Το φως είναι μια μορφή ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας. Το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα χωρίζεται σε πολλές ζώνες από τις οποίες το Φως συνήθως αναφέρεται στο Ορατό Φάσμα. Αλλά στη φυσική οι ακτίνες γάμμα, οι ακτίνες Χ, τα μικροκύματα και τα ραδιοκύματα θεωρούνται επίσης Φως. Το φάσμα ορατού φωτός έχει μήκη κύματος στην περιοχή 400-700 νανόμετρα, που βρίσκεται μεταξύ του φάσματος ακτίνων υπερύθρων και του φάσματος υπεριώδους. Το φως μεταφέρει ενέργεια με τη μορφή φωτονίων. Όταν αυτά τα φωτόνια έρχονται σε επαφή με άλλα σωματίδια, η ενέργεια μεταφέρεται λόγω της σύγκρουσης. Κάνοντας χρήση αυτής της αρχής του φωτός, πολλά χρήσιμα προϊόντα όπως Φωτοδιόδους Εφευρέθηκαν φωτοαντίσταση, ηλιακοί συλλέκτες κ.λπ.

Τι είναι το Photoresistor;

Φωτοoresistor

“Τριφασική κατασκευή επαγωγικού κινητήρα ”

Το φως έχει φύση διττότητας κυμάτων-σωματιδίων. Αυτό σημαίνει ότι το φως έχει τόσο σωματιδιακή όσο και κυματοειδή φύση. Όταν ανάβει το φως ημιαγωγός υλικό, τα φωτόνια που υπάρχουν στο φως απορροφώνται από ηλεκτρόνια και ενθουσιάζονται σε ζώνες υψηλότερης ενέργειας.

Η φωτοαντίσταση είναι ένας τύπος εξαρτώμενης από το φως αντίστασης που μεταβάλλει τις τιμές αντίστασης με βάση το φως που προσπίπτει σε αυτήν. Αυτοί οι φωτοαντίσταση τείνουν να μειώνουν τις τιμές αντίστασης τους με αύξηση της έντασης του προσπίπτοντος φωτός.

Εκθέματα φωτογράφων φωτοαγωγιμότητα . Αυτές είναι λιγότερο ευαίσθητες στη φωτογραφία συσκευές σε σύγκριση με τις φωτοδιόδους και τους φωτοτρανζίστορ. Η φωτοανθεκτικότητα ενός φωτοαντιστάτη ποικίλλει ανάλογα με τη μεταβολή της θερμοκρασίας περιβάλλοντος.

Αρχή λειτουργίας

Η φωτοαντίσταση δεν έχει διασταύρωση P-N όπως φωτοδιόδους. Είναι ένα παθητικό συστατικό. Αυτά αποτελούνται από υλικά ημιαγωγών υψηλής αντοχής.

Όταν υπάρχει φως στο φωτοαντίσταση, τα φωτόνια απορροφώνται από το υλικό ημιαγωγού. Η ενέργεια από το φωτόνιο απορροφάται από τα ηλεκτρόνια. Όταν αυτά τα ηλεκτρόνια αποκτήσουν αρκετή ενέργεια για να σπάσουν το δεσμό, πηδούν στη ζώνη αγωγιμότητας. Λόγω αυτού, μειώνεται η αντίσταση του φωτοαντίστατο. Με τη μείωση της αντίστασης, η αγωγιμότητα αυξάνεται.

Ανάλογα με τον τύπο του ημιαγωγού υλικού που χρησιμοποιείται για φωτοαντίσταση, το εύρος αντίστασης και η ευαισθησία τους διαφέρουν. Ελλείψει φωτός, η φωτοαντίσταση μπορεί να έχει τιμές αντίστασης σε μεγαόγ. Και κατά την παρουσία φωτός, η αντίστασή του μπορεί να μειωθεί σε μερικές εκατοντάδες ohms.

Τύποι φωτοανιχνευτών

Ανάλογα με τις ιδιότητες του υλικού ημιαγωγών που χρησιμοποιείται για το σχεδιασμό ενός φωτοαντιστάτη, αυτά ταξινομούνται σε δύο τύπους - Extrinsic και Intrinsic photoresistors. Αυτοί οι ημιαγωγοί αντιδρούν διαφορετικά υπό διαφορετικές συνθήκες μήκους κύματος.

