IR teknolojisi, günlük hayatta ve ayrıca endüstrilerde farklı amaçlarla kullanılmaktadır. Örneğin, TV'ler bir IR sensörü bir uzaktan kumandadan iletilen sinyalleri anlamak. IR sensörlerinin temel avantajları, düşük güç kullanımı, basit tasarımları ve kullanışlı özellikleridir. IR sinyalleri insan gözü tarafından fark edilmez. IR radyasyonu elektromanyetik spektrum görünür ve mikrodalga bölgelerinde bulunabilir. Genellikle, bu dalgaların dalga boyları 0,7 µm 5 ila 1000 µm arasında değişir. IR spektrumu yakın kızılötesi, orta ve uzak kızılötesi gibi üç bölgeye ayrılabilir. Yakın IR bölgesinin dalga boyu 0,75 - 3 µm, orta kızılötesi bölgenin dalga boyu 3 ila 6 µm arasında ve uzak IR bölgesinin kızılötesi radyasyonunun dalga boyu 6 µm'den daha yüksektir.

IR Sensörü / Kızılötesi Sensör nedir?

Kızılötesi sensör, çevrenin bazı yönlerini algılamak için ışık yayan elektronik bir cihazdır. Bir IR sensörü, bir nesnenin ısısını ölçebilir ve hareketi algılayabilir. Bu tür sensörler, yalnızca kızılötesi radyasyonu ölçer, pasif IR sensörü . Genellikle kızılötesi spektrumda, tüm nesneler bir tür termal radyasyon yayar.

Kızılötesi sensör

“diyotlar ne için kullanılır ”

Bu tür radyasyonlar, kızılötesi sensör tarafından tespit edilebilen gözümüzle görünmez. Verici basitçe bir IR LED'dir ( Işık Yayan Diyot ) ve dedektör, IR LED tarafından yayılanla aynı dalga boyundaki IR ışığına duyarlı bir IR fotodiyottur. Kızılötesi ışık fotodiyot üzerine düştüğünde, dirençler ve çıkış voltajları, alınan kızılötesi ışığın büyüklüğü ile orantılı olarak değişecektir.

Çalışma prensibi

Bir kızılötesi sensörün çalışma prensibi, nesne algılama sensörüne benzer. Bu sensör bir IR LED ve bir IR Fotodiyot içerir, bu nedenle bu ikisini birleştirerek bir foto-bağlayıcı, aksi takdirde optocoupler olarak oluşturulabilir. Bu sensörde kullanılan fizik yasaları, tahta radyasyonu, Stephan Boltzmann ve weins yer değiştirmesidir.

IR LED, IR radyasyonları yayan bir tür vericidir. Bu LED, standart bir LED'e benzer ve bunun tarafından üretilen radyasyon insan gözü tarafından görülmez. Kızılötesi alıcılar esas olarak bir kızılötesi verici kullanarak radyasyonu algılar. Bu kızılötesi alıcılar fotodiyot formunda mevcuttur. IR Fotodiyotları, yalnızca IR radyasyonunu algıladıklarından, normal fotodiyotlara kıyasla farklıdır. Gerilime, dalga boyuna, pakete vb.Bağlı olarak farklı türde kızılötesi alıcılar mevcuttur.

Bir IR vericisi ve alıcısının kombinasyonu olarak kullanıldığında, alıcının dalga boyu vericiye eşit olmalıdır. Burada verici IR LED iken alıcı IR fotodiyottur. Kızılötesi fotodiyot, kızılötesi bir LED aracılığıyla üretilen kızılötesi ışığa duyarlıdır. Foto diyotun direnci ve çıkış voltajındaki değişim, elde edilen kızılötesi ışıkla orantılıdır. Bu, IR sensörünün temel çalışma prensibidir.

Kızılötesi verici emisyon ürettikten sonra nesneye ulaşır ve emisyonun bir kısmı kızılötesi alıcıya geri yansır. Sensör çıktısına, tepkinin yoğunluğuna bağlı olarak IR alıcısı tarafından karar verilebilir.

