IR -anturit ja LEDit: käyttö, vinkit ja tyypit

Infrapuna (IR) on eräänlainen valo, jota emme näe, mutta koneet voivat.Se auttaa laitteita tunnistamaan liikkeen tai lähettämään signaaleja ilman johtoja.Näet sen esimerkiksi kaukosäätimissä, automaattisissa ovissa ja roboteissa.Tässä artikkelissa opit kuinka IR -LEDit ja anturit toimivat, käyttämiensä järjestelmien tyypit, missä niitä käytetään ja kuinka valita oikeat.

Luettelo

IR -LED -yleiskatsaus

IR -LED- tai infrapunavaloa säteilevä diodi on pieni laite, joka antaa valon infrapuna -alueella, mikä tarkoittaa, että emme näe sitä silmillämme.Vaikka valo on näkymätön, erityiset anturit tai kamerat voivat silti poimia.IR -merkkivaloja käytetään usein signaalien lähettämiseen, etenkin järjestelmissä, jotka luottavat langattomaan viestintään.He käyttävät hyvin vähän voimaa, ovat kooltaan pieniä eivätkä maksa paljon, mikä tekee niistä hyvän valinnan monille elektronisille laitteille.Ne loistavat yleensä aallonpituuksilla 700 nanometriä ja 1 millimetriä.

IR -anturin yleiskatsaus

IR -anturi on laite, joka havaitsee infrapunavalon.Se voi toimia kahdella tavalla.Jotkut IR -anturit havaitsevat ihmisten tai esineiden antaman lämmön;Näitä kutsutaan passiivisiksi IR -anturiksi.Toiset työskentelevät IR -LED: n kanssa ja havaitsevat lähetettävän ja heijastuksen valon kutsutaan aktiivisiksi IR -antureiksi.Kun anturi vastaanottaa infrapunavaloa, se muuttaa sen sähköiseksi signaaliksi, jota järjestelmä voi käyttää.IR -anturit sisältävät usein osia, kuten fotodiodeja tai fototransistoreita, ja ne voivat lähettää signaaleja joko analogisena tai digitaalisena datana.

IR -LED- ja IR -anturin erot

Ominaisuus	IR -LED	IR -anturi
Funktio	Säteilee infrapunavaloa	Havaitsee infrapunavalon
Näkyvyys	Valo on näkymätön ihmisen silmälle	Havaitsee valoa, jota emme näe
Rooli järjestelmässä	Toimii lähettimenä	Toimii vastaanottimena
Signaalityyppi	Lähettää IR -valoa	Muuntaa IR -valon sähkösignaaleiksi
Yleinen käyttö	Signaalien lähettäminen antureille tai vastaanottimille	Tunnistaa objektit, liike tai vastaanottavat signaalit
Käytetyt komponentit	Kevyesti säteilevä diodi	Fotodiodi tai fototransistori
Virrankäyttö	Matala	Vaihtelee anturityypin mukaan
Tulos	Infrapunavalo	Sähkösignaali

IR -LED: n ja IR -anturien työskentely havaitsemisjärjestelmissä

Kuva 1: IR -LEDit ja IR -anturit

IR -LED: tä ja IR -antureita käytetään usein parina esineiden tai liikkeiden havaitsemiseksi.IR -LED lähettää infrapunavalon säteen, joka on näkymätön ihmisen silmälle.Tämä valo kulkee suorassa linjassa, kunnes se osuu jotain.IR -anturi asetetaan valon vastaanottamiseen.Jos objekti on estetty tai heijastava valo, anturi poimii muutoksen.Sitten se muuttaa tämän tiedon sähköiseksi signaaliksi, jonka järjestelmä ymmärtää.Tätä asennusta käytetään monissa laitteissa, jotka on havaittavissa, kun jotain on lähellä tai liikkuu, kuten automaattiset ovet tai yksinkertaiset robotit.

IR -anturijärjestelmien tyypit

Kuva 2: Aktiivinen IR -anturijärjestelmä

Aktiivinen IR -anturijärjestelmä

Tämä järjestelmä käyttää sekä IR -LEDiä että IR -anturia.LED lähettää infrapunavaloa, ja anturi havaitsee heijastuksen läheisistä esineistä.Sitä käytetään yleisesti esteiden havaitsemiseen ja läheisyyden tunnistamiseen.

Kuva 3: Passiivinen IR -anturijärjestelmä

Passiivinen IR -anturijärjestelmä

Tämä järjestelmä ei käytä IR -LEDiä.Sen sijaan se havaitsee infrapunasäteilyn, jonka lämpimät esineet luonnollisesti säteilevät, kuten ihmiset tai eläimet.Sitä käytetään pääasiassa liiketunnistusjärjestelmissä, kuten turvahälytykset ja automaattiset valot.

Kuva 4: Heijastava IR -anturijärjestelmä

Heijastava IR -anturijärjestelmä

Tässä asennuksessa IR -LED ja anturi sijoitetaan vierekkäin.Järjestelmä havaitsee esineet havaitsemalla heijastuneen IR -valon määrän.Jos esine on lähellä, anturille heijastuu enemmän valoa.

IR -anturien ja LEDien sovellukset

Levitysalue	IR -anturin rooli	IR -LED: n rooli
Liikkeen havaitseminen	Havaitsee liikkeen tunnistamalla infrapuna säteily	Ei tyypillisesti käytetä
Läheisyystunnistus	Mittaa, kuinka lähellä objekti on	Säteilee IR-valoa heijastuspohjaiseen anturiin
Lämpötilan havaitseminen	Havaitsee esineiltä tai ihmisiltä lähetetyn lämpöä	Ei käytetty
Linja seuraavia robotteja	Aistien linjan kontrasti käyttämällä heijastettua IR -valoa	Emittoi IR -valoa heijastamaan linjaa
Turvajärjestelmät	Laukaisee toimenpiteitä, kun alue syötetään	Voi olla osa aktiivista anturin asennusta
Kauko -ohjaimet	Ei	Lähettää infrapunasignaaleja laitteiden hallintaan
Tiedonsiirto	Muuntaa IR -signaalit tietoihin	Lähettää tietoja langattomasti IR -pulsseilla
IR -viestintä	Vastaanottaa ja käsittelee viestintäsignaaleja	Lähettää signaaleja kahden laitteen välillä
Night Vision -laitteet	Ei käytetä suoraan	Tarjoaa näkymättömän valon kameroille matalassa valaistus
Esteen havaitseminen	Havaitsee heijastuneen valon löytääksesi läheltä esineet	Emittoi valoa kohti heijastua esineitä Takaisin anturille

Vinkkejä IR -LEDien ja anturien käyttämiseen piireissä

• Aseta IR -LED ja anturi oikeaan kulmaan paremman havaitsemisen tarkkuuden saavuttamiseksi.

• Käytä IR: n aiheuttamia vastuksia välttääksesi liikaa virtaa ja estä vaurioita.

• Vältä vahvaa ympäristön valoa, joka voi häiritä anturin lukemia.

• Käytä mustia pintoja anturin ympärillä vähentääksesi ei -toivottuja heijastuksia.

• Pidä LED -etäisyys ja anturin välinen etäisyys, joka sopii erityisiin alueesi tarpeisiin.

• Puhdista anturi säännöllisesti ja LED välttää suorituskykyyn vaikuttavaa pölyä.

• Käytä moduloitua signaalia vähentääksesi muiden valonlähteiden häiriöitä.

• Testaa asennus todellisessa ympäristössä sopeutuaksesi reaalimaailman olosuhteisiin.

IR -tekniikan edut ja haitat

IR -tekniikan ammattilaiset

Infrapunatekniikka on yksinkertaista eikä sitä maksa paljon.Se tarvitsee vain pienen määrän virtaa, joten se on hyvä akkuilla toimiville laitteille.Koska se toimii ilman johtoja, se on hyödyllinen signaalien lähettämisessä tai asioiden havaitsemisessa lyhyen matkan päässä.IR -osat ovat myös pieniä, mikä tekee niistä helppoa mahtua pieniin laitteisiin.Ne toimivat hyvin, kun lähettäjä ja vastaanottaja ovat lähellä toisiaan.

IR -tekniikan haitat

IR -tekniikka tarvitsee selkeän polun työskennellä, joten se ei menesty hyvin, jos jotain on tiellä.Kirkkaat valot tai auringonvalot voivat tehdä anturin lukemisesta signaalin lukemisesta.Se ei myöskään toimi pitkien matkojen kautta eikä voi käydä seinien läpi.Tietojen lähettämiseen se ei ole paras valinta, jos tarvitset jotain erittäin turvallista tai luotettavaa kaikissa olosuhteissa.

Vinkkejä oikean IR -anturin tai LED: n valitsemiseksi

• Varmista, että anturi pystyy havaitsemaan asiat tarvitsemasi etäisyydellä.

• Tarkista, että IR -LED ja anturi käyttävät saman tyyppistä infrapunavaloa, yleensä välillä 850 - 950 nanometriä.

• Valitse sellainen anturi, joka sopii projektiisi - käytä aktiivista, jos joudut havaitsemaan esineet, ja passiivinen, jos haluat tunnistaa liikkeen tai lämmön.

• IR -LED: n tulisi olla riittävän kirkas anturin saavuttamiseksi, varsinkin jos niiden välillä on tilaa.

• Valitse oikean kokoinen osia ja käytä piirisi oikeaa määrää virtaa.

• Päätä, tarvitsetko anturia, joka antaa yksinkertaisia ​​signaaleja (digitaalisia) tai muuttavia arvoja (analogisia), piirin asettamisen perusteella.

• Jos projektisi on kirkkaassa valossa, valitse anturi, joka voi suodattaa ylimääräistä valoa.

• Tarkista aina tiedot, jotta ymmärrät kuinka paljon jännitettä ja virtaa osia tarvitsevat.

Johtopäätös

IR -tekniikkaa on helppo käyttää ja se toimii hyvin monissa pienissä laitteissa.Se auttaa havaitsemaan liikkeen, lähettämään signaaleja ja tekemään koneista älykkäämpiä.Jos teet tai kiinnität jotain IR -osien kanssa, tietäminen, miten ne toimivat, auttaa paljon.