Photodiode : comment utiliser ce composant électronique avec Arduino

PHOTODIODE

Un photodiode est un Composant élèctronique qui produit un photocourant lorsqu'il est exposé à la lumière. Les photodiodes sont utilisées dans les cellules solaires photovoltaïques et dans les photodétecteurs linéaires, des capteurs utilisés pour détecter des signaux lumineux, tels que des signaux optiques ou des ondes radio. Les photodiodes sont également utilisées dans des applications non électriques, telles que la photolithographie, qui utilise de petits miroirs pour dessiner des motifs sur des tranches.

Dans le cellules solaires photovoltaïques, le type de photodiode le plus courant est en silicium. Il existe également des photodiodes constituées d'autres matériaux, tels que l'arséniure de gallium (GaAs), le phosphure d'indium (InP) et le nitrure de gallium (GaN). Ces différents matériaux ont des propriétés différentes qui les rendent adaptés à des applications spécifiques. Les photodiodes sont généralement fabriquées en dopant le matériau semi-conducteur avec un excès de porteurs. Les électrons ou les trous en excès proviennent des agents dopants ajoutés lors du processus de fabrication. De plus, il est simple en interne, avec une jonction pn où un côté est chargé positivement et l'autre négativement. Lorsque la lumière frappe la diode, elle fait circuler les électrons vers le côté positif et les trous vers le côté négatif. Cela charge la diode, créant un photocourant qui sort de la diode dans un circuit.

Comment ça marche?

Une photodiode est un composant électronique qui convertit la lumière en signaux électriques. Il est utilisé dans les appareils photo numériques et d'autres appareils tels que les microscopes et les télescopes.
C'est-à- fonctionne en convertissant les photons en électrons grâce à un processus appelé effet photoélectrique. Chaque photon de lumière a de l'énergie, ce qui provoque la libération d'électrons de la photodiode. Ces électrons sont collectés dans un condensateur, créant un signal électrique proportionnel aux photons de lumière détectés par la photodiode. Les photodiodes sont généralement fabriquées à partir d'un matériau semi-conducteur tel que le silicium, l'arséniure de gallium ou des matériaux III-V. Les photodiodes peuvent également être fabriquées à partir d'autres matériaux tels que le phosphure de germanium ou d'indium, mais ces matériaux sont moins courants que le silicium et l'arséniure de gallium.

Les photodiodes peuvent être utilisées pour détecter la lumière avec des longueurs d'onde allant de la lumière visible (400-700 nm) à infrarouge (1-3 μm). Cependant, en raison des limites des bandes d'absorption du silicium, la détection de l'infrarouge à ondes longues (> 4 μm) est difficile pour les photodiodes. De plus, les lasers à haute puissance peuvent endommager les capteurs au silicium en raison de l'échauffement rapide résultant de l'éclairage laser.

Applications des photodiodes

Une photodiode est différente d'une résistance LDR, c'est-à-dire des photorésistances ou des résistances photosensibles. Dans le cas de la photodiode, elle est beaucoup plus rapide en temps de réponse, ce qui ouvre de nouvelles manières de l'utiliser :

  • Pour les circuits à réponse rapide aux changements d'obscurité ou d'éclairage.
  • Lecteurs de CD pour lecture laser.
  • puces optiques.
  • Pour les connexions fibre optique.
  • Etc

Comme vous pouvez le voir, les applications d'une photodiode sont larges et ses performances sont meilleures qu'une résistance LDR pour sa réponse. Par conséquent, il existe de nombreuses applications où un LDR ne serait pas valide et une photodiode l'est.

Intégrer avec Arduino

Arduino IDE, types de données, programmation

intégrer la photodiode avec la carte Arduino, il suffit de connecter correctement le composant et d'écrire le code. Ici, je vais vous montrer un exemple, bien que vous puissiez le modifier et créer les projets dont vous avez besoin. Quant à la connexion, elle est très simple, dans ce cas nous allons utiliser l'entrée A1, c'est-à-dire l'analogique, mais vous pouvez utiliser n'importe quelle autre analogique si vous préférez. Et l'autre broche de la photodiode sera connectée à GND.

Si vous comptez utiliser un module avec une photodiode, qui existe aussi, la connectique sera différente. Et cela variera en fonction du type de module que vous avez acheté, mais ce n'est généralement pas très compliqué non plus.

Quant au code, c'est le suivant, un simple extrait simple pour mesurer l'intensité lumineuse avec la photodiode :

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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