Un photodiode គឺជា សមាសភាគអេឡិចត្រូនិ ដែលបង្កើត photocurrent ពេលប៉ះនឹងពន្លឺ។ Photodiodes ត្រូវបានប្រើនៅក្នុងកោសិកាថាមពលពន្លឺព្រះអាទិត្យ និងក្នុងឧបករណ៍ចាប់ពន្លឺលីនេអ៊ែរ ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាប្រើដើម្បីចាប់សញ្ញាពន្លឺ ដូចជាសញ្ញាអុបទិក ឬរលកវិទ្យុ។ Photodiodes ក៏ត្រូវបានប្រើក្នុងកម្មវិធីដែលមិនប្រើអគ្គិសនីដូចជា photolithography ដែលប្រើកញ្ចក់តូចៗដើម្បីគូរលំនាំលើក្រដាស់ក្រដាស់។
នៅក្នុង កោសិកាពន្លឺព្រះអាទិត្យ photovoltaicប្រភេទ photodiode ទូទៅបំផុតគឺធ្វើពីស៊ីលីកុន។ វាក៏មាន photodiodes ដែលធ្វើពីវត្ថុធាតុផ្សេងទៀតដូចជា gallium arsenide (GaAs), indium phosphide (InP) និង gallium nitride (GaN) ផងដែរ។ សមា្ភារៈផ្សេងគ្នាទាំងនេះមានលក្ខណៈសម្បត្តិខុសៗគ្នាដែលធ្វើឱ្យពួកវាសមស្របសម្រាប់កម្មវិធីជាក់លាក់។ Photodiodes ជាធម្មតាត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយសារធាតុ doping សម្ភារៈ semiconductor ជាមួយនឹងការផ្ទុកលើសចំណុះ។ អេឡិចត្រុង ឬរន្ធលើសចេញមកពីសារធាតុ doping ដែលត្រូវបានបន្ថែមកំឡុងពេលដំណើរការផលិត។ លើសពីនេះ វាមានលក្ខណៈសាមញ្ញខាងក្នុង ដោយមានប្រសព្វ pn ដែលភាគីម្ខាងត្រូវបានចោទប្រកាន់ជាវិជ្ជមាន និងមួយទៀតអវិជ្ជមាន។ នៅពេលដែលពន្លឺប៉ះ diode វាបណ្តាលឱ្យអេឡិចត្រុងហូរទៅផ្នែកវិជ្ជមាននិងរន្ធដើម្បីហូរទៅអវិជ្ជមាន។ នេះសាក diode បង្កើត photocurrent ដែលហូរចេញពី diode ចូលទៅក្នុងសៀគ្វី។
តើវាដំណើរការយ៉ាងដូចម្តេច?
photodiode គឺជាសមាសធាតុអេឡិចត្រូនិចដែលបំលែងពន្លឺទៅជាសញ្ញាអគ្គិសនី។ វាត្រូវបានប្រើក្នុងម៉ាស៊ីនថតឌីជីថល និងឧបករណ៍ផ្សេងទៀតដូចជាមីក្រូទស្សន៍ និងតេឡេស្កុប។
ខ្ញុំចង់និយាយថា ធ្វើការដោយការបំប្លែងហ្វូតុងទៅជាអេឡិចត្រុង តាមរយៈដំណើរការដែលហៅថាឥទ្ធិពល photoelectric ។ ហ្វូតុងនៃពន្លឺនីមួយៗមានថាមពលដែលបណ្តាលឱ្យអេឡិចត្រុងត្រូវបានបញ្ចេញចេញពី photodiode ។ អេឡិចត្រុងទាំងនេះត្រូវបានប្រមូលនៅក្នុង capacitor បង្កើតសញ្ញាអគ្គិសនីសមាមាត្រទៅនឹង photon នៃពន្លឺដែលបានរកឃើញដោយ photodiode ។ Photodiodes ជាធម្មតាត្រូវបានផលិតចេញពីសម្ភារៈ semiconductor ដូចជា silicon, gallium arsenide, ឬ III-V material។ Photodiodes ក៏អាចត្រូវបានផលិតចេញពីវត្ថុធាតុផ្សេងទៀតដូចជា germanium ឬ indium phosphide ប៉ុន្តែវត្ថុធាតុទាំងនេះគឺមិនសូវមានជាងស៊ីលីកុន និងហ្គាលីញ៉ូមអាសេនីតទេ។
Photodiodes អាចត្រូវបានប្រើដើម្បីចាប់ពន្លឺដែលមានរយៈចម្ងាយរលកចាប់ពី ពន្លឺដែលអាចមើលឃើញ (400-700 nm) ទៅអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដ (1-3 μm). ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ ដោយសារដែនកំណត់នៃក្រុមស្រូបយកស៊ីលីកុន ការរកឃើញរលកអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដវែង (> 4 μm) គឺពិបាកសម្រាប់ photodiodes ។ លើសពីនេះ ឡាស៊ែរដែលមានថាមពលខ្ពស់អាចបំផ្លាញឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាស៊ីលីកុន ដោយសារតែកំដៅយ៉ាងលឿនដែលបណ្តាលមកពីការបំភ្លឺដោយឡាស៊ែរ។
កម្មវិធី Photodiode
photodiode គឺខុសពី a ការតស៊ូ LDRនោះគឺ photoresistors ឬ resistors ងាយនឹងពន្លឺ។ ក្នុងករណី photodiode វាលឿនជាងមុនក្នុងការឆ្លើយតប ដែលបើកនូវវិធីថ្មីនៃការប្រើប្រាស់វា៖
- សម្រាប់សៀគ្វីឆ្លើយតបរហ័សចំពោះការផ្លាស់ប្តូរក្នុងភាពងងឹត ឬពន្លឺ។
- ម៉ាស៊ីនចាក់ស៊ីឌីសម្រាប់ការអានឡាស៊ែរ។
- បន្ទះសៀគ្វីអុបទិក។
- សម្រាប់ការតភ្ជាប់ខ្សែកាបអុបទិក។
- ល
ដូចដែលអ្នកអាចឃើញកម្មវិធីនៃ photodiode គឺធំទូលាយហើយវាដំណើរការបានល្អប្រសើរជាង LDR resistor សម្រាប់ការឆ្លើយតបរបស់វា។ ដូច្នេះមានកម្មវិធីជាច្រើនដែល LDR នឹងមិនត្រឹមត្រូវ ហើយ photodiode គឺ។
រួមបញ្ចូលជាមួយ Arduino
ដើម្បីរួមបញ្ចូល photodiode ជាមួយ Arduino boardវាគ្រាន់តែជាបញ្ហានៃការភ្ជាប់សមាសភាគឱ្យបានត្រឹមត្រូវ និងសរសេរកូដប៉ុណ្ណោះ។ នៅទីនេះខ្ញុំនឹងបង្ហាញអ្នកនូវឧទាហរណ៍មួយ ទោះបីជាអ្នកអាចកែប្រែវា និងបង្កើតគម្រោងដែលអ្នកត្រូវការក៏ដោយ។ ចំពោះការតភ្ជាប់វាសាមញ្ញណាស់ ក្នុងករណីនេះយើងនឹងប្រើការបញ្ចូល A1 នោះគឺអាណាឡូក ប៉ុន្តែអ្នកអាចប្រើអាណាឡូកណាមួយផ្សេងទៀតប្រសិនបើអ្នកចង់បាន។ ហើយម្ជុលផ្សេងទៀតនៃ photodiode នឹងត្រូវបានភ្ជាប់ទៅ GND ។
ចំពោះកូដនោះគឺដូចខាងក្រោមដែលជាសេចក្តីសង្ខេបដ៏សាមញ្ញមួយសម្រាប់ វាស់កម្រិតពន្លឺ ជាមួយ 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);
}
ធ្វើជាយោបល់ដំបូង