אור הוא סוג של קרינה אלקטרומגנטית. הספקטרום האלקטרומגנטי מחולק לפסים רבים שמהם אור מתייחס בדרך כלל לספקטרום הגלוי. אך בפיזיקה קרני גמא, צילומי רנטגן, מיקרוגל וגלי רדיו נחשבים גם לאור. לספקטרום האור הגלוי יש אורכי גל בטווח של 400-700 ננומטר, הנמצאים בין ספקטרום קרני אינפרא אדום לספקטרום אולטרה סגול. האור נושא אנרגיה בצורה של פוטונים. כאשר הפוטונים הללו באים במגע עם חלקיקים אחרים, האנרגיה מועברת עקב ההתנגשות. על ידי שימוש בעקרון האור הזה, מוצרים שימושיים רבים כגון פוטודיודות הומצאו מולטי פוטו, קולטי שמש וכו '...
מהו פוטוריסטיסטור?
פוטוריסטור
לאור יש אופי דואאלי של גל חלקיקים. מה שאומר שלאור יש אופי דמוי חלקיקים וגם דמוי גל. כשאור נופל מוֹלִיך לְמֶחֱצָה חומר, פוטונים הקיימים באור נספגים על ידי אלקטרונים והם מתרגשים לפסי אנרגיה גבוהים יותר.
פוטו-רסיסטור הוא סוג של נגן תלוי-אור שמשנה את ערכי ההתנגדות שלו בהתבסס על האירוע האור בו. נגדי פוטו אלה נוטים להקטין את ערכי ההתנגדות שלהם עם עלייה בעוצמת האור הנפל.
מראים פוטוריסטים מוליכות פוטו . מדובר במכשירים פחות רגישים לתמונות בהשוואה לפוטודיודות וטרנזיסטורים. פוטוריסטיות של פוטוריסטור משתנה עם שינוי בטמפרטורת הסביבה.
עקרון עבודה
לפוטורסיסטור אין צומת P-N כמו פוטודיודות. זהו מרכיב פסיבי. אלה מורכבים מחומרים מוליכים למחצה בעלי עמידות גבוהה.
כאשר אור מתרחש על האור הרגיש, הפוטונים נקלטים בחומר המוליך למחצה. האנרגיה מהפוטון נקלטת באלקטרונים. כאשר האלקטרונים הללו רוכשים אנרגיה מספקת כדי לשבור את הקשר, הם קופצים לתוך רצועת ההולכה. בשל כך, ההתנגדות של פוטוריסטור פוחתת. עם הירידה בהתנגדות, המוליכות עולה.
תלוי בסוג חומר המוליך למחצה המשמש לפוטורסיסטור, טווח ההתנגדות שלהם ורגישותם שונים. בהעדר אור, לפוטורסיסטור יכולים להיות ערכי התנגדות במגהאום. ובזמן נוכחות האור, ההתנגדות שלו יכולה לרדת לכמה מאות אוהם.
סוגי עורכי פוטו
בהתאם לתכונות של חומר מוליך למחצה המשמש לעיצוב פוטוריסטיסטור, אלה מסווגים לשני סוגים - רגישות אור חיצוניות ופנימיות פנימיות. מוליכים למחצה אלה מגיבים בצורה שונה בתנאי אורך גל שונים.
נגדי פוטו-פנימיים מעוצבים באמצעות חומר מוליך למחצה פנימי. למוליכים למחצה פנימיים אלה נשאות מטען משלהם. אין אלקטרונים חופשיים ברצועת ההולכה שלהם. הם מכילים חורים ברצועת הערכיות.
לכן, כדי לרגש אלקטרונים הנמצאים במוליך למחצה פנימי, מלהקת הערכיות ללהקת ההולכה, יש לספק אנרגיה מספקת כדי שיוכלו לחצות את כל פער הפס. לפיכך אנו דורשים פוטונים בעלי אנרגיה גבוהה יותר כדי להפעיל את המכשיר. לפיכך, רגישות אור פנימיות מיועדות לזיהוי אור בתדירות גבוהה יותר.
מצד שני, מוליכים למחצה חיצוניים נוצרים על ידי סימום של מוליכים למחצה פנימיים עם זיהומים. זיהומים אלה מספקים אלקטרונים או חורים בחינם להולכה. מוליכים חופשיים אלה שוכנים ברצועת האנרגיה הקרובה יותר ללהקת ההולכה. לפיכך, מעט אנרגיה יכולה לגרום להם לקפוץ לתחום ההולכה. נגדי פוטו-אקסטרינס משמשים לזיהוי אורך הגל הארוך יותר ותדירות נמוכה יותר.
