IR Sensors and LED: Χρήσεις, Συμβουλές και Τύποι

Το υπέρυθρο (IR) είναι ένα είδος φωτός που δεν μπορούμε να δούμε, αλλά τα μηχανήματα μπορούν.Βοηθά τις συσκευές να αισθάνονται την κίνηση ή να στέλνουν σήματα χωρίς καλώδια.Θα το δείτε σε πράγματα όπως τηλεχειριστήρια, αυτόματες πόρτες και ρομπότ.Σε αυτό το άρθρο, θα μάθετε πώς λειτουργούν οι LED και οι αισθητήρες IR, οι τύποι συστημάτων που χρησιμοποιούν, όπου χρησιμοποιούνται και πώς να επιλέξετε τα σωστά.

Κατάλογος

Επισκόπηση LED IR

Ένα LED IR, ή η δίοδος εκπομπής υπέρυθρου φωτός, είναι μια μικρή συσκευή που εκπέμπει φως στην υπέρυθρη περιοχή, πράγμα που σημαίνει ότι δεν μπορούμε να το δούμε με τα μάτια μας.Παρόλο που το φως είναι αόρατο, μπορεί ακόμα να παραληφθεί από ειδικούς αισθητήρες ή κάμερες.Τα LED IR χρησιμοποιούνται συχνά για την αποστολή σημάτων, ειδικά σε συστήματα που βασίζονται στην ασύρματη επικοινωνία.Χρησιμοποιούν πολύ λίγη δύναμη, έχουν μικρή σε μέγεθος και δεν κοστίζουν πολύ, γεγονός που τους καθιστά καλή επιλογή για πολλές ηλεκτρονικές συσκευές.Συνήθως λάμπουν σε μήκη κύματος μεταξύ 700 νανομέτρων και 1 χιλιοστού.

Επισκόπηση αισθητήρα IR

Ένας αισθητήρας IR είναι μια συσκευή που αισθάνεται υπέρυθρη φως.Μπορεί να λειτουργήσει με δύο τρόπους.Μερικοί αισθητήρες IR ανιχνεύουν τη θερμότητα που εκδίδονται από ανθρώπους ή αντικείμενα.Αυτά ονομάζονται παθητικοί αισθητήρες IR.Άλλοι εργάζονται με LED IR και ανιχνεύουν το φως που αποστέλλεται και αντανακλάται ονομάζονται ενεργοί αισθητήρες IR.Όταν ο αισθητήρας λαμβάνει υπέρυθρο φως, το αλλάζει σε ένα ηλεκτρικό σήμα που μπορεί να χρησιμοποιηθεί από ένα σύστημα.Οι αισθητήρες IR συχνά περιλαμβάνουν εξαρτήματα όπως φωτοδιόδους ή φωτοτρανσσίστερτες και μπορούν να στείλουν σήματα ως αναλογικά ή ψηφιακά δεδομένα.

Διαφορές μεταξύ αισθητήρα LED και IR

Χαρακτηριστικό	LED LED	IR αισθητήρας
Λειτουργία	Εκπέμπει υπέρυθρο φως	Εντοπίζει υπέρυθρο φως
Ορατότητα	Το φως είναι αόρατο στο ανθρώπινο μάτι	Ανιχνεύει το φως που δεν μπορούμε να δούμε
Ρόλος σε ένα σύστημα	Λειτουργεί ως πομπός	Λειτουργεί ως δέκτης
Τύπος σήματος	Στέλνει το φως IR	Μετατρέπει το φως IR σε ηλεκτρικά σήματα
Κοινή χρήση	Αποστολή σήματος σε αισθητήρες ή δέκτες	Ανίχνευση αντικειμένων, κίνησης ή λήψης σημάτων
Χρησιμοποιούνται εξαρτήματα	Δίοδος εκπομπής φωτός	Φωτοδίοδο ή φωτοτρανσίστορ
Χρήση εξουσίας	Χαμηλός	Ποικίλλει ανάλογα με τον τύπο του αισθητήρα
Παραγωγή	Υπέρυθρο φως	Ηλεκτρικό σήμα

Εργασία των LED IR και αισθητήρων IR σε συστήματα ανίχνευσης

Εικόνα 1: LED IR και αισθητήρες IR

Τα LED IR και οι αισθητήρες IR χρησιμοποιούνται συχνά ως ζευγάρι για την ανίχνευση αντικειμένων ή κινήσεων.Η LED IR στέλνει μια δέσμη υπέρυθρου φωτός, το οποίο είναι αόρατο στο ανθρώπινο μάτι.Αυτό το φως ταξιδεύει σε ευθεία γραμμή μέχρι να χτυπήσει κάτι.Ο αισθητήρας IR τοποθετείται σε θέση να λάβει το φως.Εάν το φως είναι μπλοκαρισμένο ή αντανακλάται από ένα αντικείμενο, ο αισθητήρας παίρνει την αλλαγή.Στη συνέχεια μετατρέπει αυτές τις πληροφορίες σε ένα ηλεκτρικό σήμα που μπορεί να καταλάβει ένα σύστημα.Αυτή η ρύθμιση χρησιμοποιείται σε πολλές συσκευές που πρέπει να ανιχνεύσουν όταν κάτι είναι κοντά ή κινείται, όπως αυτόματες πόρτες ή απλά ρομπότ.

Τύποι συστημάτων αισθητήρων IR

Εικόνα 2: Ενεργό σύστημα αισθητήρων IR

Ενεργό σύστημα αισθητήρων IR

Αυτό το σύστημα χρησιμοποιεί τόσο ένα LED LED όσο και έναν αισθητήρα IR.Η λυχνία LED στέλνει υπέρυθρο φως και ο αισθητήρας ανιχνεύει την αντανάκλαση από τα κοντινά αντικείμενα.Χρησιμοποιείται συνήθως για ανίχνευση εμπόδιο και ανίχνευση εγγύτητας.

Εικόνα 3: Παθητικό σύστημα αισθητήρων IR

Παθητικό σύστημα αισθητήρων IR

Αυτό το σύστημα δεν χρησιμοποιεί LED IR.Αντ 'αυτού, ανιχνεύει την υπέρυθρη ακτινοβολία που εκπέμπεται φυσικά από ζεστά αντικείμενα, όπως άνθρωποι ή ζώα.Χρησιμοποιείται κυρίως σε συστήματα ανίχνευσης κίνησης όπως συναγερμοί ασφαλείας και αυτόματα φώτα.

Εικόνα 4: Ανακλαστικό σύστημα αισθητήρων IR

Ανακλαστικό σύστημα αισθητήρων IR

Σε αυτή τη ρύθμιση, η LED και ο αισθητήρας IR τοποθετούνται δίπλα -δίπλα.Το σύστημα ανιχνεύει αντικείμενα ανιχνεύοντας την ποσότητα του ανακλώμενου φωτός IR.Εάν ένα αντικείμενο είναι κοντά, περισσότερο φως αντικατοπτρίζεται στον αισθητήρα.

Εφαρμογές αισθητήρων και LED

Περιοχή εφαρμογής	Ο ρόλος του αισθητήρα IR	Ο ρόλος του IR LED
Ανίχνευση κίνησης	Ανιχνεύει την κίνηση με ανίχνευση υπέρυθρων ακτινοβολία	Δεν χρησιμοποιείται συνήθως
Ανίχνευση εγγύτητας	Μετρά πόσο κοντά είναι ένα αντικείμενο	Εκπέμπει το φως IR για ανίχνευση βάσει προβληματισμού
Ανίχνευση θερμοκρασίας	Ανιχνεύει τη θερμότητα που εκπέμπεται από αντικείμενα ή άτομα	Δεν χρησιμοποιείται
Γραμμή μετά τα ρομπότ	Αισθάνεται αντίθεση γραμμής χρησιμοποιώντας ανακλώμενο φως IR	Εκπέμπει το φως IR για να αντανακλά τη γραμμή
Συστήματα ασφαλείας	Ενεργοποιεί ενέργειες όταν εισάγεται μια περιοχή	Μπορεί να είναι μέρος μιας ενεργού ρύθμισης ανίχνευσης
Τηλεχειριστήρια	Δεν εμπλέκονται	Στέλνει σήματα υπέρυθρης ακτινοβολίας σε συσκευές ελέγχου
Μετάδοση δεδομένων	Οι μετασχηματιστές έλαβαν σήματα IR σε δεδομένα	Στέλνει δεδομένα ασύρματα χρησιμοποιώντας παλμούς IR
IR επικοινωνία	Λαμβάνει και επεξεργάζεται σήματα επικοινωνίας	Στέλνει σήματα μεταξύ δύο συσκευών
Συσκευές νυχτερινής όρασης	Δεν χρησιμοποιείται απευθείας	Παρέχει αόρατο φως για κάμερες σε χαμηλά φως
Ανίχνευση εμποδίων	Ανιχνεύει αντανακλαστικό φως για να βρεθεί κοντά αντικείμενα	Εκπέμπει φως προς τα αντικείμενα που πρέπει να αντικατοπτρίζονται Επιστροφή στον αισθητήρα

Συμβουλές για τη χρήση IR LED και αισθητήρες σε κυκλώματα

• Τοποθετήστε το LED και τον αισθητήρα IR στη σωστή γωνία για καλύτερη ακρίβεια ανίχνευσης.

• Χρησιμοποιήστε αντιστάσεις με το IR LED για να αποφύγετε υπερβολικό ρεύμα και να αποτρέψετε τη ζημιά.

• Αποφύγετε το ισχυρό φως περιβάλλοντος που μπορεί να παρεμβαίνει στις αναγνώσεις του αισθητήρα.

• Χρησιμοποιήστε μαύρες επιφάνειες γύρω από τον αισθητήρα για να μειώσετε τις ανεπιθύμητες αντανακλάσεις.

• Διατηρήστε την απόσταση μεταξύ του LED και του αισθητήρα κατάλληλη για τις συγκεκριμένες ανάγκες σας.

• Καθαρίστε τακτικά τον αισθητήρα και οδήγησε στην αποφυγή της σκόνης που επηρεάζει την απόδοση.

• Χρησιμοποιήστε ένα διαμορφωμένο σήμα για να μειώσετε τις παρεμβολές από άλλες πηγές φωτός.

• Δοκιμάστε τη ρύθμισή σας στο πραγματικό περιβάλλον για να προσαρμόσετε τις συνθήκες πραγματικού κόσμου.

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα της τεχνολογίας IR

Πλεονεκτήματα της τεχνολογίας IR

Η τεχνολογία υπέρυθρης ακτινοβολίας είναι απλή και δεν κοστίζει πολύ για χρήση.Χρειάζεται μόνο μια μικρή ποσότητα ισχύος, οπότε είναι καλό για συσκευές που λειτουργούν με μπαταρίες.Δεδομένου ότι λειτουργεί χωρίς καλώδια, είναι χρήσιμο για την αποστολή σημάτων ή την ανίχνευση πραγμάτων από μικρή απόσταση.Τα τμήματα IR είναι επίσης μικρά, γεγονός που τους καθιστά εύκολο να χωρέσουν σε μικρά gadgets.Λειτουργούν καλά όταν ο αποστολέας και ο δέκτης είναι κοντά και αντιμετωπίζουν ο ένας τον άλλον.

Μειονεκτήματα της τεχνολογίας IR

Η τεχνολογία IR χρειάζεται μια σαφή πορεία προς την εργασία, οπότε δεν κάνει καλά αν κάτι είναι στο δρόμο.Τα φωτεινά φώτα ή το φως του ήλιου μπορούν να δυσκολεύουν τον αισθητήρα να διαβάσει το σήμα.Επίσης, δεν λειτουργεί σε μεγάλες αποστάσεις και δεν μπορεί να περάσει από τοίχους.Για την αποστολή δεδομένων, δεν είναι η καλύτερη επιλογή αν χρειάζεστε κάτι πολύ ασφαλές ή αξιόπιστο σε κάθε κατάσταση.

Συμβουλές για την επιλογή του σωστού αισθητήρα IR ή LED

• Βεβαιωθείτε ότι ο αισθητήρας μπορεί να ανιχνεύσει τα πράγματα σε απόσταση που χρειάζεστε.

• Ελέγξτε ότι η LED και ο αισθητήρας χρησιμοποιούν τον ίδιο τύπο υπέρυθρης ακτινοβολίας, συνήθως μεταξύ 850 έως 950 νανόμετρων.

• Επιλέξτε το είδος του αισθητήρα που ταιριάζει στο έργο σας - χρησιμοποιήστε ένα ενεργό αν χρειαστεί να ανιχνεύσετε αντικείμενα και ένα παθητικό αν θέλετε να αισθανθείτε κίνηση ή θερμότητα.

• Η LED IR θα πρέπει να είναι αρκετά φωτεινή για να φτάσει στον αισθητήρα, ειδικά αν υπάρχει χώρος μεταξύ τους.

• Επιλέξτε εξαρτήματα που έχουν το σωστό μέγεθος και χρησιμοποιήστε τη σωστή ποσότητα ισχύος για το κύκλωμα σας.

• Αποφασίστε εάν χρειάζεστε έναν αισθητήρα που δίνει απλά σήματα (ψηφιακά) ή μεταβαλλόμενες τιμές (αναλογικό), με βάση τον τρόπο με τον οποίο έχει ρυθμιστεί το κύκλωμα σας.

• Εάν το έργο σας θα είναι σε έντονο φως, επιλέξτε έναν αισθητήρα που μπορεί να φιλτράρει επιπλέον φως.

• Πάντα να ελέγχετε το φύλλο δεδομένων για να καταλάβετε πόση τάση και ρεύματα χρειάζονται τα μέρη.

Σύναψη

Η τεχνολογία IR είναι εύκολη στη χρήση και λειτουργεί καλά σε πολλές μικρές συσκευές.Βοηθά στην ανίχνευση της κίνησης, την αποστολή σημάτων και την κατασκευή μηχανών πιο έξυπνων.Εάν φτιάχνετε ή καθορίζετε κάτι με τμήματα IR, γνωρίζοντας πώς λειτουργούν θα βοηθήσουν πολύ.