Kas yra fotorezistoriai, kaip jie veikia ir kur yra naudojami
Pagrindinės sąvokos ir prietaisas
Fotorezistorius yra puslaidininkinis įtaisas, kurio varža (jei patogu - laidumas) skiriasi priklausomai nuo to, kaip stipriai apšviečiamas jo jautrus paviršius. Struktūriškai randama įvairių dizainų. Dažniausi šio dizaino elementai, kaip parodyta paveikslėlyje žemiau. Tokiu atveju, jei norite dirbti tam tikromis sąlygomis, galite rasti fotorezistorius, uždarytus metaliniame dėkle su langu, pro kurį šviesa patenka į jautrų paviršių. Žemiau schemoje matote jo grafinį simbolį.
Įdomu: atsparumo pokytis veikiant šviesos srautui yra vadinamas fotorezistiniu efektu.
Veikimo principas yra toks: tarp dviejų laidžių elektrodų yra puslaidininkis (pav. Parodytas raudonai), kai puslaidininkis nešviečia - jo varža yra aukšta, iki kelių megohmų. Kai ši sritis apšviečiama, jos laidumas smarkiai padidėja, o pasipriešinimas atitinkamai sumažėja.
Puslaidininkiais gali būti naudojamos tokios medžiagos kaip kadmio sulfidas, švino sulfidas, kadmio selenitas ir kitos. Spektrinė charakteristika priklauso nuo medžiagos pasirinkimo gaminant fotorezistorių. Paprastais žodžiais tariant - apšviesta spalvų gama (bangos ilgiai), kuria teisingai pasikeis elemento varža. Todėl, renkantis fotorezistorių, reikia apsvarstyti, kuriame spektre jis veikia. Pvz., UV spinduliams jautriems elementams reikia pasirinkti tuos emiterių tipus, kurių spektrinės charakteristikos yra tinkamos fotorezistoriams. Paveikslas, apibūdinantis kiekvienos medžiagos spektrines charakteristikas, parodytas žemiau.
Vienas dažnai užduodamų klausimų yra „Ar yra fotorezistoriaus poliškumas?“ Atsakymas yra ne. Fotorezistoriai neturi pn jungties, todėl nesvarbu, kuria kryptimi teka srovė. Pasipriešinimo matavimo režimu galite patikrinti fotorezistorių multimetru, išmatuodami apšviesto ir patamsinto elemento varžą.
Apytikslę pasipriešinimo priklausomybę nuo apšvietimo galite pamatyti žemiau esančiame grafike:
Čia parodyta, kaip kinta srovė esant tam tikrai įtampai, atsižvelgiant į šviesos kiekį, kur Ф = 0 yra tamsa, o Ф3 yra ryški šviesa.Šis grafikas rodo srovės pokyčius esant pastoviai įtampai, tačiau keičiant apšvietimą:
Trečiajame grafike matote pasipriešinimo priklausomybę nuo šviesos:
Žemiau esančiame paveikslėlyje galite pamatyti, kaip atrodo populiarūs SSRS fotoatsakikliai:
Šiuolaikiniai fotorezistoriai, plačiai naudojami praktikuojant „pasidaryk pats“, atrodo šiek tiek kitaip:
Elementas paprastai žymimas raidėmis.
Fotorezistoriaus charakteristikos
Taigi fotorezistoriai turi pagrindines savybes, į kurias atkreipiamas dėmesys renkantis:
- Tamsi atsparumas. Kaip rodo pavadinimas, tai yra fotorezistoriaus varža tamsoje, tai yra, kai nėra šviesos srauto.
- Integruotas fotojautrumas - apibūdina elemento reakciją, srovės pokyčius per jį į šviesos srauto pokyčius. Matuojama esant pastoviai įtampai A / lm (arba mA, µA / lm). Jis žymimas kaip S. S = Iph / F, kur Iph yra foto srovė, o F yra šviesos srautas.
Tokiu atveju nurodomas foto srovė. Tai yra skirtumas tarp tamsiosios ir apšviestojo elemento srovės, tai yra dalis, kuri atsirado dėl fotolaidumo efekto (tokio pat kaip fotorezistinio efekto).
Pastaba: tamsusis atsparumas, be abejo, būdingas kiekvienam konkrečiam modeliui, pavyzdžiui, FSK-G7 - jis yra 5 MΩ, o integruotasis jautrumas yra 0,7 A / lm.
Atminkite, kad fotorezistoriai turi tam tikrą inerciją, tai yra, jo atsparumas nekinta iškart po šviesos srauto, bet su nedideliu vėlavimu. Šis parametras vadinamas ribiniu dažniu. Tai sinusoidinio signalo, moduliuojančio šviesos srautą per elementą, dažnis, kurio metu elemento jautrumas sumažėja 2 (1,41). Komponentų greitis paprastai būna per dešimtis mikrosekundžių (10 ^ (- 5) s). Taigi fotorezistoriaus naudojimas tose schemose, kur reikalingas greitas atsakas, yra ribotas ir dažnai nepateisinamas.
Kur naudojamas
Kai sužinojome apie įrenginį ir fotorezistorių parametrus, pakalbėkime apie tai, kodėl jo reikia, pateikdami konkrečius pavyzdžius. Nors fotoatsparumo naudojimą riboja jų greitis, apimtis netapo mažesnė.
- Saulėlydžio relės. Jie taip pat vadinami fotoreleija - tai prietaisai, skirti automatiškai įjungti šviesą tamsoje. Žemiau pateiktoje schemoje parodyta paprasčiausia tokios grandinės versija, esanti ant analoginių komponentų ir elektromechaninės relės. Jos trūkumas yra histerezės nebuvimas ir galimas barškėjimas dėl pasienio apšvietimo verčių, todėl relė suksis arba įsijungs ar išsijungs esant nedideliam apšvietimo svyravimui.
- Šviesos jutikliai. Naudojant fotorezistorius, galima aptikti silpną šviesos srautą. Žemiau yra tokio įrenginio, pagrįsto ARDUINO UNO, įgyvendinimas.
- Signalizacijos. Tokiose grandinėse pirmiausia naudojami elementai, jautrūs ultravioletiniams spinduliams. Jautrų elementą apšviečia spinduolis, jei tarp jų atsiranda kliūtis, įsijungia aliarmas arba pavara. Pavyzdžiui, turniketą metro.
- Kažko buvimo jutikliai. Pvz., Spausdinimo pramonėje, naudojant fotorezistorius, galite kontroliuoti popieriaus juostos lūžimą arba į spausdinimo mašiną paduotų lapų skaičių. Veikimo principas yra panašus į aukščiau aptartą. Lygiai taip pat gali būti laikomas produktų, pravažiavusių palei konvejerio juostą, kiekis arba jo dydis (žinomu greičiu).
Trumpai kalbėjome apie tai, kas yra fotorezistorius, kur jis naudojamas ir kaip jis veikia. Praktinis elemento panaudojimas yra labai platus, todėl gana sunku aprašyti visas vieno straipsnio savybes. Jei turite klausimų - rašykite juos komentaruose.
Galiausiai rekomenduojame pažiūrėti naudingą vaizdo įrašą šia tema:
Tikrai nežinai:
Įkeliama ...
