سنسور ال‌ای‌دی

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری، جستجو
سمبل دیود نوری
Translation arrow fa.svg این نوشتار یک ترجمه از ویکی‌پدیاهای دیگر است. پيوند به سایر زبان‌ها را در سمت راست-پايين اين صفحه ببينيد.


LED

دیود نورافشان (به انگلیسی: Light-Emitting Diode) به اختصار ال‌ئی‌دی (LED) که در ترجمهٔ بعضی جزوه‌ها، کتاب‌ها و رساله‌های الکترونیک دیود نورانی نیز نامیده شده است، یک قطعهٔ الکترونیک از خانوادهٔ دیودها است. در زبان محاورهٔ الکترونیک گاهی آنرا لِد (به انگلیسی: Led) نیز گویند. ال‌ئی‌دی‌های تک رنگ همانند بقیه دیودها دارای دو پایهٔ آنُد و کاتُد هستند. ال‌ئی‌دی‌های دو رنگ (یا بیشتر) دارای یک پایهٔ مشترک (معمولاً کاتد، معروف به «کاتُد-مشترک») و به ازای هر رنگ یک پایهٔ دیگر (معمولاً آند) هستند. دیود نوری#cite note-0

LED به عنوان سنسور نوری[ویرایش]

از LED می‌توان به عنوان دیود نوری برای تشخیص نور و انتشار آن استفاده کرد. این قابلیت LED برای تشخیص نور محیط و ارتباطات دو سویه به کار می‌رود. استفاده‌های این چنین از LED برای ما اهمیت بسیاری دارد زیرا می‌توان بدون تغییر زیاد و با هزینه کم از آن در مدارهای مختلف استفاده کرد.

LED دیودی است که صرفاً برای انتشار بهینه نور dope شده است و لایه محافظ بی‌رنگی دارد در نتیجه اگر از آن همانند دیود نوری که تقریباً ساختار یکسانی دارد استفاده شود، led کاربرد مداری یکسانی خواهد داشت.

دیودهای نوری ۵ میلی‌متری در سه رنگ قرمز، سبز و آبی

به عنوان یک دیود نوری، LED به طول موج‌های مساوی یا کوتاه‌تر از طول موج ذاتی اش (طول موجی که ساطع می‌کند) حساسیت نشان می‌دهد. حساسیت LED به نورخاص و طول موج ساطع شده اش، در اصل به جذب مادهٔ بدنهٔ LED و عمق پیوند بستگی دارد. برای LEDهایی با جذب بدنه‌ای پایین، حساسیت نوری در بیشترین طول موج، پایین است در نتیجه تولید جفت‌های الکترون-حفره نیز پایین می‌باشد. برای مثال LED سبز به نور آبی و کمی نور سبز، حساس است اما به نور زرد و قرمز حساسیتی نشان نمی‌دهد، علاوه بر این LED را می‌توان به صورت ترکیبی، در مدار به کاربرد به نحوی که از آن هم برای انتشار نور و هم تشخیص نور به صورت هم‌زمان استفاده کرد.

کاربردهای متفاوتی برای این نوع کارکرد دیود نوری پیشنهاد و هم چنین به کار برده شده است از تشخیص ساده نور در محیط گرفته تا ارتباطات کامل دو طرفه با استفاده از تنها یک LED. اکثر این کاربردها از تکنولوژی خوبی برخوردارند زیرا در عین قابلیت استفاده چندکاره دارای قیمت نسبتاً پایینی هستند.

سنسورهای نور محیط[ویرایش]

LEDها تا به حال برای سنسور نور محیطی مورد استفاده قرار گرفته‌اند. برای مثال، backlight کنترل از راه دور هوشمند یکی از کاربردهای مدار LED دوطرفه می‌باشد. ایدهٔ این مدار، روشن کردن backlight قبل از فشار دکمه توسط کاربر می‌باشد. هم چنین برای صرفه جویی نیرو، ما می‌خواهیم تنها زمانی که به اندارهٔ کافی محیط تاریک بوده و نیاز به روشنایی است،backlight مربوطه روشن شود. این backlight توسط سنسور خازنی تنها در غیاب نور محیط روشن می‌شود. LED نورگیر خود به عنوان سنسور نور محیط نیز به کار می‌رود. لازم است ذکر شود که این نوع استفاده‌های چند جانبه برای LED هزینه چندانی در برندارد.

