Un ફોટોોડિયોડ એક છે ઇલેક્ટ્રોનિક ઘટક જે પ્રકાશના સંપર્કમાં આવે ત્યારે ફોટોકરન્ટ ઉત્પન્ન કરે છે. ફોટોવોલ્ટેઇક સોલાર કોશિકાઓમાં અને લીનિયર ફોટોડિટેક્ટરમાં, સેન્સર્સનો ઉપયોગ પ્રકાશ સિગ્નલો, જેમ કે ઓપ્ટિકલ સિગ્નલ અથવા રેડિયો તરંગોમાં થાય છે. ફોટોડિઓડ્સનો ઉપયોગ બિન-ઇલેક્ટ્રીકલ એપ્લિકેશનમાં પણ થાય છે, જેમ કે ફોટોલિથોગ્રાફી, જે વેફર પર પેટર્ન દોરવા માટે નાના અરીસાઓનો ઉપયોગ કરે છે.
માં ફોટોવોલ્ટેઇક સૌર કોષો, ફોટોોડિયોડનો સૌથી સામાન્ય પ્રકાર સિલિકોનનો બનેલો છે. ગેલિયમ આર્સેનાઈડ (GaAs), ઈન્ડિયમ ફોસ્ફાઈડ (InP), અને ગેલિયમ નાઈટ્રાઈડ (GaN) જેવી અન્ય સામગ્રીમાંથી બનેલા ફોટોોડિયોડ્સ પણ છે. આ વિવિધ સામગ્રીઓમાં વિવિધ ગુણધર્મો છે જે તેમને ચોક્કસ એપ્લિકેશનો માટે યોગ્ય બનાવે છે. ફોટોડાયોડ્સ સામાન્ય રીતે સેમિકન્ડક્ટર સામગ્રીને વધુ વાહકો સાથે ડોપ કરીને બનાવવામાં આવે છે. વધારાના ઇલેક્ટ્રોન અથવા છિદ્રો ઉત્પાદન પ્રક્રિયા દરમિયાન ઉમેરવામાં આવતા ડોપિંગ એજન્ટોમાંથી આવે છે. વધુમાં, તે આંતરિક રીતે સરળ છે, એક pn જંકશન સાથે જ્યાં એક બાજુ હકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલ છે અને બીજી નકારાત્મક રીતે. જ્યારે પ્રકાશ ડાયોડને અથડાવે છે, ત્યારે તે ઇલેક્ટ્રોનને સકારાત્મક બાજુ તરફ વહે છે અને છિદ્રો નકારાત્મક તરફ વહે છે. આ ડાયોડને ચાર્જ કરે છે, ફોટોકરન્ટ બનાવે છે જે ડાયોડમાંથી સર્કિટમાં વહે છે.
તે કેવી રીતે કામ કરે છે?
ફોટોોડિયોડ એ ઇલેક્ટ્રોનિક ઘટક છે જે પ્રકાશને વિદ્યુત સંકેતોમાં રૂપાંતરિત કરે છે. તેનો ઉપયોગ ડિજિટલ કેમેરા અને અન્ય ઉપકરણો જેમ કે માઇક્રોસ્કોપ અને ટેલિસ્કોપમાં થાય છે.
મારો મતલબ ફોટોનને ઈલેક્ટ્રોનમાં રૂપાંતરિત કરીને કામ કરે છે ફોટોઇલેક્ટ્રિક અસર નામની પ્રક્રિયા દ્વારા. પ્રકાશના દરેક ફોટોનમાં ઊર્જા હોય છે, જેના કારણે ફોટોોડિયોડમાંથી ઈલેક્ટ્રોન છૂટા પડે છે. આ ઇલેક્ટ્રોન કેપેસિટરમાં એકત્રિત કરવામાં આવે છે, જે ફોટોોડિયોડ દ્વારા શોધાયેલ પ્રકાશના ફોટોનના પ્રમાણસર વિદ્યુત સંકેત બનાવે છે. ફોટોડાયોડ્સ સામાન્ય રીતે સેમિકન્ડક્ટર સામગ્રી જેમ કે સિલિકોન, ગેલિયમ આર્સેનાઇડ અથવા III-V સામગ્રીમાંથી બનાવવામાં આવે છે. ફોટોડાયોડ્સ અન્ય સામગ્રી જેમ કે જર્મેનિયમ અથવા ઇન્ડિયમ ફોસ્ફાઇડમાંથી પણ બનાવી શકાય છે, પરંતુ આ સામગ્રીઓ સિલિકોન અને ગેલિયમ આર્સેનાઇડ કરતાં ઓછી સામાન્ય છે.
