Un ফটোডিওড একটি হয় বৈদ্যুতিন উপাদান যেটি আলোর সংস্পর্শে এলে একটি ফটোকারেন্ট তৈরি করে। ফটোডিওডগুলি ফটোভোলটাইক সৌর কোষে এবং রৈখিক ফটোডিটেক্টরগুলিতে ব্যবহৃত হয়, সেন্সরগুলি আলোর সংকেত সনাক্ত করতে ব্যবহৃত হয়, যেমন অপটিক্যাল সংকেত বা রেডিও তরঙ্গ। ফটোডিওডগুলি অ-বৈদ্যুতিক অ্যাপ্লিকেশনগুলিতেও ব্যবহৃত হয়, যেমন ফটোলিথোগ্রাফি, যা ওয়েফারগুলিতে নিদর্শন আঁকতে ছোট আয়না ব্যবহার করে।
মধ্যে ফটোভোলটাইক সৌর কোষ, সবচেয়ে সাধারণ ধরনের ফটোডিওড সিলিকন দিয়ে তৈরি। এছাড়াও গ্যালিয়াম আর্সেনাইড (GaAs), ইন্ডিয়াম ফসফাইড (InP), এবং গ্যালিয়াম নাইট্রাইড (GaN) এর মতো অন্যান্য উপাদান দিয়ে তৈরি ফটোডিওড রয়েছে। এই বিভিন্ন উপকরণের বিভিন্ন বৈশিষ্ট্য রয়েছে যা তাদের নির্দিষ্ট অ্যাপ্লিকেশনের জন্য উপযুক্ত করে তোলে। ফটোডিওডগুলি সাধারণত অর্ধপরিবাহী পদার্থকে অতিরিক্ত বাহক দিয়ে ডোপ করে তৈরি করা হয়। অতিরিক্ত ইলেকট্রন বা গর্ত উত্পাদন প্রক্রিয়ার সময় যোগ করা ডোপিং এজেন্ট থেকে আসে। অধিকন্তু, এটি অভ্যন্তরীণভাবে সহজ, একটি pn জংশন সহ যেখানে একটি দিক ইতিবাচকভাবে চার্জ করা হয় এবং অন্যটি ঋণাত্মকভাবে। আলো যখন ডায়োডকে আঘাত করে, তখন ইলেক্ট্রনগুলিকে ধনাত্মক দিকে প্রবাহিত করে এবং গর্তগুলি ঋণাত্মক দিকে প্রবাহিত করে। এটি ডায়োডকে চার্জ করে, একটি ফটোকারেন্ট তৈরি করে যা ডায়োড থেকে একটি সার্কিটে প্রবাহিত হয়।
এটা কিভাবে কাজ করে?
একটি ফটোডিওড একটি ইলেকট্রনিক উপাদান যা আলোকে বৈদ্যুতিক সংকেতে রূপান্তর করে। এটি ডিজিটাল ক্যামেরা এবং অন্যান্য ডিভাইস যেমন মাইক্রোস্কোপ এবং টেলিস্কোপে ব্যবহৃত হয়।
আমি বলতে চাচ্ছি, ফোটনকে ইলেকট্রনে রূপান্তর করে কাজ করে ফটোইলেক্ট্রিক ইফেক্ট নামক একটি প্রক্রিয়ার মাধ্যমে। আলোর প্রতিটি ফোটনে শক্তি থাকে, যার কারণে ফটোডিওড থেকে ইলেকট্রন নির্গত হয়। এই ইলেকট্রনগুলি একটি ক্যাপাসিটরে সংগ্রহ করা হয়, ফটোডিওড দ্বারা সনাক্ত করা আলোর ফোটনের সমানুপাতিক একটি বৈদ্যুতিক সংকেত তৈরি করে। ফটোডিওডগুলি সাধারণত সিলিকন, গ্যালিয়াম আর্সেনাইড বা III-V উপাদানের মতো অর্ধপরিবাহী উপাদান থেকে তৈরি করা হয়। ফটোডিওডগুলি অন্যান্য উপাদান যেমন জার্মেনিয়াম বা ইন্ডিয়াম ফসফাইড থেকেও তৈরি করা যেতে পারে, তবে এই উপাদানগুলি সিলিকন এবং গ্যালিয়াম আর্সেনাইডের চেয়ে কম সাধারণ।
ফটোডিওডগুলি থেকে তরঙ্গদৈর্ঘ্যের আলো সনাক্ত করতে ব্যবহার করা যেতে পারে দৃশ্যমান আলো (400-700 nm) থেকে ইনফ্রারেড (1-3 μm). যাইহোক, সিলিকন শোষণ ব্যান্ডের সীমাবদ্ধতার কারণে, লং-ওয়েভ ইনফ্রারেড (>4 μm) সনাক্ত করা ফটোডিওডের জন্য কঠিন। অতিরিক্তভাবে, লেজারের আলোকসজ্জার ফলে দ্রুত উত্তাপের কারণে উচ্চ-শক্তি লেজারগুলি সিলিকন সেন্সরগুলিকে ক্ষতিগ্রস্ত করতে পারে।
ফটোডিওড অ্যাপ্লিকেশন
একটি ফটোডিওড একটি থেকে আলাদা প্রতিরোধ LDR, অর্থাৎ ফটোরেসিস্টর বা আলো-সংবেদনশীল প্রতিরোধক। ফটোডিওডের ক্ষেত্রে, এটি প্রতিক্রিয়ার সময় অনেক দ্রুত, যা এটি ব্যবহার করার নতুন উপায় খোলে:
- অন্ধকার বা আলোর পরিবর্তনে দ্রুত প্রতিক্রিয়া সার্কিটের জন্য।
- লেজার পড়ার জন্য সিডি প্লেয়ার।
- অপটিক্যাল চিপস।
- ফাইবার অপটিক সংযোগের জন্য।
- প্রভৃতি
আপনি দেখতে পাচ্ছেন, একটি ফটোডিওডের অ্যাপ্লিকেশনগুলি প্রশস্ত, এবং এটির প্রতিক্রিয়ার জন্য এটি একটি LDR প্রতিরোধকের চেয়ে ভাল কাজ করে। অতএব, অনেক অ্যাপ্লিকেশন আছে যেখানে একটি LDR বৈধ হবে না এবং একটি photodiode হয়।
Arduino সঙ্গে একীভূত
সংহত আরডুইনো বোর্ডের সাথে ফটোডিওড, এটা ঠিকভাবে কম্পোনেন্ট সংযোগ করা এবং কোড লেখার ব্যাপার। এখানে আমি আপনাকে একটি উদাহরণ দেখাব, যদিও আপনি এটি পরিবর্তন করতে পারেন এবং আপনার প্রয়োজনীয় প্রকল্পগুলি তৈরি করতে পারেন। সংযোগের জন্য, এটি খুব সহজ, এই ক্ষেত্রে আমরা A1 ইনপুট ব্যবহার করতে যাচ্ছি, অর্থাৎ, এনালগ একটি, তবে আপনি যদি পছন্দ করেন তবে আপনি অন্য যেকোনো এনালগ ব্যবহার করতে পারেন। এবং ফটোডিওডের অন্য পিনটি GND এর সাথে সংযুক্ত থাকবে।
কোড হিসাবে, এটি নিম্নলিখিত, একটি সহজ সরল স্নিপেট জন্য আলোর তীব্রতা পরিমাপ ফটোডিওড সহ:
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);
}