מהם פוטורסיסטורים, איך הם עובדים והיכן משתמשים בהם

מושגים בסיסיים ומכשירים

פוטורסיסטור הוא מכשיר מוליכים למחצה שהתנגדותו (אם נוחה - מוליכות) משתנה תלוי עד כמה מואר המשטח הרגיש שלו. נמצא במבנה בעיצובים שונים. האלמנטים הנפוצים ביותר בעיצוב זה, כפי שמוצג באיור למטה. במקרה זה, לעבודה בתנאים ספציפיים, תוכלו למצוא פוטורסיסטורים סגורים בתיק מתכת עם חלון דרכו נכנס האור אל פני השטח הרגיש. למטה אתה רואה את הסמל הגרפי שלה בתרשים.

מעניין: שינוי בהתנגדות בהשפעת שטף אור נקרא האפקט הפוטורסיסטי.

עיקרון הפעולה הוא כדלקמן: בין שתי האלקטרודות המוליכות יש מוליך למחצה (מוצג באדום באיור), כאשר המוליך למחצה אינו מואר - ההתנגדות שלו גבוהה, עד מספר מגהם. כאשר אזור זה מואר, המוליכות שלו גדלה בצורה חדה וההתנגדות יורדת בהתאם.

חומרים כגון קדמיום סולפיד, עופרת גופרתי, קדמיום סלניט ואחרים יכולים לשמש כמוליכים למחצה. המאפיין הספקטרלי תלוי בבחירת החומר בייצור הפוטורסיסטור. במילים פשוטות - מגוון של צבעים (אורכי גל) תחת תאורה אשר ישנו נכון את ההתנגדות של אלמנט. לכן, בחירת פוטורסיסטור, עליכם לקחת בחשבון באיזה ספקטרום זה עובד. לדוגמה, עבור אלמנטים רגישים ל- UV, עליכם לבחור את אותם סוגים של פולטים אשר המאפיינים הספקטרליים שלהם מתאימים לצילומי פלסטיקה. להלן תמונה המתארת ​​את המאפיינים הספקטרליים של כל אחד מהחומרים.

השאלה הנשאלת לעתים קרובות היא "האם יש קוטביות בצילום היסטורי?" התשובה היא לא. לצילומי-חיישן אין צומת pn, כך שלא משנה לאיזה כיוון הזרם זורם. ניתן לבדוק את הפוטורסיסטור עם מולטימטר במצב מדידת ההתנגדות על ידי מדידת ההתנגדות של האלמנט המואר והחשוך.

ניתן לראות תלות משוערת של התנגדות לתאורה בתרשים שלהלן:

כאן מוצג כיצד הזרם משתנה במתח מסוים תלוי בכמות האור, כאשר Ф = 0 הוא חושך, ו- Ф3 הוא אור בהיר.הגרף הבא מציג את שינוי הזרם במתח קבוע, אך משתנה תאורה:

בתרשים השלישי אתה רואה את תלות ההתנגדות לתאורה:

באיור שלמטה תוכלו לראות איך נראים פוטורסיסטורים פופולריים המיוצרים בברית המועצות:

פוטורסיסטורים מודרניים, הנמצאים בשימוש נרחב בתרגול של עשה זאת בעצמך, נראים מעט שונים:

אלמנט מסומן בדרך כלל עם אותיות.

מאפייני פוטורסיסטור

אז, לצילומי ניאון יש את המאפיינים העיקריים שמוקדשים אליהם בבחירתם:

• התנגדות אפלה. כפי שמשתמע מהשם, זו ההתנגדות של הצילום היסטורי בחושך, כלומר בהיעדר שטף אור.
• רגישות לאור אינטגרלית - מתארת ​​את תגובתו של אלמנט, את השינוי בזרם דרכו לשינוי בשטף האור. נמדד במתח קבוע ב- A / lm (או mA, µA / lm). זה נקרא S. S = Iph / F, כאשר ה- Iph הוא זרם הפוטו, ו- F הוא שטף האור.

במקרה זה, זרם הצילום מצוין. זה ההבדל בין הזרם הכהה לזרם של האלמנט המואר, כלומר החלק שקם עקב השפעת המוליכות הפוטו (זהה לאפקט הפוטורסיסטי).

הערה: התנגדות אפלה היא כמובן מאפיינת כל דגם ספציפי, למשל עבור FSK-G7 - היא 5 MΩ, והרגישות האינטגרלית היא 0.7 A / lm.

זכור שלצילום-חיישנים יש אינרציה מסוימת, כלומר ההתנגדות שלה לא משתנה מייד לאחר חשיפה לשטף אור, אלא בעיכוב קל. פרמטר זה נקרא תדר הניתוק. זה התדר של האות הסינוסואלי שמווסת את שטף האור דרך האלמנט בו הרגישות של האלמנט יורדת בפקטור של 2 (1.41). מהירות הרכיבים בדרך כלל נעוצה בעשרות מיקרו שניות (10 ^ (- 5) שניות). לפיכך, השימוש בפוטורסיסטור במעגלים בהם יש צורך בתגובה מהירה מוגבלת, ולעתים קרובות אינה מוצדקת.

איפה משתמשים

כשלמדנו על המכשיר והפרמטרים של צילומי הרזיה, בואו נדבר על הסיבה לכך שהוא נדרש עם דוגמאות ספציפיות. למרות שההתנגדות לצילום מוגבלת על ידי המהירות שלהם, ההיקף לא נעשה פחות.

1. ממסרי דמדומים. הם נקראים גם צילום פוטו-אור - אלה מכשירים להפעלת האור באופן אוטומטי בחושך. התרשים שלהלן מראה את הגרסה הפשוטה ביותר של מעגל כזה, על רכיבים אנלוגיים וממסר אלקטרומכני. החיסרון שלה הוא היעדר היסטריה וההתרחשות האפשרית של רעשנים בערכי תאורה חוצה גבולות, כתוצאה מהם ממסר רעשן או יכבה או יכבה עם תנודות קלות בתאורה.
2. חיישני אור. בעזרת פוטורסיסטורים ניתן לגלות שטף זוהר חלש. להלן יישום של מכשיר כזה המבוסס על ARDUINO UNO.
3. אזעקות. מעגלים כאלה משתמשים בעיקר באלמנטים הרגישים לקרינה אולטרה סגולה. האלמנט הרגיש מואר על ידי הפולט, במקרה של מכשול ביניהם, מופעלת אזעקה או מפעיל. למשל קרוסלה ברכבת התחתית.
4. חיישנים לנוכחות של משהו. לדוגמה, בענף ההדפסה, באמצעות מדדי פוטו, תוכלו לשלוט על שבירת נייר הנייר או על מספר הגיליונות שהוזנו למכונת ההדפסה. עקרון הפעולה דומה לזה שנדון לעיל. באותה דרך ניתן לקחת בחשבון את כמות המוצרים שעברו לאורך המסוע, או את גודלו (במהירות ידועה).

דיברנו בקצרה על מה זה פוטורסיסטור, היכן הוא משמש ואיך הוא עובד. השימוש המעשי באלמנט הוא רחב מאוד, ולכן די קשה לתאר את כל התכונות במאמר אחד. אם יש לך שאלות - כתוב אותן בתגובות.

לבסוף, אנו ממליצים לצפות בסרטון וידאו שימושי בנושא:

בטח אינך יודע:

• כיצד ליצור ממסר תמונות עשה זאת בעצמך
• כיצד לחבר חיישן תנועה לתאורה
• מהו נגדי ולמה הוא מיועד?