otros sensores (pyrosensibles), centrados exclusivamente en
esas longitudes de onda, y mucho más sensibles.

Toma una medición con un BPW34, sobre el mismo objeto, frío y luego
caliente, y verás que con la misma potencia de luz, no aprecias diferencias
significativas. Pero vamos si quieres precisión máxima, es cuestión de
fijarse en la curva espectral de los datasheet, y en ese sentido parece que
el BPW21 sería el idoneo, aunque personalmente dudo mucho que notes, en la
práctica, diferencia alguna.

Saludos.

KT88
Guest

Sun Sep 14, 2003 3:37 pm   



Ampliando la información, en este documento:
http://www.physics.otago.ac.nz/ELEC402/PhotoDiodes.pdf
, encontrarás practicamente toda la información que precisas.

Desde la teórica, bases de la fotometría (lux, candela, curva CIE,
luminancia, espectro electromagnético...), introducción a los fotodiodos,
curvas diversas..
Seguido de casos prácticos con varios fotodiodos.

En el apartado dedicado al BPW21, se dicen cosas como:

Fotodiodo de silico, encerrado herméticamente, en un encapsulado, con una
ventana plana que incorpora corrección de color. Sensibilidad similar a la
respuesta del ojo humano. Respuesta lineal con respecto a la iluminación.
Diseñado para ser usado en modo "foto-amperimétrico", resulta ideal para ser
usado en monitorización de la luz , instrumentación óptica y control de
cámaras.

Ancho de banda del espectro: 440nm a 680nm
Sensibilidad máxima: 560nm


En fin, supongo que si buscas más en Google, sobre el fotodiodo BPW21,
encontrarás muchas aplicaciones relacionadas con dispositivos, que cubren el
mismo espectro que el ojo humano, y con una sensibilidad similar.

pepitof
Guest

Sun Sep 14, 2003 4:05 pm   



Bueno, no es que sepa gran cosa del tema, simplemente he mirado los dos
fotómetros que tengo a mano. Uno viene incorporado en un flash, y es a LDR.
El otro es el ajuste automático de luminosidad de mi televisión y también es
un LDR. Se supone que los dos pretenden medir la luz visible, y por lo que
sé, los LDR son bastante lineales en ese rango de frecuencias.

--

Saludos de José Manuel García
jose.mgg_at_terra.es
http://213.97.130.124


"RF" <nomehag_at_asspam.es> escribió en el mensaje
news:bk1j1m$em1$1_at_nsnmpen2-gest.nuria.telefonica-data.net...

Quote:
Los fotómetros comerciales suelen usar un LDR en vez de
un fotodiodo, y no creo que sea sólo porque son más baratos.

Si tienes más información sobre el diseño de los fotómetro
comerciales te agradecería que pudieras comentar algo más.
Hasta lo que yo conozco los fotómetro comerciales utilizan
un fotodiodo de silicio, y algúnos modelos utilizán 2
fotodiodos de silicio. ¿Estás seguro que utilizan LDR?


mcesar
Guest

Mon Sep 15, 2003 11:27 am   



On Sun, 14 Sep 2003 18:05:48 +0200, "pepitof" <jose.mgg_at_terra.es> wrote:

Quote:
Bueno, no es que sepa gran cosa del tema, simplemente he mirado los dos
fotómetros que tengo a mano. Uno viene incorporado en un flash, y es a LDR.
El otro es el ajuste automático de luminosidad de mi televisión y también es
un LDR. Se supone que los dos pretenden medir la luz visible, y por lo que
sé, los LDR son bastante lineales en ese rango de frecuencias.

Por los casos que yo conozco los fotómetros "de bajo coste" suelen
llevar la LDR (sin filtro de corrección). En cambio los fotómetros de más
precisión suelen llevar un fotodiodo de silicio con un filtro de corrección.

Un saludo.

RF
Guest

Thu Sep 18, 2003 9:16 pm   



Quote:
http://www.physics.otago.ac.nz/ELEC402/PhotoDiodes.pdf
, encontrarás practicamente toda la información que precisas.

He encontrado estos otros:

http://www.microscopy-uk.org.uk/mag/artdec00/photodiode.html
http://www.dlharmon.com/lightmeter.html

Saludos.

KT88
Guest

Thu Sep 18, 2003 10:34 pm   



Quote:


Es interesante, hay un fabricante en uno de esos enlaces, que puede
interesarme.
Me refiero a su catálogo de fotodiodos sensibles a los ultravioleta.

Hace tiempo que tengo en mente un proyecto para crear una insoladora que
pueda usar diferentes tipos de tubos y bombillas de bajo consumo, y en la
que el tiempo de exposición se calcule automáticamente, en función de la
potencia y amplitud del espectro ultravioleta de los tubos o bombillas.

En su día no encontre los fotodiodos UV, y parece que la solución pasaba por
utilizar filtros fotográficos para medir el espectro "a cachos".

Ahora lo veo más factible, con esos fotodiodos que cubren desde 190nm a
400nm.

elektroda.net NewsGroups Forum Index - Electronica ES - Diseño del fotometro de una camara de fotos

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