Что такое ИК-датчик: схема и ее работа

ИК-технология используется в широком спектре беспроводных приложений, включая дистанционное управление и зондирование. Инфракрасную часть электромагнитного спектра можно разделить на три основных области: ближний ИК, средний ИК и дальний ИК. Длины волн в этих трех регионах различаются в зависимости от приложения. Для ближнего ИК-диапазона длина волны находится в диапазоне от 700 до 1400 нм, длина волны в среднем ИК-диапазоне колеблется от 1400 до 3000 нм и, наконец, для дальнего ИК-диапазона длина волны находится в диапазоне от 3000 до 1 мм. ближняя ИК-область используется в волоконно-оптических и ИК-датчиках, средняя ИК-область используется для измерения тепла, а дальняя ИК-область используется в тепловизионных изображениях. Диапазон частот для инфракрасного излучения максимален по сравнению с микроволновым излучением и минимален по сравнению с видимым светом. В этой статье обсуждается обзор ИК-датчика и его работы. Что такое ИК-датчик? ИК-датчик или инфракрасный датчик - это один из видов электронных компонентов, используемых для определения определенных характеристик в окружающей среде посредством испускания или обнаружения ИК-излучения. Эти датчики также могут использоваться для обнаружения или измерения тепла цели и ее движения. Во многих электронных устройствах схема ИК-датчика является очень важным модулем. Этот вид сенсора похож на зрительное восприятие человека для обнаружения препятствий.ИК-датчик Датчик, который просто измеряет ИК-излучение, а не его излучение, называется PIR или пассивным инфракрасным. Как правило, в ИК-спектре излучение всех целей и некоторое тепловое излучение не видны глазам, но могут быть обнаружены с помощью ИК-датчиков. В этом датчике ИК-светодиод используется как излучатель, а фотодиод - как детектор. Как только инфракрасный свет падает на фотодиод, выходное напряжение и сопротивление изменяются пропорционально величине принимаемого ИК-излучения. Принцип работы ИК-датчика Инфракрасный датчик состоит из двух частей: излучателя и приемника (передатчика и приемника). вместе называемые оптопарой или оптопарой. Здесь ИК-светодиод используется в качестве излучателя, тогда как ИК-фотодиод используется в качестве приемника. Фотодиод, используемый в нем, очень чувствителен к инфракрасному свету, генерируемому инфракрасным светодиодом. Сопротивление фотодиода и выходное напряжение можно изменять пропорционально полученному инфракрасному свету. Это основной принцип работы ИК-датчика. Тип происшедшего инцидента - прямой или косвенный, при непрямом типе, размещение инфракрасного светодиода может быть выполнено без препятствий перед фотодиодом. В непрямом типе оба диода расположены рядом через твердый объект перед датчиком. Свет, генерируемый инфракрасным светодиодом, падает на твердую поверхность и возвращается обратно к фотодиоду. Инфракрасные датчики используют три основных закона физики, такие как излучение Планка, смещение Стефана Больцмана и Вейна. Закон излучения Планка определяет, что температура любого объекта не эквивалентна нулевому закону Стефана Больцмана, который определяет, что вся энергия, генерируемая на всех длинах волн через черное тело, является Закон смещения Вайна определяет, что температура различных объектов излучает спектры, которые максимальны на разных длинах волн и обратно пропорциональны температуре. Модуль ИК-датчика Модуль ИК-датчика включает в себя пять основных частей, таких как ИК-приемник, приемник, операционный усилитель, подстроечный резистор. горшок (переменный резистор) и выходной светодиод. Конфигурация контактов модуля ИК-датчика обсуждается ниже.Модуль ИК-датчика Вывод VCC - вход источника питания Вывод заземления - заземление источника питания ВЫХОД - активный высокий уровень сигнала Основные характеристики и особенности модуля ИК-датчика включают следующее: Рабочее напряжение 5 В постоянного тока Контакты ввода / вывода - 3.3 В и 5 В Монтажное отверстие Диапазон до 20 сантиметров Ток питания 20 мА Диапазон чувствительности регулируется Фиксированный датчик внешней освещенности Типы ИК-датчиков Классификация ИК-датчиков может быть сделана на основе приложения, которое включает в себя следующее. Активные инфракрасные датчики Пассивные инфракрасные датчики Активный ИК-датчик Этот тип датчика включает в себя как излучатель, так и приемник, которые также известны как передатчик и приемник. В большинстве случаев в качестве источника используется лазерный диод или светодиод. Для инфракрасных датчиков, не создающих изображения, используется светодиод, тогда как лазерный диод используется для формирования изображения инфракрасных датчиков. Работа инфракрасного датчика может осуществляться за счет излучения энергии, обнаруживаемой и принимаемой детектором. Далее он обрабатывается сигнальным процессором для получения необходимых данных. Лучшими примерами активных инфракрасных датчиков являются датчики отражения и пробивного луча. Пассивный инфракрасный датчик Пассивный инфракрасный датчик (PIR) включает только детекторы, и этот тип датчиков использует такие цели, как инфракрасные передатчики или источники. Здесь объект излучает энергию и обнаруживает ее через инфракрасные приемники. После этого процессор сигналов используется для анализа сигнала и получения необходимых данных. Лучшими примерами ИК-датчиков являются болометр, пироэлектрический детектор, термопара-термобатарея и т. Д. ПИК-датчики доступны в двух типах, например, тепловые ИК-датчики и Квантовый ИК-датчик.Тепловой инфракрасный датчик Эти типы датчиков не зависят от длины волны и используют источники энергии, похожие на тепло. Они медленные, равно как и время отклика, а также время обнаружения. Квантовый инфракрасный датчик Эти типы датчиков зависят от длины волны, а время отклика и время обнаружения у них высокое. Инфракрасные датчики такого типа нуждаются в многократном охлаждении для точного измерения. Цепь ИК-датчика Цепь применения ИК-датчика представляет собой схему обнаружения препятствий, показанную ниже. Эта схема может быть построена с фотодиодом, ИК-светодиодом, операционным усилителем, светодиодом и потенциометром. Основная функция инфракрасного светодиода - излучать ИК-свет, а фотодиод используется для восприятия ИК-света. В этой схеме в качестве компаратора напряжения используется операционный усилитель, а выходной сигнал датчика можно регулировать с помощью потенциометра в зависимости от требований. Как только свет, генерируемый инфракрасным светодиодом, может падать на фотодиод после попадания на объект, тогда сопротивление фотодиода упадет.Схема цепи ИК-датчика Здесь один из входов операционного усилителя при пороговом значении может быть установлен с помощью потенциометра, тогда как другие входы могут быть установлены с помощью последовательного резистора фотодиода. Как только излучение на фотодиоде станет больше, падение напряжения на последовательном резисторе будет больше. В операционном усилителе оцениваются оба напряжения. Если напряжение последовательного резистора выше порогового напряжения, то выход IC высокий. Когда выход IC подан на светодиод, он будет мигать. Таким образом, с помощью потенциометра можно регулировать пороговое напряжение в зависимости от условий окружающей среды. В этой схеме расположение ИК-приемника и ИК-светодиода является очень важным фактором. Если инфракрасный светодиод расположен непосредственно перед инфракрасным приемником, такое расположение может быть известно как прямое падение. Таким образом, в этом случае почти все излучение инфракрасного светодиода будет падать на инфракрасный приемник. Следовательно, между IR Tx и Rx существует ряд контактов обзора. Если цель падает в этом ряду, она блокирует излучение при приближении к приемнику, воспроизводя или поглощая излучение. Преимущества К преимуществам инфракрасного датчика относятся следующие: Низкое энергопотребление Высокая устойчивость к шуму Обнаруживает движение при наличии или отсутствии света Эти датчики отсутствуют подвержены ржавчине Им не нужно соприкасаться с объектами для обнаружения. Отсутствие утечки данных из-за направленности инфракрасного излучения луча. Они более скромные по размеру и более умеренные. Очень быстро реагирует по сравнению с термопарами. Обеспечивает высокую надежность. Недостатки. Недостатки. Инфракрасный датчик включает в себя следующее. Необходима линия видимости. На него могут влиять такие условия окружающей среды, как туман, дождь, загрязнение, пыль и т. д. Эти датчики могут быть заблокированы обычными объектами. Скорость передачи данных невысокая. Диапазон ограничен. ИК-сигналы могут нанести вред человеческим глазам. Он следующий. Безопасность на рельсах Устройства визуализации инфракрасного излученияИнфракрасная астрономияОптические измерители мощности Устройства ночного виденияУстройства для сортировкиАнализаторы влажностиРакетное наведениеМониторы пламениДистанционное зондированиеКлиматологияГазоанализаторыМетеорологияБезопасность железнодорожных путейФотобиомодуляцияИзучение нефтегазовых датчиков пламениМониторы инфракрасного излученияОбзор всех датчиков инфракрасного излученияТестирование анестезиологических детекторов Этот тип датчика чаще всего используется в беспроводной технологии, где бы ни находились окружающие объекты, функции дистанционного управления и т. Д. Основными особенностями этого датчика являются обнаружение движения и тепла. Инфракрасная область незаметна для человеческого глаза. Вот вам вопрос, какие типы датчиков доступны на рынке?

Оставить сообщение 

Список сообщений