Fotodiodă: cum să utilizați această componentă electronică cu Arduino

FOTODIODĂ

Un fotodiodă este un componenta electronica care produce un fotocurent atunci când este expus la lumină. Fotodiodele sunt folosite în celulele solare fotovoltaice și în fotodetectoarele liniare, senzori utilizați pentru detectarea semnalelor luminoase, precum semnalele optice sau undele radio. Fotodiodele sunt, de asemenea, folosite în aplicații non-electrice, cum ar fi fotolitografia, care utilizează oglinzi mici pentru a desena modele pe plachete.

În celule solare fotovoltaice, cel mai comun tip de fotodiodă este fabricat din siliciu. Există, de asemenea, fotodiode din alte materiale, cum ar fi arseniura de galiu (GaAs), fosfură de indiu (InP) și nitrură de galiu (GaN). Aceste materiale diferite au proprietăți diferite care le fac potrivite pentru aplicații specifice. Fotodiodele sunt de obicei realizate prin doparea materialului semiconductor cu un exces de purtători. Electronii în exces sau găurile provin de la agenții de dopaj adăugați în timpul procesului de fabricație. În plus, este simplă în interior, cu o joncțiune pn în care o parte este încărcată pozitiv și cealaltă negativ. Când lumina lovește dioda, ea face ca electronii să curgă spre partea pozitivă și găurile să curgă către negativ. Aceasta încarcă dioda, creând un fotocurent care curge din diodă într-un circuit.

Cum funcționează?

O fotodioda este o componentă electronică care transformă lumina în semnale electrice. Este folosit în camerele digitale și alte dispozitive, cum ar fi microscoape și telescoape.
Adică funcționează prin transformarea fotonilor în electroni printr-un proces numit efect fotoelectric. Fiecare foton de lumină are energie, ceea ce face ca electroni să fie eliberați din fotodiodă. Acești electroni sunt colectați într-un condensator, creând un semnal electric proporțional cu fotonii luminii detectați de fotodiodă. Fotodiodele sunt fabricate de obicei dintr-un material semiconductor, cum ar fi siliciu, arseniura de galiu sau materiale III-V. Fotodiodele pot fi realizate și din alte materiale, cum ar fi fosfura de germaniu sau indiu, dar aceste materiale sunt mai puțin comune decât arseniura de siliciu și galiu.

Fotodiodele pot fi utilizate pentru a detecta lumina cu lungimi de undă care variază de la lumină vizibilă (400-700 nm) la infraroșu (1-3 μm). Cu toate acestea, din cauza limitărilor benzilor de absorbție de siliciu, detectarea infraroșului cu undă lungă (>4 μm) este dificilă pentru fotodiode. În plus, laserele de mare putere pot deteriora senzorii de siliciu din cauza încălzirii rapide care rezultă din iluminarea cu laser.

Aplicații pentru fotodiode

O fotodiodă este diferită de a rezistență LDR, adică fotorezistoare sau rezistențe sensibile la lumină. În cazul fotodiodei, timpul de răspuns este mult mai rapid, ceea ce deschide noi modalități de utilizare:

  • Pentru circuite de răspuns rapid la schimbările în întuneric sau iluminare.
  • CD playere pentru citire cu laser.
  • cipuri optice.
  • Pentru conexiuni cu fibră optică.
  • Etc

După cum puteți vedea, aplicațiile unei fotodiode sunt largi și are performanțe mai bune decât un rezistor LDR pentru răspunsul său. Prin urmare, există multe aplicații în care un LDR nu ar fi valabil și o fotodiodă este.

Integrați cu Arduino

Arduino IDE, tipuri de date, programare

a integra fotodioda cu placa Arduino, este doar o chestiune de a conecta corect componenta și de a scrie codul. Aici vă voi arăta un exemplu, deși îl puteți modifica și crea proiectele de care aveți nevoie. În ceea ce privește conexiunea, este foarte simplă, în acest caz urmând să folosim intrarea A1, adică cea analogică, dar poți folosi orice alta analogică dacă preferi. Iar celălalt pin al fotodiodei va fi conectat la GND.

Dacă urmează să utilizați un modul cu o fotodiodă, care există și el, conexiunea va fi diferită. Și va varia în funcție de tipul de modul pe care l-ați achiziționat, dar nici de obicei nu este foarte complicat.

În ceea ce privește codul, acesta este următorul, un simplu fragment pentru măsura intensitatea luminii cu fotodioda:

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);
}


Conținutul articolului respectă principiile noastre de etică editorială. Pentru a raporta o eroare, faceți clic pe aici.

Fii primul care comenteaza

Lasă comentariul tău

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *

*

*

  1. Responsabil pentru date: Miguel Ángel Gatón
  2. Scopul datelor: Control SPAM, gestionarea comentariilor.
  3. Legitimare: consimțământul dvs.
  4. Comunicarea datelor: datele nu vor fi comunicate terților decât prin obligație legală.
  5. Stocarea datelor: bază de date găzduită de Occentus Networks (UE)
  6. Drepturi: în orice moment vă puteți limita, recupera și șterge informațiile.

test de englezăTestează catalanatest spaniol