થી લઈને તરંગલંબાઈ સાથે પ્રકાશને શોધવા માટે ફોટોડાયોડ્સનો ઉપયોગ કરી શકાય છે દૃશ્યમાન પ્રકાશ (400-700 nm) થી ઇન્ફ્રારેડ (1-3 μm). જો કે, સિલિકોન શોષણ બેન્ડ્સની મર્યાદાઓને લીધે, ફોટોોડિયોડ્સ માટે લાંબા-તરંગ ઇન્ફ્રારેડ (>4 μm) ની શોધ મુશ્કેલ છે. વધુમાં, ઉચ્ચ-શક્તિવાળા લેસરો ઝડપી ગરમીને કારણે સિલિકોન સેન્સરને નુકસાન પહોંચાડી શકે છે જે લેસર પ્રકાશથી પરિણમે છે.
ફોટોોડિયોડ એપ્લિકેશન્સ
ફોટોોડિયોડ એ એથી અલગ છે એલડીઆર પ્રતિકાર, એટલે કે, ફોટોરેઝિસ્ટર અથવા પ્રકાશ-સંવેદનશીલ પ્રતિરોધકો. ફોટોોડિયોડના કિસ્સામાં, તે પ્રતિભાવ સમયમાં ખૂબ ઝડપી છે, જે તેનો ઉપયોગ કરવાની નવી રીતો ખોલે છે:
- અંધકાર અથવા લાઇટિંગમાં ફેરફારો માટે ઝડપી પ્રતિસાદ સર્કિટ માટે.
- લેસર રીડિંગ માટે સીડી પ્લેયર્સ.
- ઓપ્ટિકલ ચિપ્સ.
- ફાઇબર ઓપ્ટિક જોડાણો માટે.
- વગેરે
જેમ તમે જોઈ શકો છો, ફોટોોડિયોડની એપ્લિકેશન વિશાળ છે, અને તે તેના પ્રતિભાવ માટે LDR રેઝિસ્ટર કરતાં વધુ સારી કામગીરી કરે છે. તેથી, એવી ઘણી એપ્લિકેશનો છે જ્યાં LDR માન્ય નથી અને ફોટોોડિયોડ છે.
Arduino સાથે સંકલિત કરો
એકીકૃત કરવા માટે Arduino બોર્ડ સાથે ફોટોોડિયોડ, તે માત્ર ઘટકને યોગ્ય રીતે કનેક્ટ કરવાની અને કોડ લખવાની બાબત છે. અહીં હું તમને એક ઉદાહરણ બતાવીશ, જો કે તમે તેમાં ફેરફાર કરી શકો છો અને તમને જોઈતા પ્રોજેક્ટ્સ બનાવી શકો છો. કનેક્શન માટે, તે ખૂબ જ સરળ છે, આ કિસ્સામાં અમે A1 ઇનપુટનો ઉપયોગ કરવા જઈ રહ્યા છીએ, એટલે કે, એનાલોગ એક, પરંતુ જો તમે ઇચ્છો તો તમે અન્ય કોઈપણ એનાલોગનો ઉપયોગ કરી શકો છો. અને ફોટોોડિયોડની બીજી પિન GND સાથે જોડાયેલ હશે.
કોડ માટે, તે નીચે આપેલ છે, માટે એક સરળ સરળ સ્નિપેટ પ્રકાશની તીવ્રતા માપો ફોટોોડિયોડ સાથે:
void setup()
{
Serial.begin(9600);
Serial.print();
}
void loop ()
{
int lightsensor = analogRead(A1);
float voltage = lightsensor * (5.0 / 1023.0);
Serial.print(voltage);
Serial.println();
delay(2000);
}