Fotodiode: Verwendung dieser elektronischen Komponente mit Arduino

FOTODIODE

Un Photodiode ein elektronisches Bauteil die bei Lichteinfall einen Fotostrom erzeugt. Fotodioden werden in photovoltaischen Solarzellen und in linearen Fotodetektoren verwendet, Sensoren, die zum Erfassen von Lichtsignalen wie optischen Signalen oder Radiowellen verwendet werden. Fotodioden werden auch in nichtelektrischen Anwendungen verwendet, wie z. B. in der Fotolithografie, bei der kleine Spiegel zum Zeichnen von Mustern auf Wafern verwendet werden.

Im photovoltaische Solarzellen, besteht der gebräuchlichste Typ von Fotodioden aus Silizium. Es gibt auch Fotodioden aus anderen Materialien wie Galliumarsenid (GaAs), Indiumphosphid (InP) und Galliumnitrid (GaN). Diese unterschiedlichen Materialien haben unterschiedliche Eigenschaften, die sie für bestimmte Anwendungen geeignet machen. Fotodioden werden üblicherweise hergestellt, indem das Halbleitermaterial mit einem Überschuss an Ladungsträgern dotiert wird. Überschüssige Elektronen oder Löcher stammen von Dotierungsmitteln, die während des Herstellungsprozesses hinzugefügt werden. Darüber hinaus ist es intern einfach, mit einem pn-Übergang, bei dem eine Seite positiv und die andere negativ geladen ist. Wenn Licht auf die Diode trifft, fließen Elektronen zur positiven Seite und Löcher zur negativen Seite. Dadurch wird die Diode aufgeladen, wodurch ein Fotostrom entsteht, der aus der Diode in einen Stromkreis fließt.

Wie funktioniert das?

Eine Fotodiode ist ein elektronisches Bauteil, das Licht in elektrische Signale umwandelt. Es wird in Digitalkameras und anderen Geräten wie Mikroskopen und Teleskopen verwendet.
Ich meine funktioniert, indem es Photonen in Elektronen umwandelt durch einen Prozess, der als photoelektrischer Effekt bezeichnet wird. Jedes Lichtphoton hat Energie, die bewirkt, dass Elektronen von der Fotodiode freigesetzt werden. Diese Elektronen werden in einem Kondensator gesammelt und erzeugen ein elektrisches Signal, das proportional zu den von der Fotodiode erfassten Lichtphotonen ist. Fotodioden werden typischerweise aus einem Halbleitermaterial wie Silizium, Galliumarsenid oder III-V-Materialien hergestellt. Fotodioden können auch aus anderen Materialien wie Germanium oder Indiumphosphid hergestellt werden, aber diese Materialien sind weniger verbreitet als Silizium und Galliumarsenid.

Photodioden können verwendet werden, um Licht mit Wellenlängen im Bereich von zu detektieren sichtbares Licht (400–700 nm) bis Infrarot (1–3 μm). Aufgrund der Einschränkungen der Silizium-Absorptionsbanden ist die Detektion von langwelligem Infrarot (>4 μm) für Fotodioden jedoch schwierig. Darüber hinaus können Hochleistungslaser Siliziumsensoren aufgrund der schnellen Erwärmung durch Laserbeleuchtung beschädigen.

Fotodiodenanwendungen

Eine Photodiode unterscheidet sich von a Widerstand LDR, also Photowiderstände oder lichtempfindliche Widerstände. Im Fall der Fotodiode ist sie viel schneller in der Reaktionszeit, was neue Verwendungsmöglichkeiten eröffnet:

  • Für Schaltkreise mit schneller Reaktion auf Änderungen in der Dunkelheit oder Beleuchtung.
  • CD-Player zum Laserlesen.
  • optische Chips.
  • Für Glasfaserverbindungen.
  • Usw.

Wie Sie sehen können, sind die Anwendungen einer Fotodiode breit gefächert, und sie schneidet hinsichtlich ihres Ansprechverhaltens besser ab als ein LDR-Widerstand. Daher gibt es viele Anwendungen, bei denen ein LDR nicht gültig wäre und eine Fotodiode es ist.

Integration mit Arduino

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integrieren die Fotodiode mit dem Arduino-Board, es geht nur darum, die Komponente richtig anzuschließen und den Code zu schreiben. Hier zeige ich Ihnen ein Beispiel, obwohl Sie es ändern und die Projekte erstellen können, die Sie benötigen. Die Verbindung ist sehr einfach, in diesem Fall verwenden wir den A1-Eingang, dh den analogen, aber Sie können auch jeden anderen analogen verwenden, wenn Sie dies bevorzugen. Und der andere Pin der Fotodiode wird mit GND verbunden.

Wenn Sie ein Modul mit Fotodiode verwenden, das es auch gibt, ist der Anschluss anders. Und es wird je nach Art des Moduls, das Sie gekauft haben, unterschiedlich sein, aber es ist normalerweise auch nicht sehr kompliziert.

Was den Code betrifft, so handelt es sich um den folgenden, ein einfaches einfaches Snippet für Lichtintensität messen mit der 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);
}


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