Kızılötesi Sensör Türleri

Kızılötesi sensörler, aktif IR sensörü ve pasif IR sensörü gibi iki türe ayrılır.

Aktif IR Sensörü

Bu aktif kızılötesi sensör, hem vericiyi hem de alıcıyı içerir. Uygulamaların çoğunda kaynak olarak ışık yayan diyot kullanılır. LED, görüntülemeyen kızılötesi sensör olarak kullanılırken, lazer diyot görüntüleme kızılötesi sensörü olarak kullanılır.

Bu sensörler, radyasyon yoluyla alınan ve tespit edilen enerji radyasyonu ile çalışır. Ayrıca, gerekli bilgileri almak için sinyal işlemcisi kullanılarak işlenebilir. Bu aktif kızılötesi sensörün en iyi örnekleri yansıtma ve kırılma ışını sensörüdür.

Pasif IR Sensörü

Pasif kızılötesi sensör yalnızca dedektörleri içerir ancak bir verici içermez. Bu sensörler, verici veya IR kaynağı gibi bir nesne kullanır. Bu nesne enerji yayar ve kızılötesi alıcılar aracılığıyla algılar. Bundan sonra, gerekli bilgiyi elde etmek için sinyali anlamak için bir sinyal işlemcisi kullanılır.

Bu sensörün en iyi örnekleri, piroelektrik detektör, bolometre, termokupl-termopil, vs.'dir. Bu sensörler, termal IR sensörü ve kuantum IR sensörü gibi iki tipte sınıflandırılır. Termal IR sensörü dalga boyuna bağlı değildir. Bu sensörlerin kullandığı enerji kaynağı ısıtılır. Termal dedektörler tepki ve algılama süreleri ile yavaştır. Kuantum IR sensörü dalga boyuna bağlıdır ve bu sensörler yüksek tepki ve algılama süresi içerir. Bu sensörlerin belirli ölçümler için düzenli soğutmaya ihtiyacı vardır.

IR Sensör Devre Şeması

Kızılötesi sensör devresi, bir cihazdaki temel ve popüler sensör modüllerinden biridir. elektronik cihaz . Bu sensör, engelleri tespit etmek için kullanılabilen ve gerçek zamanlı olarak yaygın uygulamalardan biri olan, insanın vizyoner duyularına benzer. Bu devre aşağıdaki bileşenleri içerir

LM358 IC 2 IR verici ve alıcı çifti
Kilo-ohm aralığındaki dirençler.
Değişken dirençler.
LED (Işık Yayan Diyot).

Kızılötesi Sensör Devre Şeması

Bu projede, verici bölümü, bir IR alıcı modülü tarafından alınacak sürekli IR ışınlarını ileten bir IR sensörü içerir. Alıcının bir IR çıkış terminali, IR ışınlarını almasına bağlı olarak değişir. Bu varyasyon bu şekilde analiz edilemediğinden, bu çıkış bir karşılaştırma devresine beslenebilir. İşte bir operasyonel amplifikatör LM 339'un (op-amp) karşılaştırıcı devresi olarak kullanılır.

IR alıcısı bir sinyal almadığında, ters çevirme girişindeki potansiyel, karşılaştırıcı IC'nin (LM339) tersine çevirmeyen girişinden daha yüksektir. Böylelikle karşılaştırıcının çıkışı düşer, ancak LED yanmaz. IR alıcı modülü, ters çevirme girişindeki potansiyele bir sinyal aldığında düşük olur. Böylece karşılaştırıcının (LM 339) çıkışı yüksek olur ve LED yanmaya başlar.

Direnç R1 (100), R2 (10k) ve R3 (330), sırasıyla Fotodiyot ve normal LED'ler gibi IR LED Cihazlarından minimum 10 mA akım geçmesini sağlamak için kullanılır. Direnç VR2 (ön ayar = 5k) çıkış terminallerini ayarlamak için kullanılır. Direnç VR1 (ön ayar = 10k), devre Şemasının hassasiyetini ayarlamak için kullanılır. IR sensörleri hakkında daha fazla bilgi edinin.