کاربرد دیگر سنسورهای نور محیط در لپ‌تاپ‌ها و موبایل‌ها جهت تشخیص شرایط نوری محیط و تنظیم backlight صفحه جهت ایجاد سطوح مناسب برای بیننده می‌باشد که این محدوده (سطوح مناسب) بستگی به نور اتاق دارد. همان‌طور که مشخص است نور صفحه با افزایش نور محیط می‌بایست افزایش یابد. در موبایل، سنسور نور محیط زیر شیشهٔ پوشش حفاظتی واقع شده است به خاطر این حفاظت بیشتر، نور محیط تضعیف می‌شود، این تضعیف، میزان نور اندازه‌گیری شده را کاهش می‌دهد که نیازمند یک راه حل در نور کم است، که در این مورد بهترین انتخاب برای سنسور مربوط،photodiode با یک ADC می‌باشد.

ارتباطات دو سویه[ویرایش]

از LED می‌توان هم به عنوان منتشر کننده و هم گیرنده نور استفاده کرد. این بدین معناست که ادواتی که از تنها یک LED استفاده می‌کنند می‌توانند با ادوات مشابه خود ارتباط دو سویه برقرار کنند. با استفاده از این تکنولوژی، می‌توان از LEDهای چند منظوره که در دستگاه‌های برقی خانگی و کامپیوتر و وسلایل برقی دیگر جا سازی شده‌اند در ارتباطات دو سویه استفاده کرد.

یک کاربردLED تکی برای برقرار کردن ارتباط دو سویه در مخابرات فیبر نوری است. در مخابرات فیبر نوری پلاستیکی متداول، از فیبر نوری تکی برای ارتباط یک سویه استفاده می‌شود. این به این دلیل است که یک LED فرستنده در یک طرف فیبر، و دیود نوری گیرنده در طرف دیگر آن جاسازی می‌شود. به همین علت از دو فیبر برای برقرار کردن ارتباط دو سویه استفاده می‌شود. اما اگر LED تکی در هر دو طرف فیبر قرار گیرد، قابلیت این را دارد که با به کار بردن نصف تعداد قطعات یک دستگاه معمولی، اطلاعات را دو طرفه مخابره کند. این قابلیت باعث می‌شود وزن، قیمت و پیچیدگی سیستم کاهش یابد.

کاربرد دیگر LED در جایگزین کردن تگ‌های RFID(سامانه بازشناسی با امواج رادیویی)موسوم به iDropper که توسط آزمایشگاه تحقیقاتی برق میتسوبیشی در سال ۲۰۰۳ ساخته شده‌اند می‌باشد. iDropper دستگاه کوچکی ست که از یک میکروکنترلر، یک باتری، یک LED و یک کلید فشاری تکی ساخته شده است. این دستگاه با گرفتن دستور از کاربر، حجم کوچکی داده را ضبط یا منتشر می‌کند. در مقایسه با تگ‌های iDropper,RFID از امنیت بالاتری برخوردار است زیرا کاربر باید برای مشاهده اطلاعات شخصی خود دکمه‌ای را فشار دهد. هر دو دستگاه از لحاظ قیمت مشابهند.

یکی از محدودیتهای این طرح این است که LED تکی تنها می‌تواند به عنوان یک گیرنده-فرستنده یک طرفه عمل کند. LED تکی تنها قادر است در آن واحد یا اطلاعات را دریافت یا منتشر کند و قادر به انجام هم‌زمان این دو نیست. برای روشن کردن این قضیه می‌توان LED گیرنده-فرستنده را به دستگاه مخابره ساده بی‌سیم Walkie-talkie تشبیه کرد که بر خلاف تلفن، یک طرفه کار می‌کند. این به این معناست که برای دو دستگاه مدت زمان زیادی طول می‌کشد تا با یکدیگر 'صحبت' کنند.

منابع[ویرایش]

http://www.edn.com/article/CA150821.html [۱] 2

http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.69.1570&rep=rep1&type=pdf [۲] ۳

http://www.intersil.com/data/an/an1422.pdf [۳] ۴