Què són els fotoreresistors, com funcionen i on s’utilitzen?
Conceptes bàsics i dispositiu
Un fotoreresistor és un dispositiu semiconductor la resistència de la qual (si és convenient - conductivitat) varia segons la força que s’il·lumini la seva superfície sensible. Es troba estructuralment en diversos dissenys. Els elements més comuns d’aquest disseny, com es mostra a la figura següent. Al mateix temps, per treballar en condicions específiques, podeu trobar fotoresistors tancats en una caixa metàl·lica amb una finestra per la qual la llum entra a la superfície sensible. A continuació, veieu el seu símbol gràfic al diagrama.
Interessant: un canvi de resistència sota la influència del flux de llum s’anomena efecte fotoresistiu.
El principi de funcionament és el següent: entre els dos elèctrodes conductors hi ha un semiconductor (que es mostra en vermell a la figura), quan el semiconductor no s’encén: la seva resistència és alta, fins a diversos megohms. Quan aquesta zona està il·luminada, la seva conductivitat augmenta bruscament i la resistència disminueix en conseqüència.
Es poden utilitzar materials com el sulfur de cadmi, el sulfur de plom, la selenita de cadmi i altres com a semiconductor. La característica espectral depèn de l’elecció del material en la fabricació del fotorresistor. En paraules simples: una gamma de colors (longituds d'ona) sota la il·luminació que canviaran correctament la resistència d'un element. Per tant, escollint un fotorresistor, heu de considerar en quin espectre funciona. Per exemple, per a elements sensibles a la radiació ultraviolada, heu de seleccionar aquells tipus d’emissors les característiques espectrals de les quals siguin adequades per als fotoreresistors. A continuació es mostra una figura que descriu les característiques espectrals de cadascun dels materials.
Una de les preguntes més freqüents és "Hi ha una polaritat al fotorresistor?" La resposta és que no. Els fotoreresistors no tenen una unió pn, per tant, no importa en quina direcció flueix el corrent. Podeu comprovar el fotoresistor amb un multímetre en el mode de mesura de la resistència mesurant la resistència de l’element il·luminat i enfosquit.
Podeu veure una dependència aproximada de la resistència a la il·luminació en el gràfic següent:
Aquí, es mostra com el corrent canvia a un voltatge determinat segons la quantitat de llum, on Ф = 0 és foscor i Ф3 és llum brillant.El gràfic següent mostra el canvi de corrent a tensió constant, però canvia la il·luminació:
Al tercer gràfic, veieu la dependència de la resistència de la il·luminació:
A la figura següent, podeu veure com semblen els fotoreresistors populars a l'URSS:
Els fotoreresistors moderns, que s'utilitzen àmpliament en la pràctica dels fanàtics, semblen una mica diferents:
Un element sol marcar-se amb lletres.
Característiques del fotoreresistor
Així doncs, els fotoreresistors tenen les principals característiques a les que es té atenció a l’hora de triar:
- Resistència fosca. Com el seu nom indica, aquesta és la resistència del fotoresistor a les fosques, és a dir, a falta de flux de llum.
- Fotosensibilitat integral: descriu la resposta d'un element, el canvi de corrent a través d'un canvi de llum. Es mesura a una tensió constant en A / lm (o mA, µA / lm). Es designa com S. S = Iph / F, on Iph és el fotocurrent, i F és el flux de llum.
En aquest cas, s’indica el fotocurrent. Aquesta és la diferència entre el corrent fosc i el corrent de l’element il·luminat, és a dir, la part que va sorgir a causa de l’efecte fotoconductivitat (el mateix que l’efecte fotoresistiu).
Nota: La resistència fosca és, per descomptat, característica de cada model específic, per exemple, per FSK-G7: és de 5 MΩ i la sensibilitat integral és de 0,7 A / lm.
Recordeu que els fotoreresistors tenen una certa inèrcia, és a dir, la seva resistència no canvia immediatament després de l’exposició al flux de llum, sinó amb un lleuger retard. Aquest paràmetre s’anomena freqüència de tall. Aquesta és la freqüència del senyal sinusoïdal que modula el flux de llum a través de l’element en el qual la sensibilitat de l’element disminueix en un factor de 2 (1,41). La velocitat dels components normalment es troba en desenes de microsegons (10 ^ (- 5) s). Així, l’ús d’un fotoresistor en circuits on es necessita una resposta ràpida és limitat, i sovint no es justifica.
On s’utilitza
Quan vam conèixer el dispositiu i els paràmetres dels fotoreresistors, parlem de per què es necessita amb exemples específics. Tot i que l’ús de resistències fotogràfiques està limitat per la seva velocitat, l’abast no ha estat menor.
- Relés crepusculars. També s’anomenen reproducció fotogràfica: es tracta d’aparells per encendre automàticament la llum a les fosques. El diagrama següent mostra la versió més senzilla d’un circuit d’aquest tipus, sobre components analògics i un relé electromecànic. El seu desavantatge és l’absència d’histèresi i la possible aparició de sonar a valors d’il·luminació transfronterera, a conseqüència del qual el relé sonarà o s’encendrà o s’apagarà amb lleus fluctuacions d’il·luminació.
- Sensors de llum. Mitjançant fotoresistors, es pot detectar un fluix lluminós dèbil. A continuació es mostra una implementació d'aquest dispositiu basat en ARDUINO UNO.
- Alarmes. Aquests circuits utilitzen principalment elements sensibles a la radiació ultraviolada. L’element sensible s’il·lumina per l’emissor, en cas d’obstacle entre ells, es produeix una alarma o actuador. Per exemple, un torn de volta al metro.
- Sensors de la presència d'alguna cosa. Per exemple, a la indústria d’impressió mitjançant fotoreresistors, podeu controlar el trencament de la cinta de paper o el nombre de fulls alimentats a la màquina d’impressió. El principi de funcionament és similar al comentat anteriorment. De la mateixa manera, es pot considerar la quantitat de productes que han passat per la cinta transportadora o la seva mida (a una velocitat coneguda).
Hem parlat breument sobre què és un fotorresistor, on s’utilitza i com funciona. L’ús pràctic de l’element és molt ampli, per tant és bastant difícil descriure totes les funcions d’un article. Si teniu dubtes, escriviu-los als comentaris.
Per acabar, recomanem veure un vídeo útil sobre el tema:
Segur que no ho sabeu:
Carregant ...
