Mga kategorya: Itinatampok na Mga Artikulo » Praktikal na Elektronika
Bilang ng mga tanawin: 127164
Mga puna sa artikulo: 5
Photosensor at ang kanilang aplikasyon
Ano ang photosensors
Sa iba't ibang mga elektronikong aparato, aparato sa bahay at pang-industriya na automation, iba't ibang mga disenyo ng radio sa pag-radio photosensors ay ginagamit nang malawak. Ang sinumang kailanman ay nag-disassembled ng isang lumang mouse sa computer, dahil tinawag itong "komovskaya," na may isang bola sa loob, ay dapat na nakakita ng mga gulong na may mga puwang na umiikot sa mga puwang ng mga litrato.
Ang mga photosensor na ito ay tinawag nagagambala ang larawan - matakpan ang daloy ng ilaw. Sa isang bahagi ng tulad ng isang sensor ay isang mapagkukunan - LEDbilang isang panuntunan, ang infrared (IR), kasama ang isa pang phototransistor (upang maging mas tumpak, dalawang phototransistor, sa ilang mga modelo ng photodiode, upang matukoy din ang direksyon ng pag-ikot). Kapag ang gulong ay pinaikot na may mga puwang sa output ng photosensor, nakuha ang mga de-koryenteng impulses, na kung saan ay impormasyon tungkol sa anggular na posisyon ng gulong mismo. Ang ganitong mga aparato ay tinatawag na mga encoder. Bukod dito, ang encoder ay maaaring maging isang contact lamang, tandaan ang gulong ng isang modernong mouse!
Ginamit ang mga photo interrupter hindi lamang sa "mga daga" kundi pati na rin sa iba pang mga aparato, halimbawa, mga bilis ng sensor ng ilang mekanismo. Sa kasong ito, ginagamit ang isang solong photosensor, dahil ang direksyon ng pag-ikot ay hindi kinakailangan upang matukoy.
Kung sa ilang kadahilanan, kadalasan para sa pag-aayos, umakyat sa iba pang mga elektronikong aparato, kung gayon ang mga sensor ng larawan ay matatagpuan sa mga printer, scanner at copier, sa mga drive ng CD, sa mga manlalaro ng DVD, mga recorder ng cassette ng video, camcorder at iba pang kagamitan.
Kaya ano ang mga photosensor, at ano sila? Tingnan lamang, nang hindi pumapasok sa pisika ng semiconductors, hindi nauunawaan ang mga pormula at hindi pagsasalita ng hindi maintindihan na mga salita (recombination, resorption ng mga minorya na carriers), na tinatawag na "sa mga daliri", kung paano gumagana ang mga litrato na ito.
Larawan 1. Larawan ng interrupter
Photoresistor
Ang lahat ay malinaw sa kanya. Bilang isang ordinaryong pare-pareho na resistor ay may isang resistensya ng ohmic, ang direksyon ng koneksyon sa circuit ay hindi gumaganap ng isang papel. Hindi tulad ng isang pare-pareho na risistor, binabago nito ang pagtutol sa ilalim ng impluwensya ng ilaw: kapag nag-iilaw, bumababa ito nang maraming beses. Ang bilang ng mga "oras" na ito ay nakasalalay sa modelo ng photoresistor, lalo na sa madilim na pagtutol nito.
Sa istruktura, ang mga photoresistor ay isang metal na kaso na may isang window window na kung saan makikita ang isang kulay-abo na kulay na plato na may isang track ng zigzag. Kalaunan ang mga modelo ay isinasagawa sa isang plastic case na may isang transparent na tuktok.
Ang bilis ng mga photoresistor ay mababa, kaya maaari silang gumana lamang sa napakababang mga frequency. Samakatuwid, sa mga bagong pag-unlad, halos hindi na nila ginagamit. Ngunit ito ay nangyayari na sa proseso ng pag-aayos ng mga lumang kagamitan ay kailangan nilang matugunan.
