포토다이오드: 이 전자 부품을 Arduino와 함께 사용하는 방법

포토다이오드

Un 포토 다이오드 하는 전자 부품 빛에 노출되면 광전류를 생성합니다. 광다이오드는 광기전 태양 전지 및 선형 광검출기, 광 신호 또는 전파와 같은 광 신호를 감지하는 데 사용되는 센서에 사용됩니다. 포토다이오드는 웨이퍼에 패턴을 그리기 위해 작은 거울을 사용하는 포토리소그래피와 같은 비전기적 응용 분야에도 사용됩니다.

태양광 태양 전지, 가장 일반적인 유형의 포토다이오드는 실리콘으로 만들어집니다. 갈륨 비소(GaAs), 인듐 인화물(InP) 및 갈륨 질화물(GaN)과 같은 다른 재료로 만들어진 포토다이오드도 있습니다. 이러한 서로 다른 재료는 특정 응용 분야에 적합한 서로 다른 특성을 가지고 있습니다. 포토다이오드는 일반적으로 과량의 캐리어로 반도체 재료를 도핑하여 만들어집니다. 과잉 전자나 정공은 제조 과정에서 첨가된 도핑제에서 비롯됩니다. 또한, 한 쪽은 양전하를 띠고 다른 한 쪽은 음전하를 띠는 pn 접합으로 내부적으로 간단합니다. 빛이 다이오드에 닿으면 전자는 양극으로 흐르고 정공은 음극으로 흐릅니다. 이것은 다이오드를 충전하여 다이오드에서 회로로 흐르는 광전류를 생성합니다.

어떻게 작동합니까?

포토다이오드는 빛을 전기 신호로 변환하는 전자 부품입니다. 디지털 카메라 및 현미경 및 망원경과 같은 기타 장치에 사용됩니다.
내 말은, 광자를 전자로 변환하여 작동 광전 효과라는 과정을 통해. 빛의 각 광자는 에너지를 가지고 있어 포토다이오드에서 전자가 방출됩니다. 이 전자는 커패시터에 수집되어 포토다이오드가 감지한 빛의 광자에 비례하는 전기 신호를 생성합니다. 포토다이오드는 일반적으로 실리콘, 갈륨 비소 또는 III-V 재료와 같은 반도체 재료로 만들어집니다. 광다이오드는 게르마늄 또는 인화인듐과 같은 다른 재료로도 만들 수 있지만 이러한 재료는 실리콘 및 갈륨 비소보다 덜 일반적입니다.

광다이오드는 다음 범위의 파장을 가진 빛을 감지하는 데 사용할 수 있습니다. 가시광선(400-700 nm) ~ 적외선(1-3 μm). 그러나 실리콘 흡수 대역의 한계로 인해 광다이오드의 경우 장파장 적외선(>4μm)의 감지가 어렵습니다. 또한 고출력 레이저는 레이저 조명으로 인한 급격한 가열로 인해 실리콘 센서를 손상시킬 수 있습니다.

포토다이오드 애플리케이션

포토 다이오드는 저항 LDR즉, 포토레지스터 또는 감광성 저항기입니다. 포토다이오드의 경우 응답 시간이 훨씬 빨라 새로운 사용 방법이 열립니다.

  • 어둠이나 조명의 변화에 ​​대한 빠른 응답 회로.
  • 레이저 판독용 CD 플레이어.
  • 광학 칩.
  • 광섬유 연결용.
  • 등등

보시다시피 포토 다이오드의 응용 분야는 광범위하며 응답에 대해 LDR 저항보다 성능이 좋습니다. 따라서 LDR이 유효하지 않고 포토다이오드가 유효하지 않은 애플리케이션이 많이 있습니다.

아두이노와 통합

Arduino IDE, 데이터 유형, 프로그래밍

통합하는 아두이노 보드가 있는 포토다이오드, 구성 요소를 올바르게 연결하고 코드를 작성하기만 하면 됩니다. 여기에서 예를 보여 드리겠습니다. 물론 수정하고 필요한 프로젝트를 만들 수도 있습니다. 연결은 매우 간단합니다. 이 경우 A1 입력, 즉 아날로그 입력을 사용하지만 원하는 경우 다른 아날로그 입력을 사용할 수 있습니다. 그리고 포토다이오드의 다른 쪽 핀은 GND에 연결됩니다.

존재하는 포토다이오드가 있는 모듈을 사용하려는 경우 연결이 달라집니다. 그리고 구입한 모듈의 종류에 따라 다르지만 보통 그렇게 복잡하지도 않습니다.

코드는 다음과 같습니다. 빛의 강도를 측정 포토다이오드:

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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