Misuratore di potenza ottica, idee costruttive

[boiler]

Peak DC Current = 10mA. Quindi a 0,4 A/W posso misurare potenze ottiche fino a 25mW ?
Mi sembra molto poco per un diodo simile..

Ti sembra poco?
Il diodo ha un diametro di 3.75 mm.
25 mW su questa superficie sono 2500 W/m^2
A titolo di confronto, in estate, a mezzogiorno, in pieno sole hai 1050 W/m^2

Devi attenuare otticamente il laser (filtri neutri).

Boiler

[thunderbolt128]

Quindi con un filtro a densità ottica neutra come quello per le fotocamere posso ovviare al problema?
Ad esempio, con un filtro ND4 ho il 25% di trasmittanza, percui un fascio di 100mW viene attenuato a 25 mW?

[boiler]

Sì, è giusto

Ciao Boiler

[thunderbolt128]

Sto studiando sul seguente pdf i convertitori corrente tensione.
http://www.itimonaco.it/documpdfvari/fi ... vIVeVI.pdf
Qualcuno può aiutarmi con la configurazione da scegliere ed il dimensionamento componenti? Pensavo alla configurazione non invertente. Se riesco a tirar fuori una tensione legata alla corrente che passa sul diodo posso finalmente darla in pasto all'ADC del microcontrollore e mandare a display il valore letto correggendolo in base alla lunghezza d'onda e un eventuale filtro ottico che attenua la potenza da misurare.

Inoltre, sia per motivi di approvigionamento, sia per specifiche tecniche più adeguate ho cambiato fotodiodo: http://it.rs-online.com/web/p/products/ ... ?sra=p&r=t
Superficie molto più ampia, spettro di colori più vasto e corrente max = 10mA.
Densità ottica massima: 10mW/cm2

Grazie mille per l'aiuto prestato fino ad ora, non sapete quante cose ho imparato su questo forum dopo 4 anni di permanenza

[boiler]

Sto studiando sul seguente pdf i convertitori corrente tensione.
http://www.itimonaco.it/documpdfvari/fi ... vIVeVI.pdf
Qualcuno può aiutarmi con la configurazione da scegliere ed il dimensionamento componenti?

Beh, quel documento è decisamente scarno.
Il circuito da usare è il primo, ma completo di capacità di compensazione.
Guarda piuttosto il PDF della Hamamatsu che ti ho linkato oppure questo documento:
http://www.ti.com/lit/an/sboa055a/sboa055a.pdf

Boiler

[mpar85]

Ciao, sono interessato anche io ad una simile realizzazione, non ho sufficienti conoscenze per esserti di aiuto, ma seguirò con piacere il topic per rubare qualche idea.
Matteo

[thunderbolt128]

Ciao boiler, Il documento della TEXAS INSTRUMENTS da te linkato risulta ben chiaro, ma quella sfilza di formule ahimè tende a portarmi in uno stato confusionario. Da quello che ho capito gli amplificatori a transimpedenza sono soggetti ad un oscillazione che risulta di disturbo per il corretto funzionamento del circuito. La resistenza di feedback incide sul guadagno dell'amplificatore ed è più piccola della resistenza interna equivalente del fotodiodo. Dimensionare la resistenza non dovrebbe preoccuparmi, sono piuttosto preoccupato dal dimensionamento del condensatore, ma sto studiando il pdf con il massimo dell'impegno e spero di capire senza troppi problemi
Nel frattempo ho preso il grafico A/W, l'ho ingrandito il massimo possibile con lo zoom (6400%), ho catturato delle schermate e ritagliandole ed incollandole precisamente su un editor immagini sono riuscito ad ottenere valori precisissimi facendo la scala delle misure fisiche con le quali avevo a che fare. Questo è il risultato con la gamma di lunghezze d'onda che mi interessano misurare:
405 nm: 0.264
445 nm: 0.308
450 nm: 0.312
462 nm: 0.323
456 nm: 0.325
515 nm: 0.362
520 nm: 0.366
532 nm: 0.374
638 nm: 0.433
Ho fatto dei semplici conti per rendermi conto della corrente con la quale avrò a che fare. Considerando che il costruttore mi consiglia di non eccedere sopra ai 10mw/cm2 di potenza ottica (1cm2 è anche la superficie del nostro fotodiodo), con questa potenza massima misurabile, in base alla lunghezza d'onda in gioco avrò rispettivamente:
Imax = 0,00264 A (con sensibilità minima alla lunghezza d'onda)
Imax = 0,00433 A (con sensibilità massima alla lunghezza d'onda)

