Un fotodiodë është një komponent elektronik Ai prodhon një fotorrymë kur ekspozohet ndaj dritës. Fotodiodat përdoren në qelizat diellore fotovoltaike dhe në fotodetektorë linearë, sensorë që përdoren për të zbuluar sinjalet e dritës, si sinjalet optike ose valët e radios. Fotodiodat përdoren gjithashtu në aplikime jo elektrike, të tilla si fotolitografia, e cila përdor pasqyra të vogla për të vizatuar modele në vaferë.
Në qelizat diellore fotovoltaike, lloji më i zakonshëm i fotodiodës është bërë nga silikoni. Ekzistojnë gjithashtu fotodioda të bëra nga materiale të tjera, si arsenidi i galiumit (GaAs), fosfidi i indiumit (InP) dhe nitridi i galiumit (GaN). Këto materiale të ndryshme kanë veti të ndryshme që i bëjnë ato të përshtatshme për aplikime specifike. Fotodiodat zakonisht bëhen duke dopinguar materialin gjysmëpërçues me një tepricë të bartësve. Elektronet ose vrimat e tepërta vijnë nga agjentët doping të shtuar gjatë procesit të prodhimit. Për më tepër, nga brenda është i thjeshtë, me një kryqëzim pn ku njëra anë është e ngarkuar pozitivisht dhe tjetra negativisht. Kur drita godet diodën, ajo bën që elektronet të rrjedhin në anën pozitive dhe vrimat të rrjedhin në anën negative. Kjo ngarkon diodën, duke krijuar një fotorrymë që rrjedh nga dioda në një qark.
Si funksionon kjo gjë?
Një fotodiodë është një komponent elektronik që konverton dritën në sinjale elektrike. Përdoret në kamera dixhitale dhe pajisje të tjera si mikroskopët dhe teleskopët.
Dua te them funksionon duke shndërruar fotonet në elektrone përmes një procesi të quajtur efekti fotoelektrik. Çdo foton i dritës ka energji, e cila bën që elektronet të lirohen nga fotodioda. Këto elektrone mblidhen në një kondensator, duke krijuar një sinjal elektrik proporcional me fotonet e dritës të zbuluara nga fotodioda. Fotodiodat zakonisht bëhen nga një material gjysmëpërçues si silikoni, arsenidi i galiumit ose materialet III-V. Fotodiodat mund të bëhen edhe nga materiale të tjera si germaniumi ose fosfidi i indiumit, por këto materiale janë më pak të zakonshme se silikoni dhe arsenidi i galiumit.
Fotodiodat mund të përdoren për të zbuluar dritën me gjatësi vale që variojnë nga drita e dukshme (400-700 nm) në infra të kuqe (1-3 μm). Megjithatë, për shkak të kufizimeve të brezave të absorbimit të silikonit, zbulimi i infra të kuqe me valë të gjatë (> 4 μm) është i vështirë për fotodioda. Për më tepër, lazerët me fuqi të lartë mund të dëmtojnë sensorët e silikonit për shkak të ngrohjes së shpejtë që rezulton nga ndriçimi me lazer.
Aplikacionet e fotodiodës
Një fotodiodë është e ndryshme nga një rezistenca LDR, domethënë fotorezistorë ose rezistorë të ndjeshëm ndaj dritës. Në rastin e fotodiodës, ajo është shumë më e shpejtë në kohën e përgjigjes, gjë që hap mënyra të reja për ta përdorur atë:
- Për qarqet e reagimit të shpejtë ndaj ndryshimeve në errësirë ose ndriçim.
- CD player për lexim me lazer.
- çipa optike.
- Për lidhjet me fibra optike.
- Etj
Siç mund ta shihni, aplikimet e një fotodiode janë të gjera dhe ajo performon më mirë se një rezistencë LDR për përgjigjen e saj. Prandaj, ka shumë aplikacione ku një LDR nuk do të ishte e vlefshme dhe një fotodiodë është.
Integro me Arduino
për t'u integruar fotodiodën me tabelën Arduino, është vetëm një çështje për të lidhur komponentin siç duhet dhe për të shkruar kodin. Këtu do t'ju tregoj një shembull, megjithëse mund ta modifikoni dhe të krijoni projektet që ju nevojiten. Për sa i përket lidhjes, është shumë e thjeshtë, në këtë rast do të përdorim hyrjen A1, pra atë analog, por mund të përdorni çdo analog tjetër nëse dëshironi. Dhe kunja tjetër e fotodiodës do të lidhet me GND.
Sa i përket kodit, ai është si më poshtë, një fragment i thjeshtë i thjeshtë për të matni intensitetin e dritës me fotodiodë:
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);
}