Un फोटोडिओड हे एक आहे इलेक्ट्रॉनिक घटक प्रकाशाच्या संपर्कात आल्यावर ते फोटोकरंट तयार करते. फोटोडिओड्सचा वापर फोटोव्होल्टेइक सोलर सेलमध्ये आणि रेखीय फोटोडिटेक्टरमध्ये केला जातो, प्रकाश सिग्नल शोधण्यासाठी वापरल्या जाणार्‍या सेन्सर, जसे की ऑप्टिकल सिग्नल किंवा रेडिओ लहरी. फोटोलिथोग्राफी सारख्या नॉन-इलेक्ट्रिकल ऍप्लिकेशन्समध्ये फोटोडायोड्स देखील वापरले जातात, जे वेफर्सवर नमुने काढण्यासाठी लहान आरशांचा वापर करतात.
मध्ये फोटोव्होल्टेइक सौर पेशी, फोटोडायोडचा सर्वात सामान्य प्रकार सिलिकॉनचा बनलेला आहे. गॅलियम आर्सेनाइड (GaAs), इंडियम फॉस्फाइड (InP), आणि गॅलियम नायट्राइड (GaN) यांसारख्या इतर पदार्थांपासून बनवलेले फोटोडायोड्स देखील आहेत. या भिन्न सामग्रीमध्ये भिन्न गुणधर्म आहेत जे त्यांना विशिष्ट अनुप्रयोगांसाठी योग्य बनवतात. फोटोडायोड्स सामान्यतः सेमीकंडक्टर सामग्रीचे डोपिंग करून जास्त वाहक बनवले जातात. अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन किंवा छिद्र उत्पादन प्रक्रियेदरम्यान जोडलेल्या डोपिंग एजंट्समधून येतात. शिवाय, हे pn जंक्शनसह आंतरिकरित्या सोपे आहे जेथे एक बाजू सकारात्मक चार्ज केली जाते आणि दुसरी नकारात्मक असते. जेव्हा प्रकाश डायोडवर आदळतो तेव्हा इलेक्ट्रॉन्स सकारात्मक बाजूकडे वाहतात आणि छिद्रे नकारात्मक बाजूकडे वाहतात. हे डायोड चार्ज करते, फोटोकरंट तयार करते जे डायोडमधून सर्किटमध्ये वाहते.
हे कसे काम करते?
फोटोडायोड हा एक इलेक्ट्रॉनिक घटक आहे जो प्रकाशाचे विद्युतीय सिग्नलमध्ये रूपांतर करतो. हे डिजिटल कॅमेरे आणि मायक्रोस्कोप आणि दुर्बिणीसारख्या इतर उपकरणांमध्ये वापरले जाते.
म्हणजे फोटॉनचे इलेक्ट्रॉनमध्ये रूपांतर करून कार्य करते फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव नावाच्या प्रक्रियेद्वारे. प्रकाशाच्या प्रत्येक फोटॉनमध्ये ऊर्जा असते, ज्यामुळे फोटोडायोडमधून इलेक्ट्रॉन सोडले जातात. हे इलेक्ट्रॉन कॅपेसिटरमध्ये गोळा केले जातात, ज्यामुळे फोटोडिओडद्वारे शोधलेल्या प्रकाशाच्या फोटॉनच्या प्रमाणात विद्युत सिग्नल तयार होतो. फोटोडायोड्स सामान्यत: सिलिकॉन, गॅलियम आर्सेनाइड किंवा III-V मटेरियल सारख्या सेमीकंडक्टर सामग्रीपासून बनवले जातात. जर्मेनियम किंवा इंडियम फॉस्फाइड सारख्या इतर पदार्थांपासून फोटोडायोड्स देखील बनवता येतात, परंतु हे साहित्य सिलिकॉन आणि गॅलियम आर्सेनाइडपेक्षा कमी सामान्य असतात.
पासून तरंगलांबी असलेला प्रकाश शोधण्यासाठी फोटोडायोडचा वापर केला जाऊ शकतो दृश्यमान प्रकाश (400-700 nm) ते इन्फ्रारेड (1-3 μm). तथापि, सिलिकॉन शोषण बँडच्या मर्यादांमुळे, फोटोडायोड्ससाठी लाँग-वेव्ह इन्फ्रारेड (>4 μm) शोधणे कठीण आहे. याव्यतिरिक्त, लेसर प्रदीपनच्या परिणामामुळे जलद गरम झाल्यामुळे उच्च शक्तीचे लेसर सिलिकॉन सेन्सरला नुकसान करू शकतात.
फोटोडायोड ऍप्लिकेशन्स
फोटोडायोड अ पेक्षा वेगळा आहे प्रतिकार LDR, म्हणजे, फोटोरेसिस्टर किंवा प्रकाश-संवेदनशील प्रतिरोधक. फोटोडायोडच्या बाबतीत, प्रतिसाद वेळेत ते खूप वेगवान आहे, जे ते वापरण्याचे नवीन मार्ग उघडते:
- अंधार किंवा प्रकाशात बदल करण्यासाठी जलद प्रतिसाद सर्किटसाठी.
- लेझर वाचनासाठी सीडी प्लेयर्स.
- ऑप्टिकल चिप्स.
- फायबर ऑप्टिक कनेक्शनसाठी.
- इ
जसे तुम्ही बघू शकता, फोटोडायोडचे ऍप्लिकेशन विस्तृत आहेत आणि ते त्याच्या प्रतिसादासाठी LDR रेझिस्टरपेक्षा चांगले कार्य करते. म्हणून, असे बरेच अनुप्रयोग आहेत जेथे एलडीआर वैध नाही आणि फोटोडायोड आहे.
Arduino सह समाकलित करा
समाकलित करण्यासाठी Arduino बोर्ड सह photodiode, फक्त घटक योग्यरित्या जोडणे आणि कोड लिहिणे ही बाब आहे. येथे मी तुम्हाला एक उदाहरण दाखवतो, जरी तुम्ही त्यात बदल करू शकता आणि तुम्हाला आवश्यक असलेले प्रकल्प तयार करू शकता. कनेक्शनसाठी, हे अगदी सोपे आहे, या प्रकरणात आम्ही A1 इनपुट वापरणार आहोत, म्हणजे, analog एक, परंतु आपण इच्छित असल्यास, आपण इतर कोणतेही analog वापरू शकता. आणि फोटोडायोडचा दुसरा पिन GND शी जोडला जाईल.
कोडसाठी, तो खालील आहे, एक साधा साधा स्निपेट प्रकाशाची तीव्रता मोजा फोटोडिओडसह:
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);
}