光传感器 - 工作原理、类型和应用

一般来说，光传感器将光能转化为电能，适用于智能设备、农业、安防等多个领域。

今天，我们将讨论各种类型的光传感器及其工作原理。

什么是光传感器？

光传感器是将光子（红外线或可见光等光能）转换为电信号（电子）的无源光电器件。

电信号输出通常表示测量光谱范围内的辐射能量后的光强度。

光传感器的工作原理是什么？

所有光传感器类型的工作原理是响应输入光能产生电压/电流。然而，它们明显具有不同的操作模式。

现在，让我们在下一节中了解特定光传感器的各种工作原理。

光传感器的类型

它们包括以下内容。

光敏电阻 (LDR)

（光敏电阻）

光敏电阻（LDR）（光敏电阻）是应用于光传感器电路的主要光传感器。

构成光敏电阻的组件是硫化镉电池，它是高电阻光电导材料。此外，这些细胞对近红外和可见光具有高灵敏度。

工作原理

通常，光敏电阻的工作原理与普通电阻类似。然而，光敏电阻的电阻变化取决于暴露于它们的光量。

所以;

• 如果光源的光强度较低，硫化镉电池的电阻会更高。反之亦然。

大多数情况下，您会在路灯等应用中注意到上述工作原理。在这种情况下，由于光照强度较高，电阻较低，因此白天不会产生光。

光电二极管

（光电二极管）

光电二极管或光电传感器是我们的第二种光传感器类型。

与根据电阻变化工作的光敏电阻不同，光电二极管对光的适应很复杂。相反，它们将光照水平转变为电流。

制造商使用锗和硅材料制造光电二极管。传感器还具有表面积、内置镜头和滤光片。

工作原理

一束光照射到光电二极管后，电子松动。因此，电子空穴的形成允许电流流动。

注意； 电流与光亮度成正比。因此，更亮的光最终会产生更强的电流。

应用程序

由于其工作原理，它主要适用于光响应变化快的应用。

例子包括；

• 在医疗应用中，例如用于分析和测量的设备。
• 在烟雾探测器应用和光盘播放器等消费电子产品中。
• 太阳能系统，例如带有多晶硅太阳能电池的太阳能电池板，可为住宅和路标供电。

光电晶体管

(电压光电晶体管)

理想情况下，光电晶体管是一个放大器和一个具有电流增益的光电二极管。该放大器是一个双极 NPN 晶体管，具有大的未电连接的基区。但是，有些可能具有调节光灵敏度的电气连接。此外，大多数光电晶体管的外壳都有一个透明的透镜或透明的以将光集中在基结上。

额外的放大导致光电晶体管的光灵敏度更高（高达 50 或 100 倍）。但是，与光电二极管相比，它对低水平光的敏感性有所欠缺。

它的工作原理类似于光电二极管。

应用程序 在电视型遥控器、光束传感器和光隔离器中。

光隔离器的电路图

如何在 Arduino 中使用光传感器？

我们将向您展示如何将光传感器与 Arduino 结合使用。

（照片CMOS传感器和液晶屏）

需要的组件

• Arduino 板
• 格罗夫基地盾
• Grove-LED 灯条
• 格罗夫光传感器

光传感器电路的硬件步骤

• 首先将 Grove-light 传感器连接到 Grove-base shield AO 端口。
• 然后，将 Grove-LED 灯条连接到 Grove base-shield D2 端口。您还可以将 Grove-Light 传感器直接连接到 Arduino 板。

（Arduino板）

• 第三，将基于 Grove 的盾牌插入 Arduino。
• 最后，使用 USB 数据线将 Arduino 连接到 PC。

结论

光传感器是提高生活水平的无源设备，因为它们有很多应用。这就是我们今天所拥有的光感应。如果您需要澄清，您可以随时与我们联系。