Upang suriin ang kalusugan ng photoresistor, sapat na upang suriin ang paglaban nito sa isang multimeter. Sa kawalan ng pag-iilaw, ang paglaban ay dapat malaki, halimbawa, ang photoresistor SF3-1 ay may isang madidilim na pagtutol ayon sa sangguniang data ng 30MΩ. Kung ito ay naiilawan, pagkatapos ang paglaban ay ibababa sa ilang mga KOhms. Ang hitsura ng photoresistor ay ipinapakita sa Figure 2.
Larawan 2. Photoresistor SF3-1
Mga Photodiode
Tunay na katulad ng isang maginoo na rectifier diode, kung hindi para sa pag-aari ng reaksyon sa ilaw. Kung "i-ring" mo ito sa isang tester, mas mahusay na gumamit ng isang napapanahon na switch, kung gayon sa kawalan ng pag-iilaw ng mga resulta ay magiging katulad ng sa kaso ng isang maginoo na diode: sa pasulong na direksyon ang aparato ay magpapakita ng kaunting pagtutol, at sa kabaligtaran ng arrow ng arrow ng aparato ay hindi gaanong ilipat.
Sinabi nila na ang diode ay naka-on sa kabaligtaran na direksyon (ang puntong ito ay dapat alalahanin), kaya ang kasalukuyang ay hindi dumadaloy dito. Ngunit, kung sa pagsasama na ito ang photodiode ay naiilawan ng isang ilaw na bombilya, kung gayon ang arrow ay biglang magmadali sa zero mark.Ang mode na ito ng pagpapatakbo ng photodiode ay tinatawag na photodiode.
Ang photodiode ay mayroon ding isang mode ng pagpapatakbo ng photovoltaic: kapag tinamaan ito ng ilaw, tulad nito solar baterya, gumagawa ng isang mahina boltahe, na, kung pinalakas, ay maaaring magamit bilang isang kapaki-pakinabang na signal. Ngunit, mas madalas ang photodiode ay ginagamit sa mode ng photodiode.
Ang mga photodiode ng lumang disenyo sa hitsura ay isang silindro ng metal na may dalawang tingga. Sa kabilang banda ay isang lens ng baso. Ang mga modernong photodiod ay may isang pabahay na gawa sa transparent na plastik, eksaktong kapareho ng mga LED.
Fig. 2. Mga Photodiode
Phototransistors
Sa hitsura, ang mga ito ay simpleng hindi maiintindihan mula sa mga LED, ang parehong kaso ay gawa sa transparent plastic o isang silindro na may isang baso sa dulo, at mula dito mayroong dalawang mga output - isang kolektor at isang emitter. Ang phototransistor ay tila hindi nangangailangan ng isang pangunahing output, dahil ang signal ng input para dito ay ang light flux.
Bagaman, ang ilang mga phototransistor ay mayroon pa ring isang base output, na, bilang karagdagan sa ilaw, pinapayagan din ang transistor na kontrolado nang electrically. Ito ay matatagpuan sa ilang mga transistor optocouplers, halimbawa, AOT128 at na-import ang 4N35, na mahalagang mga pag-andar. Ang isang risistor ay konektado sa pagitan ng base at emitter ng phototransistor upang bahagyang masakop ang phototransistor, tulad ng ipinapakita sa Larawan 4.
Larawan 3. Phototransistor
Ang aming optocoupler ay karaniwang "hang" 10-100KΩ, habang ang na-import na "analog" ay may tungkol sa 1MΩ. Kung naglagay ka kahit 100K, hindi ito gagana, ang transistor ay mahigpit na sarado.
