Valgus on elektromagnetilise kiirguse vorm. Elektromagnetiline spekter on jagatud paljudeks ribadeks, millest valgus viitab tavaliselt nähtavale spektrile. Kuid füüsikas peetakse gammakiiri, röntgenikiirgust, mikrolaineahju ja raadiolainet ka valguseks. Nähtava valguse spektri lainepikkused jäävad vahemikku 400–700 nanomeetrit, asudes infrapunakiirte ja ultraviolettkiirguse spektri vahel. Valgus kannab energiat footonite kujul. Kui need footonid puutuvad kokku teiste osakestega, kandub kokkupõrke tõttu energia üle. Kasutades seda valguse põhimõtet, on palju kasulikke tooteid, näiteks Fotodioodid , Leiutati fototakistid, päikesepaneelid jne.

Mis on fototakisti?

Fototakisti

“mis on arendusnõukogu ”

Valgusel on laineosakeste duaalsus. Mis tähendab, et valgusel on nii osakeste kui ka lainete laad. Kui valgus langeb pooljuht materjal, valguses esinevad footonid neelduvad elektronide poolt ja nad ergastuvad suurema energiaga ribadesse.

Fototakisti on valgust sõltuv takisti tüüp, mis muudab selle takistusväärtusi talle langeva valguse põhjal. Need fototakistid kipuvad langeva valguse intensiivsuse suurenemisega vähendama oma takistuse väärtusi.

Fototakistid eksponeerivad fotojuhtivus . Need on fotodioodide ja fototransistoridega võrreldes vähem fototundlikud seadmed. Fototakisti fototakistus sõltub ümbritseva õhu temperatuuri muutustest.

Tööpõhimõte

Fototakistil pole P-N ristmikku nagu fotodioodidel. See on passiivne komponent. Need koosnevad suure takistusega pooljuhtmaterjalidest.

Kui valgus satub fototakistusse, neelduvad footonid pooljuhtmaterjalist. Elektroni neeldub footoni energia. Kui need elektronid omandavad sideme purustamiseks piisavalt energiat, hüppavad nad juhtimisriba. Tänu sellele väheneb fototakisti takistus. Takistuse vähenemisega juhtivus suureneb.

Sõltuvalt fototakisti jaoks kasutatava pooljuhtmaterjali tüübist on nende takistuse ulatus ja tundlikkus erinevad. Valguse puudumisel võib fototakisti takistuse väärtus olla megaohmides. Ja valguse olemasolu ajal võib selle takistus väheneda mõnesaja oomini.

Fototakistite tüübid

Sõltuvalt fototakisti kujundamisel kasutatud pooljuhtmaterjali omadustest liigitatakse need kahte tüüpi - välised ja sisemised fototakistid. Need pooljuhid reageerivad erinevates lainepikkustes erinevalt.

Sisemised fototakistid on loodud sisemiste pooljuhtmaterjalide abil. Nendel sisemistel pooljuhtidel on oma laengukandjad. Nende juhtimisribas ei ole vabu elektrone. Need sisaldavad auke valentsribas.

Niisiis, sisemise pooljuhi elektronide ergastamiseks valentsribast juhtivusribani peaks olema tagatud piisav energia, et nad saaksid läbida kogu ribalaiuse. Seetõttu vajame seadme käivitamiseks suurema energiaga footoneid. Seega on sisemised fototakistid mõeldud kõrgema sagedusega valguse tuvastamiseks.

Teisest küljest moodustatakse välised pooljuhid sisemistele pooljuhtidele lisanditega dopinguga. Need lisandid tagavad juhtimiseks vabad elektronid või avad. Need vabad juhid asuvad energiaribas juhtivusribale lähemal. Seega võib väike energiahulk käivitada nende juhtivusribasse hüppamise. Väliseid fototakisteid kasutatakse suurema lainepikkuse ja madalama sagedusega valguse tuvastamiseks.

Mida suurem on valgustugevus, seda suurem on fototakisti takistuse langus. Fototakistite tundlikkus varieerub sõltuvalt rakendatava valguse lainepikkusest. Kui lainepikkust pole piisavalt, seade käivitub piisavalt, ei reageeri seade valgusele. Välised fototakistid võivad reageerida infrapuna lainetele. Sisemised fototakistid suudavad tuvastada kõrgema sagedusega valguslaineid.

Fototakisti sümbol

Fototakisti-sümbol

“erinevat tüüpi liikumisandurid ”

Valguse olemasolu või puudumise tähistamiseks kasutatakse fototakisteid. See on kirjutatud ka kui LDR. Need koosnevad tavaliselt CD-dest, Pbs-dest, Pbse-dest jne. Need seadmed on tundlikud temperatuuri muutuste suhtes. Niisiis, isegi kui valguse intensiivsust hoitakse konstantsena, on fototakistites näha takistuse muutust.

Fototakisti rakendused

Fototakisti takistus on valguse intensiivsuse mittelineaarne funktsioon. Fototakistid pole nii valgustundlikud kui fotodioodid või fototransistorid. Mõned fototakistite rakendused on järgmised:

Neid kasutatakse valgusanduritena.
Neid kasutatakse valguse intensiivsuse mõõtmiseks.
Öö- ja fotovalgusmõõturid kasutavad fototakisteid.
Nende latentsusomadust kasutatakse helikompressorites ja välises tajus.
Fototakisteid võib leida ka äratuskelladest, välikelladest, tänavavalgustitest päikese käes jne.
Infrapuna-astronoomias ja infrapunaspektroskoopias kasutatakse ka keskmist infrapuna spektripiirkonna mõõtmiseks fototakisteid.

Fototakistitel põhinevad projektid

Fototakistid on olnud käepärane seade paljudele harrastajatele. Saadaval on palju uusi fototakistitel põhinevaid uurimistöid ja elektroonilisi projekte. Fototakistid on leidnud uusi rakendusi meditsiinis, manustatud ja astronoomilistes valdkondades. Mõned fototakisti abil kavandatud projektist on järgmised:

Fototakistitel põhinev, õpilaste loodud fotomeeter ja selle kasutamine värvainete kohtuekspertiisi analüüsimisel.
Bioloogiliselt ühilduva orgaanilise takisti mälu ja fototakisti integreerimine kantavate kujutiste tuvastamiseks.
Photogate ajastus nutitelefoniga.
Lihtsa akustilise optika kahekordse juhtimisahela kujundamine ja rakendamine.
Valgusallika asukoha tuvastamise süsteem.
Mobiilne robot lülitati sisse heli abil ja juhiti välise valgusallika abil.
Ehitiste ja süsteemide termodünaamilise analüüsi jaoks avatud lähtekoodiga seiresüsteemi kujundamine.
Ülekuumenemiskaitseseade.
Seade elektromagnetilise kiirguse tuvastamiseks.
Automaatne kaheteljeline päikeseenergial töötav muruniiduk põllumajanduslikuks kasutamiseks.
Vee hägususe tuvastamise mehhanism, kasutades LED-i in-situ seiresüsteemi jaoks.
Valgusest tingitud helendav klaviatuur on loodud fototakistite abil.
Uudne elektrooniline lukk, mis kasutab asjade internetil põhinevat morsekoodi.
Tänavavalgusüsteem nutikate linnade jaoks, kasutades fototakisteid.
Magnetresonantstomograafiliste sekkumisseadmete jälgimine arvutiga juhitavate detoneeritavate markeritega.
Neid kasutatakse valgusega aktiveeritavates ruloodes.
Fototakisteid kasutatakse ka telerite ja nutitelefonide automaatseks kontrastsuse ja heleduse reguleerimiseks.
Lähedusjuhtimisega lüliti kujundamiseks kasutatakse fototakisteid.

Kaadmiumi keelu tõttu Euroopas on Cds ja Cdse fototakistite kasutamine piiratud. Fototakisteid saab hõlpsasti rakendada ja mikrokontrolleritega liidestada.

Need seadmed on turul saadaval IC-anduritena. Need on saadaval ümbritseva valguse andurite, valguse ja digitaalse anduri, LDR jne kujul. Mõned populaarseimad tooted on valgusandur OPT3002, passiivse LDR valgussensor jne. OPT3002 elektrilised omadused, spetsifikatsioonid jne. Leiate Texase instrumentide pakutav andmeleht. Kas saame fotodioodide alternatiivina kasutada fototakisteid? Mis teeb vahet?