Ein Fotowiderstand ist ein Widerstand, der seinen Wert bei Lichteinwirkung ändert. Er ist auch bekannt unter der Abkürzung LDR (engl.: light dependent resistor).
Inhaltsverzeichnis
Funktion
Photoleitung ist ein Teil des inneren photoelektrischen Effektes und bezeichnet die Zunahme der Leitfähigkeit eines Halbleiters bei Beleuchtung. Diese Zunahme der Leitfähigkeit entsteht, weil energiereiche Photonen einige Elektronen vom Valenzband in das energetisch höher gelegene Leitungsband heben.
Aufbau
Auf einer isolierenden Unterlage ist eine dünne Schicht aus besonders lichtempfindlichem Halbleitermaterial aufgebracht, wobei jedoch (im Gegensatz zu Fotodioden oder Fototransistoren) keine Sperschicht ausgebildet wird.
Fotowiderstände bestehen oft aus Cadmiumsulfid oder Cadmiumselenid, die beide etwa die gleiche Farbempfindlichkeit wie das menschliche Auge oder Fotofilme besitzen. Für eine Empfindlichkeit im Infrarotbereich werden Materialien wie Bleisulfid oder Indiumantimonid verwendet.
Die elektrischen Anschlüsse bestehen aus zwei aufgebrachten kammartigen Metallflächen, die sich gegenüberstehen. Dadurch erlangt der Fotowiderstandes seine mäanderartige Struktur.
Die gesamte Anordnung wird mit Anschlußdrähten versehen und dann mit transparentem Kunstharz beschichtet oder vergossen. Auch hermetische Metallgehäuse mit Glasfenstern sind gebräuchlich.
Kennwerte
Fotowiderstände besitzen, wie andere elektronischen Bauteile auch, eine Menge von Kennwerten. Für einen Bastler sind dabei hauptsächlich von Interesse:
- Der Dunkelwiderstand R0 ist der Widerstandswert des Fotowiderstands bei Dunkelheit. Typischerweise liegt dieser Wert im Bereich von 1 MOhm bis 100 MOhm und wird erst nach mehreren Sekunden Dunkelheit erreicht.
- Der Hellwiderstand R1000 ist der Wert des Fotowiderstands bei 1000 lx und liegt typisch bei 100 Ohm bis 2 kOhm.
Weitere Parameter, wie die Ansprechzeit (die Zeit, die nach Einschalten einer Beleuchtung von 1000 Lux nach Dunkelheit vergeht, bis der Strom durch den Widerstand 65% des vorgegebenen Wertes erreicht) oder der Spektralbereich (die materialabhängige spektrale Empfindlichkeitskurve), sind hier nur von nebensächlicher Bedeutung.
Anwendungsbeispiele
Beispiel: Dämmerungsschalter mit LDR
Lichtabhängiges Schalten einer Last (hier eine Beleuchtung) mittels Spannungsteiler und Transistor. Mit dem Widerstand RT läßt sich die Schaltschwelle einstellen.
Hier eine Schaltung aus dem Internet. Mit Relais theoretisch sogar für 220 V~ geeignet:
http://www.malo-web.de/index.shtml?dschalter
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Das Ergänzen ist also ausdrücklich gewünscht! Besonders folgende Dinge würden noch fehlen: Weitere Schaltungsbeispiele einfügen! |
Anmerkungen
Der Autor möchte hier weder die an anderen Stellen zu findenden Formelsammlungen wiedergeben, noch mit diesem Artikel ein Fachbuch ersetzten. Einzig die Grundlagen, die (auch aus eigener Erfahrung) für einen Hobby-Bastler von Interesse sind, sollen hier dargestellt werden.
Weblinks
Autor
--Frank<br\> --Williwilli - Konsolidierung mit LDR
