ИР технологија се користи у свакодневном животу, а такође иу индустрији за различите сврхе. На пример, телевизори користе ИР сензор да бисте разумели сигнале који се преносе са даљинског управљача. Главне предности ИР сензора су мала потрошња енергије, њихов једноставан дизајн и њихове погодне карактеристике. Људско око не примећује ИЦ сигнале. ИЦ зрачење у електромагнетног спектра могу се наћи у регионима видљивог и микроталасног. Таласне дужине ових таласа обично се крећу од 0,7 µм 5 до 1000 µм. ИЦ спектар се може поделити у три регије попут блиске инфрацрвене, средње и далеке инфрацрвене. Таласна дужина блиског ИР региона креће се од 0,75 - 3 μм, таласна дужина средњег инфрацрвеног подручја се креће од 3 до 6 μм, а таласна дужина инфрацрвеног зрачења далеког ИР подручја већа је од 6 μм.
Шта је ИР сензор / инфрацрвени сензор?
Инфрацрвени сензор је електронски уређај који емитује како би осетио неке аспекте околине. ИЦ сензор може мерити топлоту предмета као и детектовати кретање. Ове врсте сензора мере само инфрацрвено зрачење, уместо да га емитују такозвано а пасивни ИР сензор . Обично у инфрацрвеном спектру сви предмети зраче неким обликом топлотног зрачења.
Инфрацрвени сензор
Овакве врсте зрачења су невидљиве за наше очи, које могу да се открију помоћу инфрацрвеног сензора. Емитер је једноставно ИР ЛЕД ( Светлећа диода ), а детектор је једноставно ИР фотодиода која је осетљива на ИР светлост исте таласне дужине коју емитује ИР ЛЕД. Када ИР светлост падне на фотодиоду, отпори и излазни напони ће се променити пропорционално величини примљеног ИР светла.
Принцип рада
Принцип рада инфрацрвеног сензора сличан је сензору за детекцију предмета. Овај сензор укључује ИР ЛЕД и ИР фотодиоду, тако да се њиховим комбиновањем могу формирати фото-спојнице, иначе оптички спрежници. Физички закони који се користе у овом сензору су зрачење дасака, Степхан Болтзманн и веинс помицање.
ИР ЛЕД је једна врста одашиљача који емитује ИЦ зрачење. Овај ЛЕД изгледа слично стандардном ЛЕД-у, а зрачење које он генерише није видљиво људском оку. Инфрацрвени пријемници углавном откривају зрачење помоћу инфрацрвеног предајника. Ови инфрацрвени пријемници су доступни у облику фотодиода. ИР фотодиоде се разликују у поређењу са уобичајеним фотодиодама јер једноставно откривају ИР зрачење. Различите врсте инфрацрвених пријемника углавном постоје у зависности од напона, таласне дужине, пакета итд.
Једном када се користи као комбинација ИЦ предајника и пријемника, тада таласна дужина пријемника мора бити једнака предајнику. Овде је предајник ИР ЛЕД док је пријемник ИР фотодиода. Инфрацрвена фотодиода реагује на инфрацрвену светлост која се генерише кроз инфрацрвену ЛЕД. Отпор фото-диоде и промена излазног напона сразмерни су добијеној инфрацрвеној светлости. Ово је основни принцип рада ИР сензора.
Једном када инфрацрвени предајник генерише емисију, он долази до објекта и део емисије ће се одразити према инфрацрвеном пријемнику. Излаз сензора може одредити ИР пријемник у зависности од интензитета одзива.
Врсте инфрацрвеног сензора
Инфрацрвени сензори су класификовани у две врсте попут активног ИР сензора и пасивног ИР сензора.
Активни ИЦ сензор
Овај активни инфрацрвени сензор укључује и предајник, као и пријемник. У већини примена као извор се користи диода која емитује светлост. ЛЕД се користи као инфрацрвени сензор који нема слике, док се ласерска диода користи као инфрацрвени сензор за сликање.
Ови сензори раде кроз енергетско зрачење, примљено и откривено зрачењем. Даље, може се обрадити помоћу процесора сигнала за дохватање потребних информација. Најбољи примери овог активног инфрацрвеног сензора су сензори рефлексије и прекида светлости.
Пасивни ИР сензор
Пасивни инфрацрвени сензор укључује само детекторе, али не укључује предајник. Ови сензори користе објекат попут предајника или ИР извора. Овај предмет емитује енергију и детектује путем инфрацрвених пријемника. Након тога, процесор сигнала се користи за разумевање сигнала ради добијања потребних информација.
Најбољи примери овог сензора су пироелектрични детектор, болометар, термоелемент-термопил итд. Ови сензори су класификовани у две врсте као што су термички ИР сензор и квантни ИР сензор. Термички ИР сензор не зависи од таласне дужине. Извор енергије који користе ови сензори се загрева. Термички детектори су спори са временом одзива и детекције. Квантни ИР сензор зависи од таласне дужине и ови сензори укључују велико време одзива и детекције. Овим сензорима је потребно редовно хлађење за одређена мерења.
Шема круга ИР сензора
Инфрацрвено сензорско коло је један од основних и популарних сензорских модула у електронски уређај . Овај сензор је аналоган човековим визионарским чулима, који се могу користити за откривање препрека и једна је од уобичајених примена у реалном времену. Ово коло садржи следеће компоненте
- ЛМ358 ИЦ 2 пара ИР предајника и пријемника
- Отпорници опсега кило-ома.
- Променљиви отпорници.
- ЛЕД (диода која емитује светлост).
Шема инфрацрвеног сензора
У овом пројекту, део предајника укључује ИР сензор, који преноси континуиране ИР зраке које прима ИЦ модул пријемника. ИР излазни терминал пријемника варира у зависности од пријема ИЦ зрака. Будући да се ова варијација не може анализирати као таква, стога се овај излаз може напајати у коло упоређивача. Ево једног операциони појачавач (оп-амп) ЛМ 339 користи се као упоредно коло.
Када ИР пријемник не прими сигнал, потенцијал на инвертујућем улазу је већи од оног неинвертујућег улаза компаратора ИЦ (ЛМ339). Стога излаз компаратора постаје низак, али ЛЕД не светли. Када модул инфрацрвеног пријемника прими сигнал потенцијалу на инвертујућем улазу падне. Тако излаз компаратора (ЛМ 339) постаје висок и ЛЕД почиње да светли.
Отпорници Р1 (100), Р2 (10к) и Р3 (330) користе се како би се осигурало да кроз ИР ЛЕД уређаје, попут фотодиоде и нормалних ЛЕД диода, прође најмање 10 мА струје. Отпорник ВР2 (унапред подешено = 5к) користи се за подешавање излазних стезаљки. Отпорник ВР1 (унапред подешено = 10к) користи се за подешавање осетљивости дијаграма кола. Прочитајте више о ИР сензорима.
Круг ИР сензора помоћу транзистора
Дијаграм кола ИР сензора помоћу транзистора, односно откривање препрека помоћу два транзистора, приказан је у наставку. Ово коло се углавном користи за откривање препрека помоћу ИР ЛЕД-а. Дакле, ово коло се може изградити са два транзистора попут НПН и ПНП. За НПН се користи транзистор БЦ547, док се за ПНП користи транзистор БЦ557. Пиноут ових транзистора је исти.
Круг инфрацрвеног сензора помоћу транзистора
У горњем кругу, једна инфрацрвена ЛЕД лампица је увек укључена, док је друга инфрацрвена ЛЕД везана за основни терминал ПНП транзистора, јер овај ИР ЛЕД делује као детектор. Потребне компоненте овог кола ИР сензора укључују отпорнике од 100 ома и 200 ома, транзисторе БЦ547 и БЦ557, ЛЕД, ИР ЛЕД-2. Корак по корак поступак како направити склоп ИР сензора укључује следеће кораке.
- Повежите компоненте према схеми кола користећи потребне компоненте
- Повежите једну инфрацрвену ЛЕД диоду на основни терминал транзистора БЦ547
- Прикључите инфрацрвену ЛЕД диоду на основни терминал истог транзистора.
- Повежите отпор од 100Ω према преосталим пиновима инфрацрвених ЛЕД диода.
- Прикључите основни терминал ПНП транзистора на колекторски терминал НПН транзистора.
- Прикључите отпорник ЛЕД и 220Ω према прикључку на шеми.
- Једном када је веза склопа завршена, даје се напајање круга за тестирање.
Цирцуит Воркинг
Једном када се инфрацрвена ЛЕД детектује, одбијена светлост од ствари активираће малу струју која ће се напајати кроз ИР ЛЕД детектор. Ово ће активирати НПН транзистор и ПНП, па ће се ЛЕД укључити. Овај круг је применљив за израду различитих пројеката попут аутоматских лампи за активирање када се особа приближи светлости.
Протупровални алармни круг помоћу ИР сензора
Овај круг аларма за протупровалну заштиту користи се на улазима, вратима итд. Овај круг даје звучни сигнал како би упозорио дотичну особу кад год неко пређе кроз ИР зрак. Када инфрацрвени зраци нису видљиви људима, онда ово коло делује као скривени сигурносни уређај.
Протупровални алармни круг помоћу ИР сензора
Потребне компоненте овог кола углавном укључују НЕ555ИЦ, отпорнике Р1 & Р2 = 10к & 560, Д1 (ИР фотодиода), Д2 (ИР ЛЕД), Ц1 кондензатор (100нФ), С1 (прекидач), Б1 (зујалица) и 6в једносмерне струје Снабдевање.
Ово коло се може повезати распоређивањем инфрацрвене ЛЕД као и инфрацрвених сензора на вратима насупрот један другом. Тако да ИР зрак може правилно пасти на сензор. У нормалним условима, инфрацрвени зрак пада увек преко инфрацрвене диоде и излазни услови на пин-3 остаће у ниском стању.
Овај зрак ће се прекинути када чврсти предмет пређе зрак. Када се ИР зрак сруши, круг ће се активирати и излаз ће се укључити. Излазни услов остаје све док се не поново постави затварањем прекидача, што значи да, када се прекид зрака одвоји, аларм остаје УКЉУЧЕН. Да би се избегло да други деактивирају аларм, склоп или прекидач за ресетовање морају се налазити удаљени или изван видокруга инфрацрвеног сензора. У овом колу је укључен зујач „Б1“ који производи звук са уграђеним звуком и овај уграђени звук се може заменити алтернативним звонима, иначе гласном сиреном на основу захтева.
Предности
Тхе предности ИР сензора укључи следеће
- Користи мање енергије
- Откривање покрета је могуће у присуству или одсуству светлости приближно са једнаком поузданошћу.
- За откривање није им потребан контакт са објектом
- Нема цурења података због смера зрака
- Оксидација и корозија не утичу на ове сензоре
- Имунитет на буку је веома јак
Мане
Тхе недостаци ИР сензора укључи следеће
- Потребна је линија видокруга
- Домет је ограничен
- На њих може утицати магла, киша, прашина итд
- Мања брзина преноса података
Примјене ИР сензора
ИР сензори се класификују у различите типове у зависности од примене. Неке од типичних примена различитих врсте сензора. Сензор брзине служи за синхронизацију брзине више мотора. Тхе сензор температуре користи се за индустријску контролу температуре. ПИР сензор користи се за систем аутоматског отварања врата и Ултразвучни сензор користи се за мерење удаљености.
ИР сензори се користе у разним Пројекти засновани на сензорима а такође и у разним електронским уређајима који мере температуру о чему се говори у наставку.
Термометри за зрачење
ИР сензори се користе у радијационим термометрима за мерење температуре у зависности од температуре и материјала предмета и ови термометри имају неке од следећих карактеристика
- Мерење без директног контакта са објектом
- Бржи одговор
- Једноставно мерење шаблона
Монитори пламена
Ове врсте уређаја користе се за откривање светлости која се емитује из пламена и за надгледање како пламен гори. Светлост која се емитује из пламена шири се од УВ до ИР региона. ПБС, ПбСе, двобојни детектор, пироелектрични детектор су неки од најчешће коришћених детектора који се користе у мониторима пламена.
Анализатори влаге
Анализатори влаге користе таласне дужине које апсорбује влага у ИР региону. Објекти су озрачени светлошћу ових таласних дужина (1,1 µм, 1,4 µм, 1,9 µм и 2,7 µм), а такође и референтним таласним дужинама.
Светла која се одбијају од предмета зависе од садржаја влаге и анализатор их открива за мерење влаге (однос рефлектоване светлости на овим таласним дужинама и рефлектоване светлости на референтној таласној дужини). У ГаАс ПИН фотодиодама, фотокондуктивни детектори Пбс се користе у круговима анализатора влаге.
Анализатори гаса
ИР сензори се користе у анализаторима гасова који користе апсорпционе карактеристике гасова у ИР региону. За мерење густине гаса користе се две врсте метода као што су дисперзивне и недисперзивне.
Дисперзивно: Емитована светлост се спектроскопски дели и њихове апсорпционе карактеристике користе се за анализу састојака гаса и количине узорка.
Недисперзивно: То је најчешће коришћена метода која користи карактеристике апсорпције без поделе емитоване светлости. Недисперзивни типови користе дискретне оптичке опсежне филтере, сличне сунчаним наочарама које се користе за заштиту очију за филтрирање нежељеног УВ зрачења.
Ова врста конфигурације обично се назива недисперзивна инфрацрвена (НДИР) технологија. Ова врста анализатора користи се за газирана пића, док се недисперзивни анализатор користи у већини комерцијалних ИР инструмената за цурење горива из аутомобилских издувних гасова.
Уређаји за ИЦ снимање
ИР уређај за снимање једна је од главних примена ИЦ таласа, пре свега због свог својства које није видљиво. Користи се за термовизијске уређаје, уређаје за ноћни вид итд.
На пример, вода, камење, земљиште, вегетација и атмосфера и људско ткиво емитују ИР зрачење. Термални инфрацрвени детектори мере та зрачења у инфрацрвеном опсегу и мапирају просторну расподелу температуре објекта / подручја на слици. Термовизијски снимачи обично се састоје од сензора Сб (индијум антимонит), Гд Хг (германијум допиран живом), Хг Цд Те (жива-кадмијум-телурид).
Електронски детектор се хлади на ниске температуре помоћу течног хелијума или течног азота. Тада хлађење детектора осигурава да енергија зрачења (фотони) коју детектори бележе потиче са терена, а не из температуре околине предмета у самом скенеру и електронским уређајима за ИЦ снимање.
Кључне примене инфрацрвених сензора углавном укључују следеће.
- Метеорологија
- Климатологија
- Фото-био модулација
- Анализа воде
- Детектори гаса
- Испитивање анестезиологије
- Истраживање нафте
- Безбедност шина
Дакле, ово је све о инфрацрвеном сензору коло са радом и апликацијама. Ови сензори се користе у многим сензорима електронски пројекти . Верујемо да сте можда боље разумели овај ИР сензор и његов принцип рада. Поред тога, било какве сумње у вези са овим чланком или пројектима, молимо вас да дате своје коментаре коментаришући у одељку за коментаре испод. Ево питања за вас, може ли инфрацрвени термометар да ради у потпуном мраку?
Фото кредити:
