Un fotodioda je Elektronická součástka který při vystavení světlu vytváří fotoproud. Fotodiody se používají ve fotovoltaických solárních článcích a v lineárních fotodetektorech, senzorech používaných k detekci světelných signálů, jako jsou optické signály nebo rádiové vlny. Fotodiody se také používají v neelektrických aplikacích, jako je fotolitografie, která používá malá zrcátka ke kreslení vzorů na destičky.
V fotovoltaické solární články, nejběžnější typ fotodiody je vyroben z křemíku. Existují také fotodiody vyrobené z jiných materiálů, jako je arsenid galia (GaAs), fosfid india (InP) a nitrid galia (GaN). Tyto různé materiály mají různé vlastnosti, díky kterým jsou vhodné pro specifické aplikace. Fotodiody se obvykle vyrábějí dopováním polovodičového materiálu přebytkem nosičů. Přebytečné elektrony nebo díry pocházejí z dopingových činidel přidaných během výrobního procesu. Navíc je vnitřně jednoduchý, s pn přechodem, kde jedna strana je nabitá kladně a druhá záporně. Když světlo dopadne na diodu, způsobí tok elektronů na kladnou stranu a díry na zápornou. Tím se dioda nabije a vytvoří se fotoproud, který vytéká z diody do obvodu.
Jak to funguje?
Fotodioda je elektronická součástka, která přeměňuje světlo na elektrické signály. Používá se v digitálních fotoaparátech a dalších zařízeních, jako jsou mikroskopy a dalekohledy.
To znamená, že funguje tak, že převádí fotony na elektrony prostřednictvím procesu zvaného fotoelektrický jev. Každý foton světla má energii, která způsobuje uvolnění elektronů z fotodiody. Tyto elektrony se shromažďují v kondenzátoru a vytvářejí elektrický signál úměrný fotonům světla detekovaným fotodiodou. Fotodiody jsou typicky vyrobeny z polovodičového materiálu, jako je křemík, arsenid galia nebo materiály III-V. Fotodiody mohou být také vyrobeny z jiných materiálů, jako je germanium nebo fosfid india, ale tyto materiály jsou méně běžné než křemík a arsenid galia.
Fotodiody lze použít k detekci světla s vlnovými délkami v rozmezí od viditelné světlo (400-700 nm) až infračervené (1-3 μm). Vzhledem k omezením pásem křemíkové absorpce je však detekce dlouhovlnného infračerveného záření (>4 μm) pro fotodiody obtížná. Kromě toho mohou vysoce výkonné lasery poškodit křemíkové senzory v důsledku rychlého zahřívání, které je výsledkem laserového osvětlení.
Aplikace fotodiody
Fotodioda se liší od a odpor LDR, tedy fotorezistory nebo rezistory citlivé na světlo. V případě fotodiody je doba odezvy mnohem rychlejší, což otevírá nové možnosti jejího použití:
- Pro obvody s rychlou odezvou na změny ve tmě nebo osvětlení.
- CD přehrávače pro laserové čtení.
- optické čipy.
- Pro připojení optických vláken.
- Atd.
Jak můžete vidět, použití fotodiody je široké a má lepší odezvu než rezistor LDR. Proto existuje mnoho aplikací, kde by LDR neplatilo a fotodioda ano.
Integrace s Arduino
začlenit se fotodiodu s deskou Arduino, jde jen o to správně zapojit součástku a napsat kód. Zde vám ukážu příklad, i když jej můžete upravit a vytvořit projekty, které potřebujete. Co se týče zapojení, je to velmi jednoduché, v tomto případě použijeme vstup A1, tedy analogový, ale pokud chcete, můžete použít jakýkoli jiný analogový. A druhý pin fotodiody bude připojen k GND.
Pokud jde o kód, je to následující, jednoduchý jednoduchý úryvek pro měřit intenzitu světla s fotodiodou:
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);
}