Фотодатчики та їх застосування
Електронні схеми із застосуванням фотодатчиків знайшли широке застосування як в схемах радіоаматорів, так і в промисловій електроніці. Найпростіший фотодатчик складається з фотоприймача (фотодіод, фототранзистор) і джерела випромінювання (найчастіше інфрачервоного). Схеми фотодатчика на основі джерела і приймача називають фотопреривателямі. Принцип дії заснований на перериванні сигналу надходить від джерела до фотоприймача. Найпростішої схемою із застосуванням такого датчика є схема цифрового енкодера.
Типи фотодатчиків
1. Фоторезистор Фоторезистор являє собою фотодатчик, що змінює величину свого омічного опору під впливом випромінювання. Фоторезистори характеризуються малим швидкодією, тому їх застосування обмежене в сучасній електроніці. Фотодіод
Фотодіод - напівпровідниковий прилад, здатний проводити електричний струм тільки в одному напрямку. Регулювання величини зворотного струму в ланцюзі регулюється зміною інтенсивності падаючого світла. Крім того фотодіод може виступати як джерело фотоерс.
Фототранзистор
Фототранзистор може бути виконаний в двох виконаннях: з трьома виводами (як звичайний транзистор) і з двома виводами (колектор, емітер). Додатковий висновок бази фототранзистора дозволяє використовувати його в якості повністю керованого напівпровідникового елемента. Фототранзистори з двома висновками можуть управлятися тільки світловим випромінюванням.Перевірку працездатності фототранзистора можна провести мультиметром. При зміні світлового випромінювання відбувається зміна опору колектор-емітер від максимального при мінімальному випромінюванні, до мінімального - при максимальній інтенсивності.
Спектр світла
Практично всі фотодатчики налаштовуються на певний спектр випромінювання. Тому при виборі фотоприймача слід врахувати, який з джерел світла є оптимальним для даного фотодатчика. Сполучення фотодатчика з мікроконтролером Широке застосування мікроконтролерів призвело до необхідності використання фотодатчиків в якості чутливих елементів. Фотодатчики підключаються на дискретні входи мікроконтролера за наступними схемами: Варто відзначити, що для напівпровідникових елементів перед підключенням необхідно визначити їх полярність. Вимірювання освітленості Фототранзистори і фотодіоди реагують на досить вузький спектр світлового випромінювання. Основна функція таких елементів - робота в ключовому режимі. У зв'язку з цим створення вимірників освітленості на цій елементній базі досить скрутно.Виходом в такій ситуації може послужити застосування мікросхеми TSL230R, що дозволяє перетворити рівень освітленості в частоту. Управління мікросхемою здійснюється зовнішніми сигналами, за допомогою яких можна змінювати чутливість фотодіода. Частота вихідного сигналу може досягати 1МГц.Схема підключення мікросхеми TSL230R до мікроконтролера наведена нижче.
|