La curva del fotodiodo in questione è "DP/SB Series"
La corrente minima, correggetemi se sbaglio, dovrebbe corrispondere alla "dark current" del fotodiodo, che in questo caso non riesco a trovare. Riporto il datasheet sperando che qualcuno più sveglio di me ci riesca
PIN-10DPI SB
http://docs-europe.electrocomponents.co ... 37f704.pdf
In teoria, chiedo venia se sparo castronerie, una volta trovate le correnti in gioco dovremmo essere in grado di iniziare a dimensionare il circuito?
P.S. boiler, cosa intendi per capacità di compensazione?

[elfo]

Vorrei mettere rapidamente in evidenza alcune cose - mi occorrera' poi un po' di tempo per fornirti ulteriori info (devo organizzarle in modo comprensibile )

1) condivido pienamente le info e i link che ti hanno fornito
2) valuterei pero' attentamente se il fotodiodo e' il sensore migliore per la tua applicazione (vedi di seguito)
3)

il costruttore mi consiglia di non eccedere sopra ai 10mw/cm2 di potenza ottica

Se il fascio laser ha una sezione di 1 mm2 la Potenza max sul diodo sara' 100 uW (0.1 mW) (senza attenuatore)
4)

Nel frattempo ho preso il grafico A/W, [cut] sono riuscito ad ottenere valori precisissimi facendo la scala delle misure fisiche

Col piffero!!! I valori del grafico sono *tipici*
Se non ricordo male (devo controllare) un sensore calibrato (dal costo congruente) ha una "Calibration Uncertainty" dal 5% all' 8% - Tipico nel nostro caso quanto vale?
5)

La corrente minima, correggetemi se sbaglio, dovrebbe corrispondere alla "dark current" del fotodiodo, che in questo caso non riesco a trovare. Riporto il datasheet sperando che qualcuno più sveglio di me ci riesca
PIN-10DPI SB

Non c'e' perche' essendo un fotovoltaico non ce l'ha - quello che conta per calcolare il rumore totale dello strumento (e quindi la Potenza minima rivelabile) e' il NEP (Noise Equivalent Power) vedi https://en.wikipedia.org/wiki/Noise-equivalent_power

In sostanza se devi misurare potenze fino a qualche W il diodo deve essere attenuato e l'attenuatore potrebbe *non* essere un filtro neutro perche' insufficiente/non adatto.

Lunedi dovrei riuscire a:

- postare una foto / schema meccanico-ottico di un filtro per fotodiodi
- ulteriori info anche sul calcolo del circuito a transimpenza

[thunderbolt128]

Ciao elfo, quindi l'incertezza del valore "tipico" non riuscirebbe a fornire una misura minimamente affidabile? Parlo di errori del 10-15%
La calibrazione per me sarebbe un grosso scoglio, non saprei proprio come fare sia come costi sia trovare chi sia in grado ed abbia le attrezzature.
Mi hai detto che il fotodiodo da me scelto potrebbe non essere la scelta migliore: consiglieresti di cambiare proprio tipologia di trasduttore o di utilizzare un fotodiodo con caratteristiche diverse?

[mpar85]

A proposito di quello che ha detto elfo sarebbe abbastanza interessante sapere se, la curva dai valori "tipici", sia semplicemente traslata di poco sul piano cartesiano ma mantenga la stessa forma, oppure se possa avere una forma anche lievemente diversa. Nel primo caso basterebbe una taratura sola per sistemarlo, ed inoltre, anche senza taratura avresti una misurazione non precisa ma tutto sommato ripetibile, potresti ugualmente usarlo per confrontare fasci luminosi di potenza diversa :)
Matteo