Οι ενδογενείς φωτοαντιστάκτες έχουν σχεδιαστεί χρησιμοποιώντας υλικό ημιαγωγών Intrinsic. Αυτοί οι εγγενείς ημιαγωγοί έχουν τους δικούς τους φορείς φόρτισης. Δεν υπάρχουν ελεύθερα ηλεκτρόνια στη ζώνη αγωγιμότητας τους. Περιέχουν τρύπες στη ζώνη σθένους.

Έτσι, για να διεγείρουν τα ηλεκτρόνια που υπάρχουν σε έναν εγγενή ημιαγωγό, από τη ζώνη σθένους έως τη ζώνη αγωγιμότητας, πρέπει να παρέχεται επαρκής ενέργεια ώστε να μπορούν να διασχίσουν ολόκληρο το διάκενο. Ως εκ τούτου, απαιτούμε φωτόνια υψηλότερης ενέργειας για την ενεργοποίηση της συσκευής. Ως εκ τούτου, οι ενδογενείς φωτοαντίσταση έχουν σχεδιαστεί για ανίχνευση φωτός υψηλότερης συχνότητας.

Από την άλλη πλευρά, οι εξωγενείς ημιαγωγοί σχηματίζονται από νάρκωση εγγενών ημιαγωγών με ακαθαρσίες. Αυτές οι ακαθαρσίες παρέχουν δωρεάν ηλεκτρόνια ή οπές για αγωγιμότητα. Αυτοί οι ελεύθεροι αγωγοί βρίσκονται στη ζώνη ενέργειας πιο κοντά στη ζώνη αγωγιμότητας. Έτσι, λίγη ποσότητα ενέργειας μπορεί να τους προκαλέσει να πηδήξουν στη ζώνη αγωγιμότητας. Οι εξωγενείς φωτοαντίσταση χρησιμοποιούνται για την ανίχνευση του μεγαλύτερου μήκους κύματος και του φωτός χαμηλότερης συχνότητας.

Όσο υψηλότερη είναι η ένταση του φωτός, τόσο μεγαλύτερη είναι η πτώση αντίστασης του φωτοαντιστάτη. Η ευαισθησία των φωτοαντιστάσεων ποικίλλει ανάλογα με το μήκος κύματος του εφαρμοζόμενου φωτός. Όταν δεν υπάρχει αρκετό μήκος κύματος, ενεργοποιείται αρκετά η συσκευή, η συσκευή δεν αντιδρά στο φως. Οι εξωγενείς φωτοαντίσταση μπορούν να αντιδράσουν στα υπέρυθρα κύματα. Οι εγγενείς φωτοαντιστάτες μπορούν να ανιχνεύσουν κύματα φωτός υψηλότερης συχνότητας.

Σύμβολο του Φωτοoresistor

Σύμβολο φωτοαντίστασης

Οι φωτοστερίστες χρησιμοποιούνται για να δείξουν την παρουσία ή την απουσία φωτός. Είναι επίσης γραμμένο ως LDR. Συνήθως αποτελούνται από Cds, Pbs, Pbse κ.λπ.… Αυτές οι συσκευές είναι ευαίσθητες σε αλλαγές θερμοκρασίας. Έτσι, ακόμη και όταν η ένταση του φωτός διατηρείται σταθερή, μπορεί να παρατηρηθεί αλλαγή στην αντίσταση στους φωτοαντιστατήρες.

Εφαρμογές του Photoresistor

Η αντίσταση της φωτοαντίστασης είναι μια μη γραμμική συνάρτηση της έντασης του φωτός. Οι φωτοαντιστάτες δεν είναι τόσο ευαίσθητοι στο φως όσο οι φωτοδίοδοι ή οι φωτοτρανζίστορ. Ορισμένες από τις εφαρμογές των φωτοαντιστάσεων έχουν ως εξής-

“πώς να κάνετε ir ελαφρύ ”

Αυτά χρησιμοποιούνται ως αισθητήρες φωτός.
Αυτά χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση της έντασης του φωτός.
Οι μετρητές φωτός νύχτας και φωτισμού χρησιμοποιούν φωτοαντίσταση.
Η ιδιότητα λανθάνοντος χρόνου τους χρησιμοποιείται σε συμπιεστές ήχου και εξωτερική ανίχνευση.
Μπορείτε επίσης να βρείτε φωτοαντίσταση σε ξυπνητήρια, εξωτερικά ρολόγια, ηλιακούς λαμπτήρες δρόμου κ.λπ.
Η υπέρυθρη αστρονομία και η υπέρυθρη φασματοσκοπία χρησιμοποιούν επίσης φωτοαντίσταση για τη μέτρηση της μεσαίας υπέρυθρης φασματικής περιοχής.

