Un fotodiode ir elektroniskā sastāvdaļa kas, pakļaujoties gaismai, rada fotostrāvu. Fotodiodes izmanto fotoelementu saules baterijās un lineārajos fotodetektoros, sensoros, ko izmanto gaismas signālu, piemēram, optisko signālu vai radioviļņu, noteikšanai. Fotodiodes tiek izmantotas arī neelektriskos lietojumos, piemēram, fotolitogrāfijā, kas izmanto mazus spoguļus, lai uzzīmētu rakstus uz plāksnēm.
Jo fotoelektriskās saules baterijas, visizplatītākais fotodiodes veids ir izgatavots no silīcija. Ir arī fotodiodes, kas izgatavotas no citiem materiāliem, piemēram, gallija arsenīda (GaAs), indija fosfīda (InP) un gallija nitrīda (GaN). Šiem dažādajiem materiāliem ir dažādas īpašības, kas padara tos piemērotus īpašiem lietojumiem. Fotodiodes parasti izgatavo, leģējot pusvadītāju materiālu ar pārmērīgu nesēju. Elektronu vai caurumu pārpalikums rodas no dopinga aģentiem, kas pievienoti ražošanas procesā. Turklāt tas ir iekšēji vienkāršs, ar pn krustojumu, kur viena puse ir pozitīvi uzlādēta, bet otra negatīvi. Kad gaisma nonāk diodē, tas izraisa elektronu plūsmu uz pozitīvo pusi un caurumu plūsmu uz negatīvo. Tas uzlādē diodi, radot fotostrāvu, kas no diodes izplūst ķēdē.
Kā tas strādā?
Fotodiode ir elektroniska sastāvdaļa, kas pārvērš gaismu elektriskos signālos. To izmanto digitālajās kamerās un citās ierīcēs, piemēram, mikroskopos un teleskopos.
Tas ir, darbojas, pārvēršot fotonus elektronos izmantojot procesu, ko sauc par fotoelektrisko efektu. Katram gaismas fotonam ir enerģija, kas izraisa elektronu izdalīšanos no fotodiodes. Šie elektroni tiek savākti kondensatorā, radot elektrisku signālu, kas ir proporcionāls fotodiodes uztvertajiem gaismas fotoniem. Fotodiodes parasti izgatavo no pusvadītāju materiāla, piemēram, silīcija, gallija arsenīda vai III-V materiāliem. Fotodiodes var izgatavot arī no citiem materiāliem, piemēram, germānija vai indija fosfīda, taču šie materiāli ir retāk sastopami nekā silīcijs un gallija arsenīds.
Fotodiodes var izmantot, lai noteiktu gaismu ar viļņu garumu no redzamā gaisma (400–700 nm) līdz infrasarkanajam staram (1–3 μm). Tomēr silīcija absorbcijas joslu ierobežojumu dēļ fotodiodēm ir grūti noteikt garo viļņu infrasarkano staru (> 4 μm). Turklāt lielas jaudas lāzeri var sabojāt silīcija sensorus, jo lāzera apgaismojums rada strauju karsēšanu.
Fotodiožu lietojumprogrammas
Fotodiode atšķiras no a pretestība LDR, tas ir, fotorezistori vai gaismas jutīgie rezistori. Fotodiodes gadījumā tas ir daudz ātrāks reakcijas laikā, kas paver jaunas iespējas tās izmantošanai:
- Ātrai reaģēšanai uz tumsas vai apgaismojuma izmaiņām.
- CD atskaņotāji lāzera lasīšanai.
- optiskās mikroshēmas.
- Optisko šķiedru savienojumiem.
- Utt
Kā redzat, fotodiodes lietojumi ir plaši, un tā reakcijai ir labāka nekā LDR rezistors. Tāpēc ir daudz lietojumprogrammu, kur LDR nebūtu derīga, bet fotodiode ir.
Integrējiet ar Arduino
integrēties fotodiode ar Arduino plati, ir tikai pareizi jāpievieno komponents un jāieraksta kods. Šeit es jums parādīšu piemēru, lai gan jūs varat to modificēt un izveidot vajadzīgos projektus. Kas attiecas uz savienojumu, tas ir ļoti vienkāršs, šajā gadījumā mēs izmantosim A1 ieeju, tas ir, analogo, bet, ja vēlaties, varat izmantot jebkuru citu analogo. Un otra fotodiodes tapa tiks savienota ar GND.
Kas attiecas uz kodu, tas ir šāds, vienkāršs, vienkāršs fragments priekš izmērīt gaismas intensitāti ar fotodiodi:
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);
}