Paano suriin ang isang phototransistor
Ang isang phototransistor ay maaaring mai-check sa pamamagitan ng isang tester, kahit na wala itong base output. Kung ang isang ohmmeter ay konektado sa anumang polarity, ang paglaban ng kolektor - seksyon ng emitter ay napakalaking, dahil ang transistor ay sarado. Kung ang ilaw ng sapat na intensity at spectrum ay nakukuha sa lens, ang ohmmeter ay magpapakita ng isang maliit na pagtutol - binuksan ang transistor, kung, siyempre, posible na hulaan ang polarity ng koneksyon ng tester. Sa katunayan, ang pag-uugali na ito ay kahawig ng isang maginoo transistor, binubuksan lamang ito gamit ang isang electric signal, at ang isang ito ay may isang light stream. Bilang karagdagan sa intensity ng light flux, ang komposisyon ng spectral nito ay may mahalagang papel. Para sa mga tampok na pagsubok sa transistor, tingnan dito.
Banayad na spectrum
Karaniwan, ang mga larawan ng larawan ay nakatutok sa isang tiyak na haba ng haba ng radiation ng ilaw. Kung ito ay infrared radiation, kung gayon ang naturang sensor ay hindi tumugon nang maayos sa asul at berde na LEDs, sapat na mabuti sa pula, isang maliwanag na maliwanag na lampara, at siyempre sa infrared. Hindi rin ito tumatanggap ng ilaw mula sa mga fluorescent lamp. Samakatuwid, ang dahilan para sa hindi magandang operasyon ng photosensor ay maaaring maging isang hindi naaangkop na spectrum ng ilaw na mapagkukunan.
Isinulat sa itaas kung paano mag-ring ng isang photodiode at isang phototransistor. Narito dapat mong bigyang pansin ang tulad ng isang tila trifle bilang uri ng aparato ng pagsukat. Sa isang modernong digital multimeter, sa mode ng pagpapatuloy ng semiconductor, kasama ang nasa parehong lugar tulad ng kapag sinusukat ang boltahe ng DC, i.e. sa pulang kawad.
Ang resulta ng pagsukat ay ang pagbagsak ng boltahe sa mga millivolts sa p-n junction sa pasulong na direksyon. Bilang isang patakaran, ang mga ito ay mga numero sa saklaw ng 500 - 600, na nakasalalay hindi lamang sa uri ng aparato ng semiconductor, kundi pati na rin sa temperatura. Sa pagtaas ng temperatura, ang figure na ito ay bumababa ng 2 para sa bawat degree na Celsius, na kung saan ay dahil sa temperatura na koepisyent ng pagtutol ng TCS.
Kapag gumagamit ng isang pointer tester, dapat alalahanin na sa mode ng pagsukat ng pagtutol, ang positibong output ay nasa minus sa mode ng pagsukat ng boltahe. Sa ganitong mga tseke, mas mahusay na maipaliwanag ang mga sensor ng larawan na may lampara ng maliwanag na maliwanag sa malapit na saklaw.
Pagpapares ng photosensor gamit ang isang microcontroller
Kamakailan lamang, maraming mga mahilig sa radyo ang nakakuha ng malaking interes sa pagdidisenyo ng mga robot. Karamihan sa mga madalas na ito ay isang bagay na tila primitive, tulad ng isang kahon na may mga baterya sa mga gulong, ngunit napakalakas na matalino: naririnig ang lahat, nakikita ang lahat, at napapalibot sa mga hadlang.Nakikita niya ang lahat dahil lamang sa mga phototransistor o photodiode, at marahil kahit mga photoresistor.
Ang lahat ay napaka-simple dito. Kung ito ay isang photoresistor, sapat na upang ikonekta ito, tulad ng ipinahiwatig sa diagram, at sa kaso ng isang phototransistor o photodiode, upang hindi malito ang polarity, "singsing" muna sila, tulad ng inilarawan sa itaas. Lalo na kapaki-pakinabang na gawin ang operasyon na ito, kung ang mga bahagi ay hindi bago, siguraduhin na angkop ang mga ito. Pagkonekta ng iba't ibang mga sensor ng larawan sa microcontroller ipinapakita sa figure 4.