Transistör Kullanan IR Sensör Devresi

IR sensörünün transistörleri kullanan devre şeması, yani iki transistör kullanarak engel tespiti aşağıda gösterilmiştir. Bu devre esas olarak bir IR LED kullanarak engel tespiti için kullanılır. Yani bu devre NPN ve PNP gibi iki transistör ile oluşturulabilir. NPN için BC547 transistör kullanılırken, PNP için BC557 transistör kullanılır. Bu transistörlerin pin çıkışı aynıdır.

Transistörleri Kullanan Kızılötesi Sensör Devresi

Yukarıdaki devrede, bir kızılötesi LED her zaman açılırken diğer kızılötesi LED, PNP transistörünün temel terminaline bağlıdır çünkü bu IR LED, dedektör görevi görür. Bu IR sensör devresinin gerekli bileşenleri arasında dirençler 100 ohm ve 200 ohm, BC547 ve BC557 transistörler, LED, IR LED'ler-2 bulunur. Adım adım prosedür IR sensörü devresi nasıl yapılır aşağıdaki adımları içerir.

Gerekli bileşenleri kullanarak bileşenleri devre şemasına göre bağlayın
BC547 transistörün temel terminaline bir kızılötesi LED bağlayın
Aynı transistörün baz terminaline bir kızılötesi LED bağlayın.
100Ω direnci kızılötesi LED'lerin kalan pimlerine doğru bağlayın.
PNP transistörünün temel terminalini NPN transistörünün kollektör terminaline bağlayın.
LED ve 220Ω direnci devre şemasındaki bağlantıya göre bağlayın.
Devrenin bağlantısı yapıldıktan sonra güç kaynağını test için devreye verir.

Devre Çalışması

Kızılötesi LED algılandığında, nesneden yansıyan ışık, IR LED dedektörü boyunca tedarik edecek küçük bir akımı etkinleştirecektir. Bu, NPN transistörünü ve PNP'yi etkinleştirecek ve bu nedenle LED AÇIK konuma gelecektir. Bu devre, bir kişi ışığa yaklaştığında devreye girecek otomatik lambalar gibi farklı projeler yapmak için geçerlidir.

IR Sensörü kullanan Hırsız Alarm Devresi

Bu IR hırsız alarm devresi girişlerde, kapılarda vb. Kullanılır. Bu devre, birisi IR ışını boyunca her geçtiğinde ilgili kişiyi uyarmak için bir zil sesi verir. IR ışınları insanlar tarafından görülmediğinde, bu devre gizli bir güvenlik cihazı olarak çalışır.

IR Sensörü kullanan Hırsız Alarm Devresi

Bu devrenin gerekli bileşenleri esas olarak NE555IC, dirençler R1 & R2 = 10k & 560, D1 (IR fotodiyot), D2 (IR LED), C1 Kapasitör (100nF), S1 (basmalı anahtar), B1 (Buzzer) ve 6v DC içerir. Arz.
Bu devre, kızılötesi LED'in yanı sıra kızılötesi sensörlerin birbirinin karşısındaki kapı üzerinde düzenlenmesiyle bağlanabilir. Böylece IR ışını sensöre düzgün bir şekilde düşebilir. Normal koşullar altında, kızılötesi ışın her zaman kızılötesi diyotun üzerine düşer ve pin-3'teki çıkış durumu düşük durumda kalacaktır.

Katı bir nesne ışını geçtiğinde bu ışın kesilecektir. IR ışını çarptığında, devre etkinleşecek ve çıkış AÇIK duruma geçecektir. Çıkış koşulu, anahtarı kapatarak yeniden ayarlanıncaya kadar kalır, yani ışının kesintisi kesildiğinde bir alarm AÇIK kalır. Başkalarının alarmı devre dışı bırakmasını önlemek için, devre veya sıfırlama anahtarı kızılötesi sensörden uzakta veya görüş alanının dışında olmalıdır. Bu devrede, dahili bir ses ile ses üretmek için bir 'B1' sesli uyarıcı bağlanır ve bu dahili ses, ihtiyaca göre yüksek sesli siren ile alternatif bir zil ile değiştirilebilir.

