Come funzionano i sensori di luce e come impiegarli

Il settore dell’elettronica è molto promettente anche in questo scorcio in cui il digitale la fa da padrona. I settori sono combacianti, quando si pensa alle innovazioni apportate dal cosiddetto internet of things. I sensori sono importanti perché oltre a essere una componente di base di tanti dispositivi elettronici, consentono di arrivare alla realizzazione di applicazioni elettroniche necessarie per la domotica o per lo sviluppo di progetti avanzati da parte delle start-up.

Il sensore di luce è un dispositivo che converte l’energia luminosa di varie lunghezze d’onda da infrarossi a uv in energia elettrica (o in un segnale elettrico). Questo è il motivo per cui sono chiamati dispositivi fotoelettrici.

Alcuni di questi dispositivi emettono elettroni in risposta alla luce ricevuta. Questo comportamento è molto più simile all’effetto fotoelettrico. Ma questi dispositivi hanno bisogno di fotoni ad energie più alte (quindi frequenze più alte) per il loro funzionamento, e questo implica direttamente che possono rilevare solo una particolare frequenza di luce. Il secondo tipo di sensori sono dispositivi di resistenza (qualcosa che si oppone al flusso di corrente attraverso di essa) denominati fotoconduttori. Perché cambiano la loro resistenza o conducibilità a seconda della luce in ingresso. Quando una tale resistenza è posta in un circuito, la sua resistenza sarà alta in caso di luce bassa, e bassa in caso di luce brillante. E quando li mettiamo in un circuito di rilevamento, come risposta al cambiamento della loro resistenza possiamo osservare il corrispondente cambiamento di tensione tra alcuni altri dispositivi collegati in serie con loro. O, per dirla in termini più semplici, il cambiamento della loro resistenza modifica la tensione che usiamo per il rilevamento della luce.

Indipendentemente dai diversi tipi di dispositivi, il principio di base rimane lo stesso. Ovvero, la produzione di corrente o tensione in risposta alla luce in ingresso.

Quali tipi di sensori esistono?

Fotovoltaico

I sensori di luce fotovoltaica sono chiamati anche celle solari. I sensori di luce per celle fotovoltaiche rispondono ai livelli di luce generando corrente o tensione e immagazzinandola in celle di silicio da utilizzare come energia di emergenza o alternativa. In situazioni di scarsa luminosità i sensori fotovoltaici non generano corrente. Le celle fotovoltaiche sono piccole e generano basso wattaggio, ma vengono comunemente fornite in pannelli per grandi quantità di corrente. Questi sensori di luce rispondono solo alla luce visibile a scala umana.

Dipendenti dalla luce

I sensori dipendenti dalla luce sono economici e comunemente usati per misurare e rispondere ai livelli di luce. Questi sensori di luce funzionano come interruttori automatici per diversi dispositivi. Appartengono ad un gruppo chiamato fotoresistori perché la loro resistenza aumenta con l’aumentare del livello di luce, motivo per cui sono comunemente presenti nelle luci esterne come i lampioni. Con l’aumento dei livelli di luce, la loro resistenza aumenta e spegne o spegne le luci.

Foto Diodo

La tecnologia digitale, come macchine fotografiche, videoregistratori e telecomandi, utilizza fotodiodi per rilevare i livelli di luce che vanno dall’infrarosso allo spettro visibile. I fotodiodi rispondono ai livelli di infrarosso e agiscono come interruttori. I telecomandi, ad esempio, trasmettono diversi livelli di luce ai sensori di luce del televisore per svolgere una funzione. I fotodiodi rispondono istantaneamente a leggere variazioni di luce e generano una quantità relativamente piccola di corrente.

Prossimità

I sensori di prossimità rispondono alle variazioni della luce infrarossa per rilevare il movimento o la vicinanza ad un altro oggetto. I sensori di prossimità aiutano le macchine robotizzate a superare gli ostacoli ed evitare di urtare gli oggetti. Sono utilizzati anche per i dispositivi dei veicoli che emettono un allarme quando il veicolo è vicino a urtare un oggetto. I sensori di prossimità sono comuni nelle luci esterne per rilevare il movimento a fini di sicurezza. Vengono impiegati anche per la realizzazione dei sistemi di sicurezza della casa (antifurto perimetrale).

Foto di Gerd Altmann da Pixabay

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