Optik Transdüser ve Sensörler - 4 - İnfrared Diyot (IR Diyot, Kızıl Ötesi Diyot) Tanımı, Çalışması, Sembolü, Kullanıldığı Yerler

OPTİK TRANSDÜSERLER VE SENSÖRLER

Üzerine düşen ışığa bağlı olarak üstünden geçen akımı değiştiren elemanlara optik eleman denir. Optik transdüserler ışık miktarındaki değişmeleri elektriksel işaretlere dönüştürürler. Bu elemanlar genellikle küçük akımlı elemanlardır. Optik transdüserler genellikle alıcının akımlarını taşımazlar sadece alıcıyı çalıştıran elemanları kumanda ederler.

Çeşitleri:

1- Foto Direnç (LDR) için tıklayınız...

2- Foto Diyot için tıklayınız...

3- LED Diyot için tıklayınız...

4- İnfrared Diyot (IR Diyot, Kızıl Ötesi Diyot)

5- Foto Pil (Işık Pili, Güneş Pili) için tıklayınız...

6- Optokuplör için tıklayınız...

4- İnfrared Diyot (IR Diyot, Kızıl Ötesi Diyot)

Doğru polarlanmalandırıldığında insan gözünün göremediği frekans bandında kızıl ötesi ışık yayan diyodlardır.
Galyum arsenit yarı iletken maddeden yapılan, doğru polarma altında çalışarak kızıl ötesi ışık yayan diyot çeşidine enfraruj diyot denir.

İnfrared diyot ve sembolü

PN birlesmesiyle elde edilen infrared LED’lere dogru polarma uygulandığında, foton adı verilen birbirinden ayri paketler halinde isik enerjisi yayarlar. İnfared diyodlar devreye Led diyod gibi bağlanırlar ve genelde fototransistörlerle birlikte kullanılırlar.
Yarı iletkenlere çeşitli maddeler eklenerek insan gözünün göremeyeceği frekanslarda (kızıl ötesi) ışık yayan LED elde edilmiştir. PN birleşmesiyle elde edilen infrared LED’lere doğru polarma uygulandığında, foton adı verilen birbirinden ayrı paketler hâlinde ışık enerjisi yayarlar.

Dış görünüm olarak LED diyotlara benzeyen enfraruj diyotlar en çok, uzaktan kumanda (TV, video, müzik seti, otomatik çalıştırılan endüstriyel makineler vb.) sistemlerinde kullanılır.

Kullanım Alanları

İnfraruj LED’ler özellikle televizyon veya müzik setlerinin kumandalarında, kullanılmakla birlikte uzaktan kumanda yapılması istenen her yerde kullanılırlar.

Optik Transdüser ve Sensörler - 3 - LED Diyot Tanımı, Çalışması, Sembolü, Kullanıldığı Yerler

OPTİK TRANSDÜSERLER VE SENSÖRLER

Üzerine düşen ışığa bağlı olarak üstünden geçen akımı değiştiren elemanlara optik eleman denir. Optik transdüserler ışık miktarındaki değişmeleri elektriksel işaretlere dönüştürürler. Bu elemanlar genellikle küçük akımlı elemanlardır. Optik transdüserler genellikle alıcının akımlarını taşımazlar sadece alıcıyı çalıştıran elemanları kumanda ederler.

Çeşitleri:

1- Foto Direnç (LDR) için tıklayınız...

2- Foto Diyot için tıklayınız...

3- LED Diyot

4- İnfrared Diyot (IR Diyot, Kızıl Ötesi Diyot) için tıklayınız...

5- Foto Pil (Işık Pili, Güneş Pili) için tıklayınız...

6- Optokuplör için tıklayınız...

3- LED Diyot

Işık yayan flamansız yarı iletken (diyot) lambalara LED (light emitting diode, ışık yayan diyod, solid state lamp) denir. 2-20 mA gibi çok az bir akımla çalıştıklarından ve sarsıntılara dayanıklı olduklarından her türlü elektronik devrede karşımıza çıkar. Işık, bir yarı iletkende, P tipi madde içine enjekte edilen bir elektronun oyukla birleşmesi ya da N tipi madde içine enjekte edilen bir oyuğun elektronla birleşmesi sonucunda oluşur. Bu olaydaki temel esas, elektronların enerji kaybının ışıma olarak ortaya çıkmasıdır.

LED’lerde uzun bacak anot, kısa bacak katottur. 

LED’lerin yaydığı ışınların renkleri kırmızı, sarı, yeşil, turuncu, mavi, pembe vb.dir. Bunlardan kırmızı LED en yüksek verimli olan tiptir. Ayrıca LED’ler normal koşullarda yaklaşık 100.000 saat boyunca ışık verebilir. Led diyodların yapısında kullanılan galyum arsenik (GaAs), galyum arsenik fosfat (GaAsP), galyum fosfat (GaP), çinko, nitrojen vb. gibi maddelere göre ortaya çıkan ışığın rengi de farklı olmaktadır. Yani yarı iletken içine konan elementler LED’in yaydığı ışığın rengini belirlemektedir. Yeşil renk veren LED’lerin içinde nitrojen bulunmaktadır. Nitrojen miktarı artırıldıkça ışık sarı olmaktadır. Kırmızı renk elde etmek için ise çinko ve oksijen kullanılmaktadır.

Kırmızı LED en az 1,5 - 1,6 volt ile çalışırken turuncu 1,7 volt, sarı 1,8 volt, yeşil 2,2 - 2,4 voltta ışık yaymaya başlar. Yaklaşık 2,5 ile 4 volttan yüksek gerilimler LED’lerde bozucu etki yapar. Yüksek DC gerilimlere bağlanacak LED’lere seri olarak ön direnç bağlanır.

Üç renkli LED’lerde katot ucu ortak kullanılmak üzere toplam üç bacak bulunur. Yeşil ve kırmızı olmak üzere iki adet LED birleşiminden oluşsa da yeşil ve kırmızı bir arada kullanıldığında sarı renk de oluşacağından üç renkli LED olarak anılır. Uzun uç katottur.

Kullanım Alanları

Bu ışıklı diyotlar, kullanışlı ve pratik olmalarının yanı sıra oldukça ucuz olmaları nedeniyle gösterge olarak diğer tip lambaların yerini almışlardır. LED diyotların kullanım alanları çok geniştir. Çok az enerji harcadıkları için reklam tabelaların da, ışıklı uyarı levhalarında elektronik devrelerin testlerinde, tüm elektronik cihazların üzerinde çalıştığını gösteren ışık olarak kullanılmaktadır. Aydınlatmada ampül olarak, vitrin aydınlatmasında şerit LED olarak da kullanılmaktadır.

Optik Transdüser ve Sensörler - 2 - Foto Diyot Tanımı, Çalışması, Sembolü, Kullanıldığı Yerler

OPTİK TRANSDÜSERLER VE SENSÖRLER

Üzerine düşen ışığa bağlı olarak üstünden geçen akımı değiştiren elemanlara optik eleman denir. Optik transdüserler ışık miktarındaki değişmeleri elektriksel işaretlere dönüştürürler. Bu elemanlar genellikle küçük akımlı elemanlardır. Optik transdüserler genellikle alıcının akımlarını taşımazlar sadece alıcıyı çalıştıran elemanları kumanda ederler.

Çeşitleri:

1- Foto Direnç (LDR) için tıklayınız...

2- Foto Diyot

3- LED Diyot için tıklayınız...

4- İnfrared Diyot (IR Diyot, Kızıl Ötesi Diyot) için tıklayınız...

5- Foto Pil (Işık Pili, Güneş Pili) için tıklayınız...

6- Optokuplör için tıklayınız...


2- Foto Diyot



Foto diyotlar ışık etkisi ile ters yönde iletken olan diyotlardır. Devreye ters olarak bağlanılırlar. Anoduna negatif, katoduna pozitif gerilim uygulanır.

Üzerine ışık düştüğünde iletken olarak katot ucundan anot ucuna doğru akım geçiren elemanlardır. Bu elemanlar devreye ters polarma bağlanır. Işık ile ters yöndeki sızıntı akımlarının artması suretiyle kontrol yapar. Bu kontrol, ışıkla yarı iletkenin kristal yapısındaki bağların bazı noktalarında kopması sonucu elektron ve oyukların hareketiyle doğan akım ile çoğalmasıyla olur.

Foto diyotlarda mercekli kısma gelen ışığa göre katottan (-) anoda (+) doğru akan düşük değerli akım geçirir. Geçen akım, ışığın şiddetine bağlı olarak 100 mA ila 150 mA, gerilim ise 0,14 ila 0,15 volt arasında değişmekte olup çok küçüktür. Foto diyotların çalışma hızı son derece yüksektir (yaklaşık 1 nsn ila 0,2 msn). Bu hızlı davranışları ve boyutlarının küçük olması sayesinde fiber optik kabloyla veri iletiminde kullanılmaktadır.

            Foto diyot sembolü

Kullanım Alanları

Fotodiyotlar, transistör ve tristör tetiklemelerinde, ışık kontrollü devrelerde, alarm devrelerinde, elektronik flaşlarda ışık ölçüm cihazlarında oprtokuplörlerde ve sayıcı devrelerinde kullanılırlar.

Sağlamlık Testi

Avometreyi ohm kademesine getiririz. Foto diyotu avometre uçlarına ters olarak bağladıktan sonra fotodiyotun karanlıkta direncinin yüksek aydınlıkta ise direncinin düşük olduğunu görmemiz gerekir. Aksi durumda fotodiyot bozuktur.

Optik Transdüser ve Sensörler - 1 - Foto Direnç (LDR) Tanımı, Çalışması, Sembolü, Kullanıldığı Yerler

OPTİK TRANSDÜSERLER VE SENSÖRLER

Üzerine düşen ışığa bağlı olarak üstünden geçen akımı değiştiren elemanlara optik eleman denir. Optik transdüserler ışık miktarındaki değişmeleri elektriksel işaretlere dönüştürürler. Bu elemanlar genellikle küçük akımlı elemanlardır. Optik transdüserler genellikle alıcının akımlarını taşımazlar sadece alıcıyı çalıştıran elemanları kumanda ederler.

Çeşitleri:

1- Foto Direnç (LDR)

2- Foto Diyot için tıklayınız...

3- LED Diyot için tıklayınız...

4- İnfrared Diyot (IR Diyot, Kızıl Ötesi Diyot) için tıklayınız...

5- Foto Pil (Işık Pili, Güneş Pili) için tıklayınız...

6- Optokuplör için tıklayınız...

1- Foto Direnç (LDR)

Üzerine ışık düştüğünde direnci azalan, karanlıkta ise direnci artan elemana foto direnç denir.

Foto dirençler LDR (Light Dependent Resistance) olarak adlandırılır. Kalsiyum sülfat ve kadmiyum selenid gibi bazı maddeler üzerlerine düşen ışık ile ters orantılı olarak direnç değişimi gösterir.

Üzerine herhangi bir ışık almadığı sürece LDR’nin direnci çok yüksektir (10 Megaohm). Uygulanan ışık şiddeti arttıkça bu direnç değeri de düşer (75-300 Ohm).

         Foto direnç ve sembolü

Kullanım Alanları

Işığa bağlı olarak kontrol edilmek istenilen tüm devrelerde kullanılabilir. Alarm devrelerinde, sayıcılarda , flaslı fotoğraf makinelerinde park, bahçe ve sokak aydınlatmalarında kullanılır.

Sağlamlık Testi

Avometre ohm kademesine getirilir. LDR aydınlıkta çok küçük bir değer gösterir.Bu değer yaklaşık 100 ohm dur. LDR nin üzeri kapatıldığında avometrenin gösterdiği direnç değeri artacaktır. Aksi durumda LDR bozulmuştur.

Basınç (Gerilme) Transdüserleri Nelerdir? Piezoelektrik Basınç Ölçme Sensörleri

BASINÇ (GERİLME) TRANSDÜSERLERİ

Üzerlerine düşen basınçla orantılı olarak fiziki yapılarında meydana gelen değişimden dolayı basınç seviyesini ya da basınç değişimi seviyesini elektriksel işarete dönüştüren devre elemanlarına denir.

Çeşitleri

Basınç sensörleri, çalışma prensibine göre dört grupta incelenebilir. Bunlar:

1- Kapasitif basınç ölçme sensörleri için tıklayınız...

2- Strain gage (şekil değişikliği) sensörler için tıklayınız...

3- Load cell (yük hücresi) basınç sensörleri için tıklayınız...

4- Piezoelektrik özellikli basınç ölçme sensörleri


4- Piezoelektrik Basınç Ölçme Sensörleri



Basıncın elektrik akımına dönüştürülme yollarından biri de piezoelektrik olayıdır.

Piezoelektrik özellikli algılayıcılarda kuartz (quartz), roşel (rochelle) tuzu, baryum, turmalin gibi kristal yapılı maddeler kullanılır. 

Piezo elektrik transdüserlerin karşılıklı iki yüzeyine basınç uygulandığında diğer iki yüzey arasında küçük bir gerilim üretilir. Bu özellikten faydalanılarak basınç ve titreşim gibi mekanik büyüklüklerin ölçümünde faydalanılır.

Kullanıldığı Yerler

Piezoelektrik basınç ölçme sensörleri basınç ve titreşim ölçümlerinde, elektronik saatlerde ve kristal mikrofonlarda kullanılırlar.

Basınç (Gerilme) Transdüserleri Nelerdir? Load Cell (Yük Hücresi) Basınç Sensörleri

BASINÇ (GERİLME) TRANSDÜSERLERİ

Üzerlerine düşen basınçla orantılı olarak fiziki yapılarında meydana gelen değişimden dolayı basınç seviyesini ya da basınç değişimi seviyesini elektriksel işarete dönüştüren devre elemanlarına denir.

Çeşitleri

Basınç sensörleri, çalışma prensibine göre dört grupta incelenebilir. Bunlar:

1- Kapasitif basınç ölçme sensörleri için tıklayınız...

2- Strain gage (şekil değişikliği) sensörler için tıklayınız...

3- Load cell (yük hücresi) basınç sensörleri

4- Piezoelektrik özellikli basınç ölçme sensörleri için tıklayınız...

3- Load Cell (Yük Hücresi) Basınç Sensörleri

                    Load Cell iç yapısı

Yük hücresi (load cell) daha çok elektronik terazilerin yapımında kullanılan basınç sensörüdür. Asıl çalışma prensibi strain gage gibidir. Yukarıda 4 noktadan ölçme yapan bir yük hücresi görülmektedir. Tek noktadan ya da iki noktadan ölçüm yapanları da bulunmaktadır. A, B, C, D noktalarındaki strain gagelerin dirençleri basınca bağlı olarak değişir. Bu değişim ile orantılı olarak da basınç miktarını tespit edebiliriz.

Bu değişim ile orantılı olarak da basınç miktarını tespit edebiliriz. Load cell'ler kullanım alanlarının gerektirdiği şekilde imal edilirler bu yüzden çok farklı ve çeşitli modelde loadcelle rastlanılır. Günümüzde 50-100 gr dan 1000-2000 tona kadar geniş bir kapasite aralığında load cell imal edilebilmektedir.

Kullanıldığı Yerler

Load Cell (Yük Hücresi) basınç sensörleri, digital tartılarda, kantarlarda sıvı ve gaz basınçlarını ölçmede, kan basıncının ölçümünde vb. alanlarda kullanılır.

Basınç (Gerilme) Transdüserleri Nelerdir? Strain Gauge (Şekil Değişikliği) Sensörler

BASINÇ (GERİLME) TRANSDÜSERLERİ

Üzerlerine düşen basınçla orantılı olarak fiziki yapılarında meydana gelen değişimden dolayı basınç seviyesini ya da basınç değişimi seviyesini elektriksel işarete dönüştüren devre elemanlarına denir.

Çeşitleri

Basınç sensörleri, çalışma prensibine göre dört grupta incelenebilir. Bunlar:

1- Kapasitif basınç ölçme sensörleri için tıklayınız...

2- Strain gage (şekil değişikliği) sensörler

3- Load cell (yük hücresi) basınç sensörleri için tıklayınız...

4- Piezoelektrik özellikli basınç ölçme sensörleri için tıklayınız...

2- Strain Gauge (Şekil Değişikliği) Sensörler

Strain Gage, Edward E. Simmons ve Arthur C. Ruge tarafından 1938 yılında icat edilmiştir. Strain, İngilizce olarak Gerinim anlamına gelmektedir. Strain Gage’lere Türkçe’de Gerinim Ölçerler de denilmektedir.

Gerinim ölçerler yaygın olarak yalıtılmış esnek bir plakadan oluşur. Plakaya destek olması açısından metalik bir folyo ile çevrilmiştir. Ölçüm yapılacak objeye gerinim ölçerler siyanakrilat gibi yapıştırıcılar ile yapıştırılırlar.

                   Strain Gage içyapısı

Üzerindeki basıncın etkisinden dolayı tabakanın esnemesi, iletken şeridin de gerilerek uzamasına sebep olmaktadır. Bu uzama esnasında telin boyu uzayarak kesiti azalacaktır. Bilindiği gibi iletkenlerin kesiti azaldıkça dirençleri artacağından uygulanan kuvvete bağlı olarak iletkenin direncinde de değişme olacaktır. Bu direnç değişimine bağlı olarak uygulanan kuvvetin miktarı tespit edilebilir.

Kullanıldığı Yerler

Strain Gage (Şekil Değişikliği) Sensörleri kuvvet, ağırlık, basınç vb. fiziksel değişkenlerin ölçümlerinde kullanılırlar.

Strain-Gage sensörleri şekil değişikliklerini ölçer ve bu değişikliğe göre direnci de değişim gösterir. Hassas olmasından dolayı pek çok alanda kullanılır. Başlıca kullanım alanları ise şunlardır;

Deplasman ve Pozisyon sensörlerinde

Sağlamlık testlerinde

Esneklik algılamada kullanılmakta.

Dijital Barometreler

Alarm Cihazları