انواع سنسورهای نور چیست؟

سلام! به عنوان یک تامین کننده سنسور، من با انواع سنسورهای نور برای سال ها سر و کار داشتم. حسگرهای نور در فناوری امروزی بسیار مهم هستند - آنها در همه چیز از تلفن های هوشمند گرفته تا ماشین آلات صنعتی استفاده می شوند. در این وبلاگ، من انواع مختلف حسگرهای نور را توضیح خواهم داد.

مقاومت نوری

بیایید با مقاومت های نوری شروع کنیم که به مقاومت های وابسته به نور (LDR) نیز معروف هستند. این پسران بد بسیار ساده اما واقعا مفید هستند. مقاومت یک مقاومت نوری بر اساس میزان نوری که در معرض آن قرار می گیرد تغییر می کند. هنگامی که نور بیشتر باشد، مقاومت کاهش می یابد و زمانی که هوا تاریک است، مقاومت بالا می رود.

آنها ارزان و آسان برای استفاده هستند، که آنها را به یک انتخاب محبوب برای کاربردهای اصلی حسگر نور تبدیل می کند. به عنوان مثال، آنها اغلب در چراغ های خیابان استفاده می شوند تا به طور خودکار هنگام تاریک شدن هوا روشن شوند. شما می توانید آنها را در برخی از پروژه های الکترونیکی DIY نیز بیابید، مانند یک مدار نور شبانه ساده. یکی از چیزهای مهم در مورد مقاومت نوری پاسخ طیف گسترده آنها است، به این معنی که آنها می توانند طیف وسیعی از طول موج های نور را تشخیص دهند. اما آنها سریعترین سنسورهای موجود نیستند. زمان پاسخ‌دهی آن‌ها می‌تواند کمی کند باشد، بنابراین برای برنامه‌هایی که نیاز به تشخیص سریع تغییرات سطح نور دارند، ایده‌آل نیستند.

فتودیودها

بعدی فوتودیودها هستند. اینها دستگاه های نیمه هادی هستند که هنگام قرار گرفتن در معرض نور جریان تولید می کنند. آنها بسیار سریعتر از مقاومت نوری هستند، که آنها را برای کاربردهای با سرعت بالا مناسب می کند.

انواع مختلفی از فتودیودها مانند فتودیود PIN و فتودیود بهمنی وجود دارد. دیودهای نوری پین معمولاً در سیستم های ارتباطی فیبر نوری استفاده می شوند. آنها می توانند سیگنال های نوری بسیار ضعیف را تشخیص دهند، که در انتقال داده های دوردست بسیار مهم است. از طرف دیگر فتودیودهای بهمنی دارای مکانیزم بهره داخلی هستند. آنها می توانند جریان تولید شده توسط نور ورودی را ضرب کنند و آنها را بسیار حساس کند. آنها اغلب در برنامه‌هایی استفاده می‌شوند که تشخیص نور با سطح بسیار پایین ضروری است، مانند برخی از دستگاه‌های تصویربرداری پزشکی.

فتودیودها همچنین در اندازه گیری شدت نور بسیار دقیق هستند. آنها پاسخ خطی به نور دارند، به این معنی که جریانی که تولید می کنند با مقدار نور دریافتی آنها نسبت مستقیم دارد. این آنها را برای کاربردهایی که اندازه گیری دقیق نور مورد نیاز است، مانند نورسنج هایی که توسط عکاسان استفاده می شود، عالی می کند.

فوتوترانزیستورها

فوتوترانزیستورها نوع دیگری از حسگرهای نور هستند. آنها شبیه فتودیودها هستند زیرا در مواجهه با نور جریان تولید می کنند، اما بهره بیشتری دارند. این بدان معنی است که آنها می توانند جریان خروجی بزرگتری در مقایسه با فتودیود برای همان مقدار نور تولید کنند.

ترانزیستورهای نوری اغلب در کاربردهایی استفاده می‌شوند که سیگنال الکتریکی قوی‌تری مورد نیاز است. به عنوان مثال، آنها را می توان در گیرنده های کنترل از راه دور مادون قرمز استفاده کرد. هنگامی که نور مادون قرمز از کنترل از راه دور به فوتوترانزیستور برخورد می کند، جریانی تولید می کند که می تواند توسط مدار گیرنده تقویت و پردازش شود.

با این حال، فوتوترانزیستورها معمولاً کندتر از فتودیودها هستند. زمان پاسخ آنها طولانی تر است، بنابراین آنها بهترین انتخاب برای برنامه های پرسرعت نیستند. اما برای بسیاری از کارهای حسگر نور با هدف عمومی، آنها به خوبی کار می کنند.

شارژ - دستگاه های جفت شده (CCD)

CCD ها کمی متفاوت از سنسورهای قبلی هستند. آنها عمدتاً در برنامه های تصویربرداری مانند دوربین های دیجیتال و دوربین های فیلمبرداری استفاده می شوند. CCD آرایه ای از عناصر حساس به نور به نام پیکسل است. هنگامی که نور به این پیکسل ها برخورد می کند، بار الکتریکی ایجاد می کند.

سپس بارها از یک پیکسل به پیکسل بعدی به صورت متوالی منتقل می شوند تا زمانی که به یک تقویت کننده خروجی برسند. این تقویت کننده بارها را به یک سیگنال الکتریکی تبدیل می کند که قابل پردازش و تبدیل به تصویر است. CCD ها به خاطر ثبت تصاویر با کیفیت بالا معروف هستند. آنها می توانند تصاویر واضح و دقیق با دامنه دینامیکی گسترده تولید کنند.

اما CCD ها معایبی دارند. آنها مقدار نسبتاً زیادی انرژی مصرف می کنند و تولید آنها می تواند بسیار گران باشد. همچنین، آنها به سرعت برخی از انواع دیگر حسگرهای تصویر نیستند، که می تواند محدودیتی در برنامه هایی باشد که نیاز به ضبط تصویر با سرعت بالا دارند.

حسگرهای تصویر مکمل فلز - اکسید - نیمه هادی (CMOS).

سنسورهای تصویر CMOS بچه های جدید در دنیای حسگرهای نور هستند. آنها همچنین مانند CCD ها برای تصویربرداری استفاده می شوند. اما آنها به روش دیگری کار می کنند.

هر پیکسل در یک سنسور تصویر CMOS دارای تقویت کننده و مبدل آنالوگ به دیجیتال مخصوص به خود است. این بدان معناست که بارهای تولید شده توسط نور می توانند دقیقاً در سطح پیکسل به سیگنال های دیجیتال تبدیل شوند. این باعث می شود سنسورهای CMOS بسیار سریعتر از CCD ها باشند. آنها می توانند تصاویر را با نرخ فریم بالاتر ضبط کنند، که برای برنامه هایی مانند ضبط ویدیوی با سرعت بالا عالی است.

حسگرهای CMOS نیز نسبت به CCD ها انرژی کمتری مصرف می کنند، که یک مزیت بزرگ در دستگاه های با باتری مانند گوشی های هوشمند است. و به طور کلی تولید آنها ارزان تر است، که آنها را به انتخاب غالب در محصولات تصویربرداری مصرف کننده تبدیل کرده است. با این حال، کیفیت تصویر آنها در گذشته پایین تر از CCD ها بود، اما با پیشرفت تکنولوژی، این شکاف کمتر شده است.

سنسورهای مادون قرمز

حسگرهای مادون قرمز برای تشخیص نور مادون قرمز که برای چشم انسان نامرئی است طراحی شده اند. آنها طیف وسیعی از کاربردها را دارند. به عنوان مثال، در سیستم های امنیتی، حسگرهای مادون قرمز می توانند گرما (تابش مادون قرمز) ساطع شده از یک فرد یا یک شی را تشخیص دهند. اگر یک فرد غیرمجاز وارد یک منطقه ممنوعه شود، این می تواند زنگ خطر را ایجاد کند.

سنسورهای مادون قرمز نیز در سنسورهای مجاورتی استفاده می شوند. آنها می توانند حضور یک جسم را با انتشار نور مادون قرمز و سپس اندازه گیری مقدار نوری که به عقب بازتاب می شود، تشخیص دهند. درب های اتوماتیک به این صورت کار می کنند. هنگامی که شخصی به درب نزدیک می شود، حسگر مادون قرمز نور منعکس شده را تشخیص می دهد و به درب علامت می دهد که باز شود.

ما انواع سنسورهای نور با کیفیت بالا از جمله سنسورهای نور را ارائه می دهیمسنسور IE5338،سنسور E3JK - RR11 - C 2M OMS، وسنسور E2B - M12KN08 - WZ - B1. این سنسورها قابل اعتماد هستند و در کاربردهای مختلف مورد استفاده قرار گرفته اند.

اگر در بازار سنسورهای نور برای پروژه یا کسب و کار خود هستید، در تماس با آن درنگ نکنید. ما می توانیم به شما در انتخاب سنسور مناسب برای نیازهای خاص خود کمک کنیم. چه به یک فتودیود با واکنش سریع برای یک برنامه کاربردی با سرعت بالا نیاز داشته باشید یا یک حسگر مادون قرمز قابل اعتماد برای یک سیستم امنیتی، ما شما را تحت پوشش قرار می دهیم. بیایید در مورد نیازهای شما گپ بزنیم و ببینیم چگونه می توانیم با هم کار کنیم تا بهترین راه حل را برای شما به دست آوریم.

مراجع

• "اپتوالکترونیک: مقدمه" توسط AG Milnes
• «حسگرهای نیمه‌سیدکتور» توسط NF the Ry و AJ of the Zel
• «حسگرهای تصویر و پردازش سیگنال برای دوربین‌های عکاسی دیجیتال» نوشته تسوتومو ناکامورا