UV-Strahlungsmessung
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Die Strahlungsintensität des UV-Lichtes ist eine physikalische Größe, die stark von der Höhe über dem Erdboden und natürlich auch von den Wetterverhältnissen abhängt. Verwendet wird die UV-Diode SG01S-18. |
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Eine Recherche hat gezeigt, dass das Angebot an preiswerten UV-Dioden nicht groß ist. Die Wahl fiel deshalb auf zwei Dioden vom Typ SG01S-18 des Herstellers sg lux. Es handelt sich um eine UV-Breitband Photodiode mit einer aktiven Fläche von 0,06mm². Weitere Ausführungen sind z.B. auch für die Detektion von entweder UVA-, UVB- oder UVC-Strahlung geeignet. Diese sind allerdings deutlich teurer.
Die SG01S-18 hat einen Dunkelstrom im fA-Bereich (10-15 Ampere), sodass auch eine sehr geringe UV-Intensität gemessen werden kann. Zur Messung dieser wird eine Transimpedanzverstärkerschaltung benötigt. Ein Schaltungsbeispiel ist im Datenblatt angegeben, welches auch in gleicher Form umgesetzt wurde. Dieser Baustein - der LMC6001 von Texas Instruments (als Sample zu bestellen) - wandelt den Ausgangsstrom der Diode in eine proportionale Spannung um. Durch die geeignete Wahl des Widerstandwertes, kann der Verstärkungsfaktor eingestellt werden, damit die Ausgangspannung groß genug für die AD-Wandlung ist. Die Spannung wird über die Zentraleinheit auf die internen AD-Wandler des Launchpads geführt.
Unterschiedliche Quellen sagen aus, dass die UV-Strahlung mit jedem Kilometer um 10% bis 20% zunimmt. Da die Spanne zwischen 10% und 20% relativ hoch ist, werden zwei unterschiedliche Verstärkungen und damit zwei Dioden mit unterschiedlichen Messbereichen verwendet.
Mit Hilfe einer Testmessung, die mit einer der Dioden zur Mittagszeit, bei klarem Himmel durchgeführt wurde, konnten die passenden Widerstände für die Verstärkerschaltungen gewählt werden. Zum einen wird ein 3MΩ Widerstand verwendet, damit sichergestellt wird, dass auch bei einer geringen UV-Strahlung sehr niedrige Ströme in brauchbare Spannungswerte umgewandelt werden. Mit einem 1,5MΩ Widerstand in der anderen Schaltung dagegen sollen bei höherer Sonneneinstrahlung auch höhere Werte verstärkt werden, aber nur so weit, dass diese den Eingangsspannungsbereich des AD-Wandlers nicht übersteigen.
Das Datenblatt und weitere Informationen sind auf der Homepage des Herstellers zu finden: