سنسور مادون قرمز

 سنسور مادون قرمز چیست؟

یک دیود فرستنده مادون قرمز (IR LED) یک LED هدفمند است که پرتوهای مادون قرمز را از 700 نانومتر تا طول موج1000 نانو متر ساطع می کند. LED های IR مختلف ممکن است نور مادون قرمز با طول موج های متفاوت تولید کنند. درست مانند LED های مختلف که نورهایی با رنگ های مختلف تولید می کنند. ال ای دی های IR معمولا از آرسنید گالیوم یا آرسنید گالیم آلومینیوم ساخته می شوند.

همیشه در کنار فرستنده مادون قرمز یک گیرنده مادون قرمز،  گیرنده  IR نیز وجود دارد، اینها معمولاً به عنوان سنسور استفاده می شوند. ظاهر فرستنده مادون قرمز مانند یک LED معمولی است. از آنجایی که چشم انسان نمی تواند تابش های مادون قرمز را ببیند. تشخیص اینکه آیا فرستنده مادون قرمز کار می کند یا خیر،با چشم غیر مسلح ممکن نیست.

روش دیدن نور ساطع شده از فرستنده مادون قرمز

گوشی تلفن همراه خود در حالتی که میخواهید عکس بگیرید قرار دهید. لنز دوربین را مقابل فرستنده مادون قرمز قرار دهید.  سعی کنید جهت دوربین را طوری تنظیم کنید که یک نور تقریبا بنفش رنگی را مشاهده کنید. اگر هیچ نوری مشاهده نکردید فرستنده مادون قرمز کار نمی‌کند.

IR LED نوعی دیود یا نیمه هادی ساده است. جریان الکتریکی فقط در یک جهت در دیودها جریان دارد. با جریان یافتن جریان، الکترون ها از یک قسمت دیود به حفره خالی در قسمت دیگر سقوط می کنند. برای افتادن در این حفره ها و عبور از این مسیر الکترون ها انرژی خود را به صورت نور آزاد می کنند. برای استفاده در کاربردهای الکترونیکی لازم است انتشار دیود IR را تعدیل کرد تا از تحریک کاذب جلوگیری کنید . مدولاسیون باعث می شود سیگنال ارسالی از فرستنده مادون قرمز از نویز ها قوی تر باشد و بر آن چیره شود. گیرنده های مادون قرمز پکیجی دارند که نسبت به نور مرئی غیر حساس و نسبت به مادون قرمز حساسیت دارند. اگر می خواهید سنسوری داشته باشید که نور مرئی را تشخیص دهد از فوتوسل استفاده کنید.

استفاده گسترده از LED های IR در کنترل از راه دور و سیستم های هشدار ایمنی، و ساختار ساده ی آن قیمت فرستنده مادون قرمز را در بازار به شدت کاهش داده است.

گیرنده مادون قرمز

گیرنده مادون قرمز یک دستگاه الکترونیکی است که تشعشعات IR  را تشخیص می دهد. درب آسانسور ها، ریموت کنترها، ربات ها، گوشی های هوشمند و تشخیص شعله و … از این گیرنده ها استفاده می‌شود.

اصول کار با سنسور مادون قرمز

 یک سنسور IR از دو بخش مدار فرستنده و مدار گیرنده مادون قرمز تشکیل شده است. این در مجموع به عنوان یک کوپلر عکس یا یک اپتوکوپلر شناخته می شود. فرستنده یک LED IR و گیرنده یک فتودیود IR است. فتودیود IR به نور مادون قرمز ساطع شده توسط LED IR حساس است. مقاومت عکس دیود و ولتاژ خروجی متناسب با نور مادون قرمز دریافتی تغییر می کند. این اصل اساسی کار سنسور IR است.

برهم کنش نور ساطع شده از فرستنده و گیرنده مادون قرمز می تواند مستقیم یا بروز غیر مستقیم باشد. در ارتباط مستقیم، LED IR در مقابل یک گیرنده مادون قرمز بدون هیچ مانعی در بین آن قرار می گیرد مانند سنسور چشمی آسانسور.

در برهم کنش غیرمستقیم، هر دو دیود در کنار یک جسم مات در جلوی سنسور قرار می گیرند. نور LED IR به سطح صیقلی برخورد می کند و به فتودیود منعکس می شود.

البته این سطح باید رفلاکس دهنده نور مادون قرمز باشد نه عبور دهنده و جذب کننده.

استفاده از سنسور مادون قرمز به عنوان سنسور مجاورتی

 در سنسورهای مجاورت از روش برهم کنش غیرمستقیم بازتابی استفاده می کنند.

گیرنده مادون قرمز تابش ساطع شده توسط LED IR را پس از بازتاب مجدد توسط جسم دریافت می کند. هر چه به جسم نزدیک شود، شدت تابش تابشی روی دیود نوری بیشتر خواهد بود. این شدت برای تعیین فاصله به ولتاژ تبدیل می شود.

سنسورهای مجاورت در تلفن‌های صفحه لمسی و سایر دستگاه‌ها استفاده می‌شوند. کلید های نمایشگر در صحبت کردن با گوشی همراه غیرفعال است، به طوری که حتی اگر گونه با صفحه لمسی تماس پیدا کند، هیچ اثری وجود ندارد.

شمارنده اقلام با مادون قرمز مانند N-coder

شمارشگر آیتم بر اساس تابش مستقیم تابش بر روی گیرنده مادون قرمز اجرا می شود. هرگاه یک آیتم خط نامرئی تابش IR را مسدود کند، مقدار یک متغیر ذخیره شده در کامپیوتر/میکروکنترلر افزایش می‌یابد. که میتوان با LED ها، نمایشگرهای 7segment و LCD نشان داده شود.

سیستم های نظارتی کارخانه های بزرگ از این شمارنده ها برای شمارش محصولات روی تسمه نقاله استفاده می کنند.

تشخیص شعله با سنسور مادون قرمز

می دانیم که هر جسمی که داغ شود قرمز می‌شود و از خود نور مادون قرمز تولید می‌کند. اگر آتش شما ماهیت فروسرخ داشته باشد نور ساطع شده از آن توسط سنسور IR قابل آشکارسازی است. اینکه از چه سنسور مادون قرمز ی استفاده کنید بستگی به خوراک شعله دارد که می‌توانید در ابتدا با یک گیرنده مادون قرمز 5MM امتحان کنید. اصولا اگر خوراک کوره شما چوب سوخت های فسیلی باشد این سنسور جواب می دهد.

شرکت سپهر پارس تولید کننده انواع دتکتور شعله UVو UV/IR