Έργα βασισμένα σε φωτοανιχνευτές

Οι φωτογράφοι ήταν μια εύχρηστη συσκευή για πολλούς χόμπι. Πολλά νέα ερευνητικά έγγραφα και ηλεκτρονικά έργα που βασίζονται σε φωτοαντίσταση είναι διαθέσιμα. Οι φωτογράφοι έχουν βρει νέες εφαρμογές σε ιατρικά, ενσωματωμένα και αστρονομικά πεδία. Μερικά από τα έργα που σχεδιάστηκαν χρησιμοποιώντας φωτοαντίσταση έχουν ως εξής-

Φωτομετρητή, φωτομετρητή φτιαγμένο από φοιτητές και εφαρμογή του στην εγκληματολογική ανάλυση βαφών.
Ενσωμάτωση βιοσυμβατής οργανικής αντιστατικής μνήμης και φωτοαντίστασης για εφαρμογή ανιχνεύσιμης εικόνας.
Συγχρονισμός φωτογράφων με smartphone.
Σχεδιασμός και υλοποίηση απλού κυκλώματος διπλού ελέγχου ακουστικού οπτικού.
Σύστημα ανίχνευσης θέσης πηγής φωτός.
Το κινητό ρομπότ ενεργοποιείται από ήχο και ελέγχεται κατευθυντικά από μια εξωτερική πηγή φωτός.
Σχεδιασμός ενός συστήματος παρακολούθησης ανοιχτού κώδικα για θερμοδυναμική ανάλυση κτιρίων και συστημάτων.
Συσκευή προστασίας από υπερθέρμανση.
Συσκευή ανίχνευσης ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας.
Αυτόματη χλοοκοπτική διπλής αξίας ηλιακής ενέργειας για γεωργική εφαρμογή.
Μηχανισμός ανίχνευσης θολερότητας νερού χρησιμοποιώντας LED για ένα επιτόπιο σύστημα παρακολούθησης.
Το φωτεινό πληκτρολόγιο που προκαλείται από το φως έχει σχεδιαστεί χρησιμοποιώντας φωτοαντίσταση.
Νέα ηλεκτρονική κλειδαριά χρησιμοποιώντας κώδικα morse που βασίζεται στο Διαδίκτυο των πραγμάτων.
Σύστημα φωτεινών σηματοδοτών για έξυπνες πόλεις που χρησιμοποιούν φωτοαντίσταση.
Παρακολούθηση επεμβάσεων MRI με αποσπώμενους δείκτες ελεγχόμενους από υπολογιστή.
Αυτά χρησιμοποιούνται σε περσίδες με ενεργοποίηση του φωτός.
Οι φωτογράφοι χρησιμοποιούνται επίσης για αυτόματο έλεγχο αντίθεσης και φωτεινότητας σε τηλεοράσεις και smartphone.
Για το σχεδιασμό της εγγύτητας χρησιμοποιούνται φωτοαντιστάκτες διακόπτη.

Λόγω της απαγόρευσης του καδμίου στην Ευρώπη, η χρήση των φωτοανθεκτικών Cd και Cdse είναι περιορισμένη. Οι φωτοστερίστες μπορούν να εφαρμοστούν και να συνδεθούν εύκολα με μικροελεγκτές.

Αυτές οι συσκευές διατίθενται στην αγορά ως αισθητήρες IC. Διατίθενται ως αισθητήρες φωτισμού περιβάλλοντος, αισθητήρες φωτός σε ψηφιακό, LDR κ.λπ.… Μερικά από τα δημοφιλέστερα προϊόντα είναι ο αισθητήρας φωτός OPT3002, ο αισθητήρας παθητικού φωτός LDR, κ.λπ… Τα ηλεκτρικά χαρακτηριστικά, οι προδιαγραφές κ.λπ. του OPT3002 βρίσκονται στο το δελτίο δεδομένων που παρέχεται από τα όργανα της Τέξας. Μπορούμε να χρησιμοποιούμε φωτοαντίσταση ως εναλλακτική λύση για φωτοδιόδους; Τι κάνει τη διαφορά;