Fotodiode: hoe om hierdie elektroniese komponent met Arduino te gebruik

Un fotodiode is 'n elektroniese komponent wat 'n fotostroom produseer wanneer dit aan lig blootgestel word. Fotodiodes word gebruik in fotovoltaïese sonselle en in lineêre fotodetektors, sensors wat gebruik word om ligseine, soos optiese seine of radiogolwe, op te spoor. Fotodiodes word ook gebruik in nie-elektriese toepassings soos fotolitografie, wat klein spieëls gebruik om patrone op wafers te teken.

In die fotovoltaïese sonselle, is die mees algemene tipe fotodiode van silikon gemaak. Daar is ook fotodiodes gemaak van ander materiale, soos galliumarsenied (GaAs), indiumfosfied (InP) en galliumnitried (GaN). Hierdie verskillende materiale het verskillende eienskappe wat hulle geskik maak vir spesifieke toepassings. Fotodiodes word gewoonlik gemaak deur die halfgeleiermateriaal met 'n oormaat draers te doteer. Oortollige elektrone of gate kom van dopingmiddels wat tydens die vervaardigingsproses bygevoeg is. Verder is dit intern eenvoudig, met 'n pn-aansluiting waar die een kant positief gelaai is en die ander negatief. Wanneer lig die diode tref, veroorsaak dit dat elektrone na die positiewe kant vloei en gate na die negatiewe vloei. Dit laai die diode en skep 'n fotostroom wat uit die diode in 'n stroombaan vloei.

¿Cómo funciona?

'n Fotodiode is 'n elektroniese komponent wat lig in elektriese seine omskakel. Dit word gebruik in digitale kameras en ander toestelle soos mikroskope en teleskope.
Ek bedoel, werk deur fotone in elektrone om te skakel deur 'n proses wat die foto-elektriese effek genoem word. Elke foton van lig het energie, wat veroorsaak dat elektrone uit die fotodiode vrygestel word. Hierdie elektrone word in 'n kapasitor versamel, wat 'n elektriese sein skep wat eweredig is aan die fotone van lig wat deur die fotodiode waargeneem word. Fotodiodes word tipies gemaak van 'n halfgeleiermateriaal soos silikon, galliumarsenied of III-V-materiale. Fotodiodes kan ook van ander materiale soos germanium of indiumfosfied gemaak word, maar hierdie materiale is minder algemeen as silikon en galliumarsenied.

Fotodiodes kan gebruik word om lig op te spoor met golflengtes wat wissel van die sigbare lig (400-700 nm) na infrarooi (1-3 μm). As gevolg van die beperkings van silikonabsorpsiebande, is die opsporing van langgolf-infrarooi (>4 μm) egter moeilik vir fotodiodes. Boonop kan hoëkraglasers silikonsensors beskadig as gevolg van die vinnige verhitting wat die gevolg is van laserbeligting.

Fotodiode toepassings

'n Fotodiode is anders as 'n weerstand LDR, dit wil sê fotoresistors of ligsensitiewe resistors. In die geval van die fotodiode is dit baie vinniger in reaksietyd, wat nuwe maniere oopmaak om dit te gebruik:

• Vir vinnige reaksiestroombane op veranderinge in donkerte of beligting.
• CD-spelers vir laserlees.
• optiese skyfies.
• Vir optiese vesel verbindings.
• Ens

Soos u kan sien, is die toepassings van 'n fotodiode wyd, en dit presteer beter as 'n LDR-weerstand vir sy reaksie. Daarom is daar baie toepassings waar 'n LDR nie geldig sal wees nie en 'n fotodiode is.

Integreer met Arduino

te integreer die fotodiode met die Arduino-bord, dit is net 'n kwessie om die komponent behoorlik te koppel en die kode te skryf. Hier sal ek jou 'n voorbeeld wys, alhoewel jy dit kan verander en die projekte kan skep wat jy nodig het. Wat die verbinding betref, is dit baie eenvoudig, in hierdie geval gaan ons die A1-invoer gebruik, dit wil sê die analoog een, maar jy kan enige ander analoog een gebruik as jy verkies. En die ander pen van die fotodiode sal aan GND gekoppel word.

Wat die kode betref, is dit die volgende, 'n eenvoudige eenvoudige brokkie vir ligintensiteit meet met die fotodiode:

void setup()
{
Serial.begin(9600);
Serial.print();
}

void loop ()
{
int lightsensor = analogRead(A1);
float voltage = lightsensor * (5.0 / 1023.0);
Serial.print(voltage);
Serial.println();
delay(2000);
}