Fotosel, normalde fizik alanında kullanılan bir terimdir. Buna karşın günlük yaşantının içerisine girmiştir. Birçok kişi fotosel terimini mutlaka duymuştur. Bunun sebebi, günlük hayatta çok yaygın bir kullanıma sahip olmasıdır.
Fotosol nedir, nerelerde kullanılır ve nasıl çalışır gibi sorular, birçok insan tarafından sıklıkla sorulmaktadır. Bu soruların tüm yanıtlarını yazımızın devamında bulabilirsiniz. Öncelikle fotosel nedir sorusundan başlayabiliriz.
Fotosel; üzerine düşen ışık sonucunda orantılı olarak çalışan, bu amaçla uygun voltaj üreten ışık algılayıcısı sistemdir.
Fotoselin çalışmasının temelinde fotoelektrik olay yatmaktadır. Fotoselde cam bir küre yer almaktadır. Bu kürenin içerisi sodyum ve lityum gibi metallerle kaplanmaktadır. Bu sayede metaller yüksek enerjili beyaz ışık alabilir. Fotosel çalışmasında optik etkinler sayesinde algılama, elektronik değerlendirme ve sinyale dönüştürme gibi aşamalar vardır. Bu aşamalar hızlı bir şekilde tamamlanarak fotoselin çalışması sağlanır.
Fotosel birçok farklı alanda kullanılan teknolojilerden biridir. Lambalarda yüksek oranda kullanımları vardır. Maruz kalınan ışığa bağlı olarak değer değişkenliği gösterirler. Lamba içerisinde kullanılan fotosellerde ışık yoğunluğu azalınca direnç değeri yükselir ve çalışma prensibi tamamlanır.
Mağaza vitrinlerinden, sokak lambalarına; otoparklardan aydınlatmanın gerekli olduğu tüm alanlara fotosel kullanımı oldukça yaygındır. Özellikle otomatik kontrol yeteneğinin bulunması sayesinde, yüksek bir enerji tasarrufu sağlar. Fotosel röle sayesinde aydınlatmanın değeri şiddete bağlı olarak seçilmektedir. Bu aletin bağlantısı yapılıp ayarları yapıldıktan sonra gece ya da gün ışığına bağlı olarak farklı bir çalışma ayarına sahip olacaktır.
Fotosel; gece lambalarında, fırınlarda, apartmanlarda kullanılan ve otomatik çalışan bir sistem olması nedeniyle yaygın olarak tercih edilen sistemlerden biridir. Bu sebeple geniş bir kullanım alanı da vardır. Günlük yaşamda birçok noktada bu sistemlerin kullanıldığını görebilirsiniz.
Fotosel, optikelektronik sensör olarak da bilinmektedir. Bu sensör, optik prensiplere göre çalışır. Fotosel, bir cismi ışık yardımıyla algılar ve sonrasında elektronik olarak değerlendirerek sinyale dönüştürür. Üç çeşit fotosel bulunmaktadır. Bunlar cisimden yansımalı, karşılıklı ve yansıtıcılı yani reflektörlü olarak bilinmektedir.
Bir cismi algılaması için fotoselin ışığa ihtiyacı vardır. Bu ışık 1 mm ile 10 nm arasında elektromanyetik ışıma aralığındaki dalgalara sahip olmalıdır. Işık kaynağının dalga boyu çoğunlukla 880 nm kızılötesi ışık kullanır. Bazı özel durumlarda ise dalga boyu 660 nm kırmızı ışık da kullanılabilir.
Kızılötesi ışığın kullanılmasında temel amaç, dış kaynakların etki alanına karşı olabildiğince çok bağışıklık kazanmaktadır. Alıcı yani transistörün en yüksek oranda duyarlılığa kızılötesi ışıkta sahip olması, dış kaynaklardan daha az etkilenme fırsatı sağlar.
Üç farklı fotosel çeşidinden bahsetmek mümkündür. Bunlar karşılıklı sensör, cisimden yansımalı sensör ve yansıtıcılı sensör olarak karşımıza çıkmaktadır. Her bir sensör çeşidinin kendine özgü çalışma biçimi vardır. Bu sebeple farklı alanlarda farklı fotosel çeşitlerinin kullanıldığını görebilirsiniz.
Karşılıklı sensöre sahip olan fotosellerde verici ve alıcı iki farklı birim olarak bulunmaktadır. Verici, alıcıya ışık yönlendirir. Eğer ışık alıcıya ulaşmıyorsa, bunu engelleyen bir cisim varsa, sensör bu durumu fark eder ve çıkış üretir.
Bu algılama biçiminde şeffaf cisimlerde bazı sorunlar ortaya çıkabilmektedir. Mat cisimlerde ise emin bir algılama sistemi vardır.
Cisimden yansımalı fotosel, belirli bir algılama mesafesine sahip olarak tasarlanır. Bu mesafede herhangi bir cisim algılandığı anda, sensörden çıkan ışık cisme çarpar. Çarpan ışık yeniden yansır ve algılama alanında bir cismin olduğu belirlenir.
Bu sensörlerin bazı dezavantajları da bulunmaktadır. Algılama mesafesine giren cisimden yansıyan ışığın değerlendirilmesi ve sonuç olarak algılanması, cismin yüzey özelliklerine bağlıdır. Cisimden yansımalı sensörün maksimum algılama mesafesi diğer fotosellere oranla daha kısadır.
Yansıtıcılı sensör ya da bilinen bir diğer adıyla reflektörlü fotosellerde; fotoselin karşısına bir reflektör yerleştirilmektedir. Sensör bu reflektöre ışık gönderir ve bu ışık yansır. Sensör ve reflektörün arasında bir cisim girdiği anda ise ışık kesintiye uğrar. Kesinti oluştuğu anda çıkış verilir ve cisim algılanmış olur. Bu tipte vericiyle alıcı tek bir birimde toplanmıştır.
Mat cisimlerde emin algılamaya sahip olan bu sistem şeffaf cisimlerde ise emin olmayan algılamaya sahiptir. Yansıtıcı cisimlerde emin olmayan algılama kategorisinde yer almaktadır. Sadece polarizasyon filtresi bulunan sistemler yansıtıcı cisimleri de algılayabilmektedir.
Fotosel çeşitleri arasında sayılmamakla birlikte, farklı bir kullanım alanı olan tiplerden biride fotopildir. Fotopil adı İngilizceden geçmiştir ve fotosel anlamında kullanılmaktadır. Solar pil ve güneş pili olarak da bilinmektedir.
Fotopillerde selenyum ve kadmiyum vardır. Üzerine ışık düştüğü anda pilin bir ucu eksi bir ucu artı olarak yüklenir ve gerilim oluşur. Bu sayede ışığın elektrik enerjisine dönüşmesi sağlanır. Güneş ışığı ile otomatik çalışan bu sistemde sensörler, ışıkla direnç değişikliği gösterir. Piller ise gerilim oluşturan çalışma prensibine sahiptir.
Fotopiller, sokak lambalarının çalışmasında yaygın olarak kullanılmaya başlanmıştır. Bunun yanı sıra saat, radyo, hesap makinesi, otomobil, uydu vericisi gibi aygıtlarda da sıklıkla tercih edilmektedir.