עוצמת האור גבוהה יותר, כך ירידת ההתנגדות של פוטוריסטור גדולה יותר. הרגישות של רגישות האור משתנה עם אורך הגל של האור המופעל. כשאין אורך גל מספיק, מספיק להפעיל את המכשיר, המכשיר לא מגיב לאור. נגדי פוטו-אקסטרינס יכולים להגיב לגלי אינפרא אדום. נגדי פוטו-פנימיים יכולים לזהות גלי אור בתדירות גבוהה יותר.
סמל פוטוריסטור
פוטוריסטור-סמל
משתמשים במצלמות פוטו לציון נוכחות או היעדר אור. זה כתוב גם כ- LDR. אלה מורכבים בדרך כלל מ- Cds, Pbs, Pbse, וכו '... התקנים אלה רגישים לשינויי טמפרטורה. לכן, גם כאשר עוצמת האור נשמרת קבועה, ניתן לראות שינוי בהתנגדות במולי פוטו.
יישומים של פוטוריסטור
ההתנגדות של פוטוריסטור היא פונקציה לא לינארית של עוצמת האור. נגדי פוטו אינם רגישים לאור כמו פוטודיודות או פוטו טרנזיסטורים. חלק מהיישומים של רגישות פוטו הם כדלקמן -
- אלה משמשים כחיישני אור.
- אלה משמשים למדידת עוצמת האור.
- אור לילה ומדי תאורה לצילום משתמשים במצלמי אור.
- מאפיין ההשהיה שלהם משמש במדחסי שמע ובחישה חיצונית.
- ניתן למצוא נגדי פוטו גם בשעוני מעורר, שעונים חיצוניים, פנסי רחוב סולאריים וכו '...
- אסטרונומיה אינפרא-אדום וספקטרוסקופיה אינפרא-אדום משתמשים גם בנגדי פוטו למדידת אזור ספקטרום אינפרא אדום.
פרויקטים המבוססים על פוטוריסטים
עורכי פוטו היו מכשיר שימושי עבור חובבים רבים. זמינים עבודות מחקר רבות ופרויקטים אלקטרוניים המבוססים על רגישות לאור. מומחי פוטו מצאו יישומים חדשים בתחומים רפואיים, מוטבעים ואסטרונומיים. חלק מהפרויקט שתוכנן באמצעות פוטוריסטור הוא כדלקמן -
- פוטומטר מבוסס פוטוריסטור, יישום פוטומטר ויישומו בניתוח פלילי של צבעים.
- שילוב של זיכרון התנגדות אורגני תואם ביולוגי ופוטורסיסטור ליישום חישת תמונה לביש.
- צלם תזמון עם טלפון חכם.
- תכנון והטמעה של מעגל בקרה כפול אקוסטו אופטי פשוט.
- מערכת לזיהוי מיקום מקור אור.
- הרובוט הנייד מופעל באמצעות קול ונשלט בכיוון על ידי מקור אור חיצוני.
- תכנון מערכת ניטור קוד פתוח לניתוח תרמודינמי של מבנים ומערכות.
- התקן הגנה מפני התחממות יתר.
- מכשיר לזיהוי קרינה אלקטרומגנטית.
- מכסחת דשא אוטומטית המופעלת באמצעות ציר כפול שמש ליישום חקלאי.
- מנגנון חישה לעכירות מים באמצעות לד למערכת ניטור באתר.
- המקלדת הזוהרת המושרה על ידי האור מעוצבת באמצעות נגדי פוטו.
- נעילה אלקטרונית חדשה באמצעות קוד מורס על בסיס האינטרנט של הדברים.
- מערכת תאורת רחוב לערים חכמות באמצעות רגישות פוטו.
- מעקב אחר התקני התערבות MRI עם סמני ניתוק מבוקרים על ידי מחשב.
- אלה משמשים בתריסים המופעלים באמצעות אור.
- נגדי פוטו משמשים גם לבקרת ניגודיות ובהירות אוטומטית בטלוויזיות וסמארטפונים.
- לתכנון של מתגים מבוקרי קירבה משתמשים בפוטוריסטים.
עקב האיסור על קדמיום באירופה, השימוש במצלמות CD ו- Cdse הוא מוגבל. ניתן ליישם בקלות נגדי פוטו ולהתממשק למיקרו-בקרים.
מכשירים אלה זמינים בשוק כחיישני IC. הם זמינים כחיישני אור סביבתי, חיישני אור לדיגיטליים, LDR וכו '... חלק מהמוצרים הנפוצים הם חיישן אור OPT3002, חיישן אור פסיבי LDR וכו' ... את המאפיינים החשמליים, המפרט וכו '.. של OPT3002 ניתן למצוא ב את גליון הנתונים שמספקים מכשירי טקסס. האם אנו יכולים להשתמש במצלמות אור כאלטרנטיבה לפוטודיודות? מה עושה את ההבדל?