Larawan 4. Mga scheme para sa pagkonekta ng mga photosensors sa isang microcontroller
Pagsukat ng ilaw
Ang mga photodiode at phototransistor ay may mababang sensitivity, mataas na hindi pagkakasundo at isang makitid na spectrum. Ang pangunahing aplikasyon ng mga aparatong larawan na ito ay upang gumana sa key mode: on-off. Samakatuwid, ang paglikha ng mga light metro sa kanila ay medyo may problema, bagaman mas maaga sa lahat ng mga analog light meters na ginamit nila nang tumpak na mga photosensor na ito.
Ngunit sa kabutihang palad, ang nanotechnology ay hindi tumayo, ngunit nagpapatuloy sa pamamagitan ng mga leaps at hangganan. Upang masukat ang pag-iilaw "doon sila ay" lumikha ng isang dalubhasang chip TSL230R, na kung saan ay isang programmable converter ng pag-iilaw - dalas.
Panlabas, ang aparato ay isang maliit na tilad sa isang kaso ng DIP8 na gawa sa transparent na plastik. Ang lahat ng mga signal ng input at output sa antas ay katugma sa logic ng TTL - CMOS, na ginagawang madali upang ipares ang converter sa anumang microcontroller.
Gamit ang mga panlabas na signal, maaari mong baguhin ang pagiging sensitibo ng photodiode at ang laki ng signal ng output, ayon sa pagkakabanggit, 1, 10, 100 at 2, 10, at 100 beses. Ang pag-asa ng dalas ng signal ng output sa pag-iilaw ay magkakasunod, mula sa mga praksyon ng isang hertz hanggang 1 MHz. Ang mga setting ng scale at sensitivity ay isinasagawa sa pamamagitan ng pagbibigay ng mga antas ng logic sa 4 na mga input.
Ang microcircuit ay maaaring ipakilala sa micro consumption mode (5 μA) kung saan mayroong isang hiwalay na konklusyon, bagaman hindi ito partikular na masigla sa operating mode. Sa pamamagitan ng isang supply boltahe ng 2.7 ... 5.5 V, ang kasalukuyang pagkonsumo ay hindi hihigit sa 2 mA. Para sa pagpapatakbo ng chip ay hindi nangangailangan ng anumang panlabas na strapping, maliban na ang blocking capacitor para sa kapangyarihan.
Sa katunayan, sapat na upang ikonekta ang isang dalas na dalas sa microcircuit at makakuha ng pagbabasa ng pag-iilaw, mabuti, tila, sa ilang mga UE. Sa kaso ng paggamit ng microcontroller, na nakatuon sa dalas ng signal ng output, maaari mong kontrolin ang pag-iilaw sa silid, o sa pamamagitan lamang ng prinsipyo ng "pag-on - off".
Ang TSL230R ay hindi lamang ang light meter. Kahit na mas advanced ay ang mga sensor ng Maxim MAX44007-MAX44009. Ang kanilang mga sukat ay mas maliit kaysa sa TSL230R, ang pagkonsumo ng kuryente ay pareho sa iba pang mga sensor sa mode ng pagtulog. Ang pangunahing layunin ng naturang mga light sensor ay ang paggamit sa mga aparato na pinapagana ng baterya.
Kinokontrol ng mga larawan ang ilaw
Ang isa sa mga gawain na isinagawa sa tulong ng mga photosensor ay control control. Ang mga naturang scheme ay tinawag relay ng larawan, madalas na ito ay isang simpleng pagsasama ng pag-iilaw sa dilim. Hanggang dito, maraming mga amateurs ang nakabuo ng maraming mga circuit, na kung saan ang isa ay tatalakayin sa susunod na artikulo.
Pagpapatuloy ng artikulo: Mga scheme ng larawan ng relay para sa control control
Tingnan din sa electro-tl.tomathouse.com
: