O que é sensor de infravermelho: circuito e seu funcionamento

A tecnologia IR é usada em uma ampla gama de aplicações sem fio, incluindo controles remotos e detecção. A parte infravermelha do espectro eletromagnético pode ser separada em três regiões principais: IR próximo, IR médio e IR distante. Os comprimentos de onda dessas três regiões variam de acordo com a aplicação. Para a região de infravermelho próximo, o comprimento de onda varia de 700 nm a 1400 nm, o comprimento de onda da região de infravermelho médio varia de 1400 nm a 3000 nm e, finalmente, para a região de infravermelho distante, o comprimento de onda varia de 3000 nm a 1 mm. A região de infravermelho próximo é usada em sensores de fibra óptica e infravermelho, a região de infravermelho médio é usada para detecção de calor e a região de infravermelho distante é usada em imagens térmicas. A faixa de frequência para IR é máxima em comparação com microondas e mínima que a luz visível. Este artigo descreve uma visão geral do sensor IR e seu funcionamento. O que é sensor IR? O sensor IR ou sensor infravermelho é um tipo de componente eletrônico, usado para detectar características específicas em seu entorno através da emissão ou detecção de radiação IR. Esses sensores também podem ser usados ​​para detectar ou medir o calor de um alvo e seu movimento. Em muitos dispositivos eletrônicos, o circuito do sensor IR é um módulo essencial. Este tipo de sensor é semelhante aos sentidos visionários humanos para detectar obstáculos.Sensor IR O sensor que simplesmente mede a radiação IR em vez de emitir é chamado PIR ou infravermelho passivo. Geralmente, no espectro de infravermelho, a radiação de todos os alvos, radiação e algum tipo de radiação térmica não são visíveis aos olhos, mas podem ser detectadas por meio de sensores de infravermelho. Neste sensor, um LED IV é usado como um emissor, enquanto o fotodiodo é usado como um detector. Uma vez que uma luz infravermelha cai no fotodiodo, a tensão e resistência de saída serão alteradas em proporção à magnitude da luz infravermelha recebida. Princípio de funcionamento do sensor IR Um sensor infravermelho inclui duas partes, ou seja, o emissor e o receptor (transmissor e receptor), então este é em conjunto chamado optoacoplador ou fotoacoplador. Aqui, o LED IR é usado como um emissor, enquanto o fotodiodo IR é usado como um receptor. O fotodiodo usado é muito sensível à luz infravermelha gerada por um LED infravermelho. A resistência do fotodiodo e a tensão de saída podem ser alteradas em proporção à luz infravermelha obtida. Este é o princípio de funcionamento do sensor de infravermelho fundamental. O tipo de incidente que ocorreu é o tipo direto ou indireto, enquanto o tipo indireto, o arranjo de um LED infravermelho pode ser feito à frente de um fotodiodo sem obstáculo. No tipo indireto, ambos os diodos são dispostos lado a lado por meio de um objeto sólido à frente do sensor. A luz gerada pelo LED infravermelho atinge a superfície sólida e retorna em direção ao fotodiodo. Os sensores IR usam três leis básicas da física, como a radiação de Planck, o deslocamento de Stephan Boltzmann e o deslocamento de Wein. A lei da radiação de Planck define que a temperatura de qualquer objeto não é equivalente a ZeroStephan Boltzmann. A lei define que toda a energia gerada em todos os comprimentos de onda através de um corpo negro é associada com a temperatura total. A Lei de Deslocamento de Wein define que a temperatura de diferentes objetos emite espectros que são máximos em vários comprimentos de onda e inversamente proporcionais à temperatura. Módulo do sensor de IR O módulo do sensor de IR inclui cinco partes essenciais como IR Tx, Rx, amplificador operacional, trimmer potenciômetro (resistor variável) e LED de saída. A configuração dos pinos do módulo do sensor IR é discutida abaixo.Módulo do sensor IR Pino VCC é a entrada da fonte de alimentação Pino GND é terra da fonte de alimentaçãoOUT é um o / p ativo-alto As principais especificações e recursos do módulo do sensor IR incluem o seguinte. até 5 centímetrosA corrente de alimentação é de 3.3mA faixa de detecção é ajustávelSensor de luz ambiente fixoTipos de sensores de infravermelhoA classificação dos sensores de infravermelho pode ser feita com base na aplicação que inclui o seguinte. Sensores infravermelhos ativosSensores infravermelhos passivosSensor infravermelho ativoEste tipo de sensor inclui o emissor e o receptor, também conhecidos como transmissor e receptor. Na maioria das situações, um diodo laser ou LED é usado como fonte. Para sensores infravermelhos sem imagem, o LED é usado, enquanto o diodo laser é usado para a imagem dos sensores infravermelhos. O funcionamento de um sensor infravermelho pode ser feito através da radiação de energia, detectada e recebida pelo detector. Além disso, é processado por meio de um processador de sinal para buscar os dados necessários. Os melhores exemplos de sensores infravermelhos ativos são os sensores de refletância e quebra de feixe. Sensor infravermelho passivo O sensor infravermelho passivo (PIR) inclui apenas detectores e esse tipo de sensor usa alvos como fontes ou transmissores infravermelhos. Aqui, o objeto irradiará a energia e a detectará por meio de receptores infravermelhos. Depois disso, um processador de sinal é usado para entender o sinal para obter os dados necessários. Os melhores exemplos de sensores PIR são bolômetro, detector piroelétrico, termopar-termopilha, etc. Os sensores PIR estão disponíveis em dois tipos, como sensor infravermelho térmico e Sensor infravermelho quântico. Sensor infravermelho térmicoEstes tipos de sensores são independentes do comprimento de onda e utilizam fontes de energia semelhantes ao calor. Eles são lentos junto com o tempo de resposta, bem como o tempo de detecção. Sensor infravermelho quânticoEstes tipos de sensores dependem dos comprimentos de onda e o tempo de resposta e de detecção que eles têm são altos. Esses tipos de sensores infravermelhos precisam de resfriamento repetido para a medição exata. Circuito do sensor IRO circuito de aplicação do sensor IR é um circuito de detecção de obstáculo mostrado abaixo. Este circuito pode ser construído com um fotodiodo, LED IR, um Op-Amp, LED e um potenciômetro. A principal função de um LED infravermelho é emitir luz IR e o fotodiodo é usado para detectar a luz IR. Neste circuito, um amplificador operacional é usado como um comparador de tensão e a saída do sensor pode ser ajustada pelo potenciômetro com base no requisito. Uma vez que a luz gerada a partir do LED infravermelho pode cair no fotodiodo ao atingir um objeto, então a resistência do fotodiodo será reduzida.Diagrama do circuito do sensor de infravermelhoAqui, um dos amplificadores operacionais da entrada no valor limite pode ser definido por meio do potenciômetro, enquanto outras entradas podem ser definidas usando o resistor em série do fotodiodo. Quando a radiação no fotodiodo for maior, a queda de tensão será maior no resistor em série. No amplificador operacional, ambas as tensões são avaliadas. Se a tensão do resistor em série for maior do que a tensão limite, a saída IC é alta. Quando a saída do IC é fornecida a um LED, ele pisca. Assim, usando um potenciômetro, a tensão de limiar pode ser ajustada com base nas condições do ambiente. Neste circuito, a disposição do receptor IR e do LED IR é um fator muito essencial. Uma vez que o LED infravermelho é colocado diretamente à frente do receptor infravermelho, esse arranjo pode ser conhecido como Incidência Direta. Portanto, neste caso, quase toda a radiação do LED infravermelho cairá no receptor infravermelho. Portanto, há uma linha de contato de visualização entre os IR Tx e Rx. Se um alvo cair nesta linha, ele bloqueia a emissão ao se aproximar do receptor, reproduzindo ou absorvendo a radiação. Vantagens As vantagens do sensor infravermelho incluem o seguinte. Baixo consumo de energia. afetados pela ferrugem; não precisam entrar em contato com objetos para detecção. Sem vazamento de dados devido à direcionalidade da radiação infravermelha do raio. do sensor infravermelho incluem o seguinte. A linha de visão é necessária. Ela pode ser afetada com base nas condições do ambiente, como neblina, chuva, poluição, poeira, etc. Esses sensores podem ser bloqueados com objetos comuns. A transmissão da taxa de dados não é rápida. A faixa é limitadaAlta forçar sinais de IR pode prejudicar os olhos humanos. Aplicações. As aplicações do sensor infravermelho incluem t ele following.Rail SafetyIR imagem DevicesInfrared AstronomyOptical Poder MetersNight Visão DevicesSorting DevicesMoisture AnalyzersMissile GuidanceFlame MonitorsRemote SensingClimatologyGas AnalyzersMeteorologyRail safetyPhotobiomodulationExploration de PetroleumFlame MonitorsTesting de AnesthesiologyGas detectorsMoisture AnalyzersWater analysisThus, isso é tudo sobre uma visão geral do sensor Sensor Infravermelho ou IR. Este tipo de sensor é usado com mais frequência em tecnologia sem fio onde quer que sejam detectados objetos ao redor, funções de controle remoto, etc. As principais características deste sensor são detecção de movimento e calor. A região do infravermelho não é perceptível aos olhos humanos. Aqui fica uma pergunta para você, quais são os diferentes tipos de sensores disponíveis no mercado?

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