利用Phyphox和ESP32蓝牙做光敏电阻导电特性实验

在最近一段时间里,微主一直在致力于利用Phyphox和ESP32蓝牙开展创新实验研究,积累了不少经验,也面临着不少问题。

2020年10月7日,到焦作市创客教育名师工作室指导专家李璐老师的顺时针魔方俱乐部去寻求帮助,讨要了一些光敏电阻、热敏电阻、电容器、电阻和电位器,这些器件装在一个透明塑料瓶里面,方便携带和查找。

这次要做的是光敏电阻的导电性能实验,将光敏电阻和分压电阻构成串联电路,利用ESP32的5V电压供电,利用IO33脚采集分压电阻两端的电压,并换算出光敏电阻中的电流,然后利用蓝牙传输给Phyphox,利用Phyphox绘制出光敏电阻的电流曲线,在手机屏幕上动态输出。

在摸索和交流中发现,蓝牙传输一共有6个信道,CH0信道传输时间信号,CH1-CH5信道传输数据信号,蓝牙中的CH0信道与Phyphox中的x轴物理量对接,蓝牙中的CH1信道与Phyphox中的y轴物理量对接,Phyphox就可以正常输出光敏电阻中电流的变化图像了。

在室内灯光照明条件下,光敏电阻中的电流位于高位;当用手遮挡光敏电阻时,可以发现光敏电阻中的电流迅速减小。

光照强度越大,光敏电阻的阻值越小,这也正是光敏电阻可以用作光控开关的原因。

光敏电阻的工作原理是内光电效应。在半导体光敏材料的两端装上电极引线,将其封装在带有透明窗的管壳里,就构成了光敏电阻,为了增加灵敏度,两电极常做成梳状。

入射光照射半导体材料时,半导体材料发生内光电效应,产生电子-空穴对,电子和空穴都是载流子,参与导电,半导体材料的导电性能增强,电阻减小;入射光消失后,由光子激发产生的电子-空穴对将复合,载流子减少,光敏电阻的阻值也就恢复原值。

在光敏电阻两端的金属电极加上电压,其中便有电流通过,受到一定波长的光线照射时,电流就会随光强的增大而变大,从而实现光电转换。

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