Un valodiodi on elektroninen komponentti joka tuottaa valovirran altistuessaan valolle. Valodiodeja käytetään aurinkokennoissa ja lineaarisissa valoilmaisimissa, antureissa, joita käytetään valosignaalien, kuten optisten signaalien tai radioaaltojen, havaitsemiseen. Valodiodeja käytetään myös ei-sähköisissä sovelluksissa, kuten fotolitografiassa, jossa käytetään pieniä peilejä kuvioiden piirtämiseen kiekoihin.
Että aurinkokennoja, yleisin valodiodityyppi on valmistettu piistä. Valodiodeja on myös muista materiaaleista, kuten galliumarsenidista (GaAs), indiumfosfidista (InP) ja galliumnitridistä (GaN). Näillä eri materiaaleilla on erilaiset ominaisuudet, jotka tekevät niistä sopivia tiettyihin sovelluksiin. Valodiodit valmistetaan yleensä seostamalla puolijohdemateriaali ylimäärällä kantoaineita. Ylimääräiset elektronit tai reiät tulevat valmistusprosessin aikana lisätyistä dopingaineista. Lisäksi se on sisältä yksinkertainen, pn-liitoksella, jossa toinen puoli on positiivisesti varautunut ja toinen negatiivisesti. Kun valo osuu diodiin, se saa elektroneja virtaamaan positiiviselle puolelle ja reikiä virtaamaan negatiiviselle. Tämä lataa diodin luoden valovirran, joka virtaa diodista piiriin.
Miten se toimii?
Valodiodi on elektroninen komponentti, joka muuntaa valon sähköisiksi signaaleiksi. Sitä käytetään digitaalikameroissa ja muissa laitteissa, kuten mikroskoopeissa ja kaukoputkissa.
Toisin sanoen, toimii muuntamalla fotoneja elektroneiksi prosessin kautta, jota kutsutaan valosähköiseksi efektiksi. Jokaisella valon fotonilla on energiaa, joka saa elektroneja vapautumaan fotodiodista. Nämä elektronit kerätään kondensaattoriin, jolloin syntyy sähköinen signaali, joka on verrannollinen fotodiodin havaitsemiin valon fotoneihin. Valodiodit valmistetaan tyypillisesti puolijohdemateriaalista, kuten piistä, galliumarsenidista tai III-V-materiaaleista. Valodiodeja voidaan valmistaa myös muista materiaaleista, kuten germaniumista tai indiumfosfidista, mutta nämä materiaalit ovat vähemmän yleisiä kuin pii ja galliumarsenidi.
Valodiodeja voidaan käyttää havaitsemaan valoa, jonka aallonpituudet vaihtelevat näkyvästä valosta (400-700 nm) infrapunaan (1-3 μm). Piin absorptiokaistojen rajoitusten vuoksi pitkäaaltoisen infrapunan (> 4 μm) havaitseminen on kuitenkin vaikeaa valodiodeille. Lisäksi suuritehoiset laserit voivat vahingoittaa piiantureita laservalaistuksen aiheuttaman nopean kuumenemisen vuoksi.
Valodiodisovellukset
Valodiodi eroaa a vastus LDR, eli valovastukset tai valoherkät vastukset. Valodiodin tapauksessa sen vasteaika on paljon nopeampi, mikä avaa uusia tapoja käyttää sitä:
- Nopeaan reagointipiireihin pimeyden tai valaistuksen muutoksiin.
- CD-soittimet laserlukua varten.
- optiset sirut.
- Kuituoptisiin liitäntöihin.
- Jne.
Kuten näet, valodiodin sovellukset ovat laajat, ja se toimii paremmin kuin LDR-vastus. Siksi on monia sovelluksia, joissa LDR ei kelpaa ja valodiodi on.
Integroi Arduinoon
integroida valodiodi Arduino-levyllä, kyse on vain komponentin kytkemisestä oikein ja koodin kirjoittamisesta. Tässä näytän sinulle esimerkin, vaikka voit muokata sitä ja luoda tarvitsemasi projekteja. Mitä tulee liitäntään, se on hyvin yksinkertainen, tässä tapauksessa käytämme A1-tuloa, eli analogista, mutta voit käyttää mitä tahansa muuta analogista, jos haluat. Ja valodiodin toinen nasta kytketään GND:hen.
Mitä tulee koodiin, se on seuraava, yksinkertainen yksinkertainen katkelma mittaa valon voimakkuus valodiodin kanssa:
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);
}