Co je to světelný senzor?
Světelný senzor je fotoelektrický přístroj, který převádí světelnou energii nebo fotony (které se mohou pohybovat v rozmezí od infračerveného do ultrafialového spektra) na elektrický (elektronový) signál. Světelný senzor generuje elektrický výstupní signál mající energii odpovídající vstupní světelné energii. Světelné senzory se také nazývají foto senzory nebo fotoelektrické senzory.
Obsah
- Jaký je princip světelných senzorů?
- Jak funguje světelný senzor?
- Jaké jsou typy světelných senzorů?
- Jaké jsou aplikace světelného senzoru?
Jaký je princip světelných senzorů?
Princip fungování světelného senzoru je založen na vnitřním fotoelektrickém jevu, který uvádí, že když je na kovový povrch bombardována světelná energie nebo fotony, může to způsobit excitaci a vyskočení volných elektronů z kovu, což má za následek tok elektronů nebo elektrický proud . Množství vyprodukovaného proudu závisí na energii fotonu (tj. Vlnové délce světla). Emise elektronů z povrchu kovu nastává až poté, co světlo dosáhne určité prahové frekvence, která odpovídá minimální energii potřebné pro rozbití kovových vazeb elektrony.
Jak funguje světelný senzor?
Světelný senzor se skládá z velmi přesné fotoelektrické trubice. Uvnitř fotoelektrické trubice je malá plochá kovová deska, která se skládá ze „dvou trubek jehlového typu“. Dopad světla na konce fotoelektrické trubice při použití zpětného fixního tlaku vede k uvolnění elektronů nebo elektrického proudu. Generování elektrického proudu nebo kolísání elektrického proudu demonstruje přítomnost světelné energie, tj. Snímá světlo.
Jaké jsou typy světelných senzorů?
Světelné senzory mohou být několika typů. Tyto senzory mohou generovat energii za přítomnosti světla nebo různých jiných elektrických vlastností. Nejběžnějším typem světelných senzorů jsou fotovoltaické články, fotodiody, fotoodpory a fototranzistory.
Fotovoltaické články:
Fotovoltaické články, jak již název napovídá, se řídí principem fotovoltaického efektu pro přeměnu světelné energie přímo na elektrickou energii. Tyto články produkují elektromotorickou sílu úměrnou přijaté zářivé energii. Nejpopulárnější křemíkové články s jedním přechodem generují maximální napětí naprázdno asi 0.5 až 0.6 voltů. Solární články využívají jako fotovoltaický materiál selen.
Fotovoltaické články kromě výroby a uchovávání elektrické energie fungují také jako fotodetektory. Fotovodivé články a fotoemisní články také poskytují podobnou funkci.
Fotodiody:
Fotodiodové světelné senzory jsou diody, které mění světelnou energii na tok elektronů. Fotodiody jsou srovnatelné s běžnými spojovacími diodami PN, ale místo neprůhledného pouzdra mají tyto diody průhlednou čočku pro zaostření světla na spoj PN. Tyto diody jsou citlivější na světlo s delšími vlnovými délkami, tj. Světlo patřící do červeného a infračerveného spektra než viditelné nebo ultrafialové spektrum. Křemík a germanium jsou nejčastěji používané materiály v těchto diodách. Protože fotodiody jsou citlivé na infračervené světlo, nabízejí mnoho aplikací v medicíně.
Fotorezistory:
Fotoodpory jsou také známé jako rezistory závislé na světle nebo LDR. Fotoodpory jsou zařízení, která mění svůj odpor na základě množství přijímané světelné energie. Čím nižší je intenzita světla, tím vyšší je odpor. Je tomu tak proto, že více světla (intenzita) zajišťuje větší tok elektronů, a tedy menší odpor. Buňky sulfidu kademnatého (vysoce odolný polovodičový materiál), které jsou citlivé na infračervené světlo, se většinou používají ve fotorezistorech. Někdy se také používají materiály jako antimonid indný (InSb), selenid olovnatý (PbSe) a sulfid olovnatý (PbS). Fotoodporům trvá podstatně déle (asi několik sekund) reagovat na vystavené světlo.
Foto-tranzistory:
Fototranzistory lze označovat jako fotodiody se zesílením. Fototranzistory mají reverzně předpjatý přechod PN kolektorové báze, který je vystaven zdroji záření. Fototranzistory jsou kvůli zesílení mnohem citlivější (asi 50 až 100krát) ve srovnání s fotodiodami. Fototranzistory mají bipolární NPN tranzistory s elektricky nepřipojenou základní oblastí. Zde se zářivá světelná energie zaměřuje na spojení základny pomocí průhledné čočky. Fototranzistory jsou široce používány v mobilních telefonech a automobilech.
Jaké jsou aplikace světelného senzoru?
V průběhu let se světelné senzory používaly pro různé aplikace, jako například:
Solární články:
Fotovoltaické články se běžně používají jako solární články k výrobě elektřiny. V průběhu let, kdy se využívání obnovitelných zdrojů energie stalo velmi populárním, nabízejí solární články nesmírně důležitou roli. S vynálezem solárních článků bylo možné dodávat elektrickou energii do vzdálených míst.
Spotřební elektronika:
Světelné senzory se používají k provádění celé řady funkcí v chytrých telefonech a tabletech. Senzory pohybu a senzory automatického jasu přítomné v chytrých telefonech používají detektory světla, jako jsou fototranzistory. Zařízení pro dálkové ovládání, která pracují v infračerveném světle, také používají k provádění svých funkcí fotodiody.
Automobily:
Světelné senzory nebo detektory světla se používají v automobilech k detekci okolního okolního světla. Tyto detektory automaticky rozsvítí světla automobilu, když se setmí. V dnešní době se detektory světla používají také k zajištění bezpečné jízdy a parkování v několika modelech automobilů.
Bezpečnostní zařízení:
Světelné senzory se běžně používají ke zpracování nákladů na přepravu, aby se zajistilo, zda jsou krabice řádně utěsněny nebo ne. Několik typů pohybových senzorů také používá detektory světla, které snímají změny v expozici světla. Fotodiody se také používají v detektorech kouře v kancelářích, na letištích, ve vlacích atd.
Zemědělské zařízení:
S rozvojem technologie přispěly světelné senzory také do oblasti zemědělství. Tyto senzory detekují množství okolního světla pro aktivaci zavlažovacího systému postřikovače. Světelné senzory aktivují postřikovače pouze v případě, že je intenzita slunečního světla menší, aby byla zajištěna dostatečná hydratace plodin.
Chcete-li vědět více o návštěvě světelné energie https://techiescience.com/light-energy-light-energy-examples-and-uses/
Také čtení:
- Viditelné světlo
- Co je to vasi světla
- Viditelné světelné spektrum
- Co je systém letového ředitele
- Mění se frekvence světla s médiem
- Příčiny rušení světla
- Příklad destruktivní interference světla
- Viditelný světelný rozsah
Ahoj, jsem Sanchari Chakraborty. Vystudoval jsem elektroniku.
Vždy rád zkoumám nové vynálezy v oblasti elektroniky.
Jsem horlivý student, v současné době investuji do oblasti aplikované optiky a fotoniky. Jsem také aktivním členem SPIE (Mezinárodní společnost pro optiku a fotoniku) a OSI (Optical Society of India). Moje články jsou zaměřeny na přiblížení kvalitních vědeckých výzkumných témat jednoduchým, ale informativním způsobem. Věda se vyvíjí od nepaměti. Takže se snažím nahlédnout do evoluce a představit ji čtenářům.
Pojďme se připojit