Датчики света – принципы работы, типы и применение

Как правило, световые датчики преобразуют световую энергию в электрическую и применяются в нескольких областях, таких как интеллектуальные устройства, сельское хозяйство и безопасность.

Сегодня мы обсудим различные типы датчиков света и принципы их работы.

Что такое датчики освещенности?

Датчики света — это пассивные фотоэлектрические устройства, преобразующие фотоны (энергию света, такую ​​как инфракрасный или видимый свет) в электрические сигналы (электроны).

Выходной электрический сигнал часто указывает интенсивность света после измерения энергии излучения в спектральном диапазоне света.

Как работают датчики освещенности?

Принцип работы всех типов датчиков света заключается в генерации напряжения/тока в ответ на входную световую энергию. Однако у них заметно различаются режимы работы.

Теперь давайте рассмотрим разнообразие принципов работы конкретных датчиков освещенности в следующем разделе.

Типы датчиков освещенности

Они включают следующее.

Фоторезисторы (LDR)

(фоторезисторы)

Светозависимые резисторы (LDR) (фоторезисторы) являются основными датчиками света, применимыми в схемах датчиков света.

Компоненты, из которых состоят фоторезисторы, представляют собой элементы из сульфида кадмия, которые представляют собой фотопроводящие материалы с высоким сопротивлением. Кроме того, клетки обладают высокой чувствительностью к ближнему инфракрасному и видимому свету.

Принцип работы

Часто фоторезистор работает аналогично обычному резистору. Однако изменение электрического сопротивления фоторезисторов зависит от количества падающего на них света.

Следовательно;

• Сопротивление клеток сульфида кадмия выше при низкой интенсивности света от источника света. И наоборот.

В основном вы заметите принцип работы, описанный выше, в таких приложениях, как уличные фонари. В таких случаях сопротивление ниже из-за более высокой интенсивности света, поэтому в течение дня свет не вырабатывается.

Фотодиоды

(фотодиод)

Фотодиоды или фотосенсоры — это наш второй тип датчиков света.

В отличие от фоторезисторов, работающих в зависимости от изменения сопротивления, фотодиоды имеют сложную адаптацию к свету. Вместо этого они превращают световые уровни в поток электрического тока.

Производители изготавливают фотодиоды из германия и кремния. Датчики также имеют площадь поверхности, встроенные линзы и оптические фильтры.

Принцип работы

После того, как луч света попадает на фотодиод, электроны высвобождаются. Следовательно, образуются электронные дыры, обеспечивающие протекание электрического тока.

Примечание; Электрический ток прямо пропорционален яркости света. Таким образом, более яркий свет приводит к более сильному электрическому току.

Приложения

Благодаря своему принципу работы он в основном подходит для приложений с быстрым изменением светового отклика.

Примеры включают;

• В медицинских приложениях, таких как оборудование для анализа и измерений.
• В бытовой электронике, например в детекторах дыма и проигрывателях компакт-дисков.
• Системы солнечной энергии, такие как солнечные батареи с солнечными элементами из поликристаллического кремния, для питания домов и дорожных знаков.

Фототранзисторы

(напряжение фототранзистора)

В идеале фототранзистор — это усилитель и фотодиод с усилением по току. Усилитель представляет собой биполярный NPN-транзистор, имеющий большую электрически несвязанную базовую область. Но у некоторых может быть электрическое соединение для регулировки светочувствительности. Кроме того, внешний корпус большинства фототранзисторов имеет прозрачную линзу или является прозрачным для концентрации света на базовом переходе.

Дополнительное усиление приводит к повышению светочувствительности (до 50-100 раз) фототранзисторов. Однако по сравнению с фотодиодами его чувствительность к низкому уровню света недостаточна.

Принцип его работы аналогичен фотодиоду.

Приложения находятся в телеуправлении, датчиках светового луча и оптоизоляторах.

Схема оптоизолятора  

Как использовать датчик света с Arduino?

Мы покажем вам, как включить датчик освещенности в Arduino.

(фото CMOS-датчик и ЖК-экран)

Необходимые компоненты

• Плата Arduino
• Основной щит Рощи
• Панель Grove-LED
• Датчик света в роще

Аппаратные действия для схемы датчика освещенности

• Начните с подключения датчика grove-light к порту AO щита grove-base.
• Затем подключите панель grove-LED к порту D2 базового экрана grove. Вы также можете подключить датчик света в роще непосредственно к плате Arduino.

(плата Ардуино)

• В-третьих, подключите шилд Grove-Base к Arduino.
• Наконец, используйте USB-кабель для подключения Arduino к ПК.

Заключение

Датчики света — это пассивные устройства, которые улучшили качество жизни, поскольку они имеют множество применений. Это все, что у нас есть сегодня для восприятия света. Если вам нужны разъяснения, вы всегда можете связаться с нами.