Avantajları

IR sensörünün avantajları aşağıdakileri dahil et

Daha az güç kullanır
Hareketin algılanması, ışığın varlığında veya yokluğunda yaklaşık olarak eşit güvenilirlikle mümkündür.
Algılama için nesne ile temasa geçmeleri gerekmez
Işın yönünden dolayı veri sızıntısı yok
Bu sensörler oksidasyon ve korozyondan etkilenmez
Gürültü bağışıklığı çok güçlü

Dezavantajları

IR sensörünün dezavantajları aşağıdakileri dahil et

Görüş hattı gerekli
Menzil sınırlıdır
Bunlar sisten, yağmurdan, tozdan vb. Etkilenebilir.
Daha az veri aktarım hızı

IR Sensör Uygulamaları

IR sensörleri, uygulamalara bağlı olarak farklı türlerde sınıflandırılır. Farklı tipik uygulamalardan bazıları sensör türleri. Hız sensörü, birden fazla motorun hızını senkronize etmek için kullanılır. Sıcaklık sensörü endüstriyel sıcaklık kontrolü için kullanılır. PIR sensörü otomatik kapı açma sistemi için kullanılır ve Ultrasonik sensör mesafe ölçümü için kullanılır.

IR sensörleri çeşitli alanlarda kullanılmaktadır. Sensör tabanlı projeler ve ayrıca aşağıda tartışılan sıcaklığı ölçen çeşitli elektronik cihazlarda.

Radyasyon Termometreleri

IR sensörleri, sıcaklığı ölçmek için radyasyon termometrelerinde kullanılır ve nesnenin sıcaklığına ve malzemesine bağlıdır ve bu termometreler aşağıdaki özelliklerden bazılarına sahiptir.

Nesne ile doğrudan temas olmadan ölçüm
Daha hızlı yanıt
Kolay desen ölçümleri

Alev Monitörleri

Bu tür cihazlar alevlerden çıkan ışığı tespit etmek ve alevlerin nasıl yandığını izlemek için kullanılır. Alevlerden yayılan Işık UV'den IR bölge tiplerine kadar uzanır. PBS, PbSe, İki renkli dedektör, piroelektrik dedektör alev monitörlerinde yaygın olarak kullanılan dedektörlerden bazılarıdır.

Nem Tayin Cihazları

Nem analizörleri, IR bölgesindeki nem tarafından emilen dalga boylarını kullanır. Nesneler, bu dalga boylarına (1,1 µm, 1,4 µm, 1,9 µm ve 2,7 µm) sahip ışıkla ve ayrıca referans dalga boylarıyla ışınlanır.

Nesnelerden yansıyan ışıklar nem içeriğine bağlıdır ve nemi ölçmek için analizör tarafından tespit edilir (bu dalga boylarında yansıyan ışığın referans dalga boyunda yansıyan ışığa oranı). GaAs PIN fotodiyotlarında, Pbs foto iletken dedektörleri nem analizör devrelerinde kullanılır.

Gaz Analizörleri

IR sensörleri, IR bölgesindeki gazların absorpsiyon özelliklerini kullanan gaz analizörlerinde kullanılır. Gazın yoğunluğunu ölçmek için dağıtıcı ve dağıtıcı olmayan gibi iki tür yöntem kullanılır.

Dağılım: Yayılan bir ışık spektroskopik olarak bölünür ve gaz bileşenlerini ve numune miktarını analiz etmek için soğurma özellikleri kullanılır.

Yayılmayan: En yaygın kullanılan yöntemdir ve yayılan ışığı bölmeden absorpsiyon özelliklerini kullanır. Dağıtıcı olmayan türler, istenmeyen UV radyasyonunu filtrelemek için göz koruması için kullanılan güneş gözlüklerine benzer ayrı optik bant geçiren filtreler kullanır.

Bu tip konfigürasyon genellikle dağınık olmayan kızılötesi (NDIR) teknolojisi olarak adlandırılır. Bu tip analizör gazlı içecekler için kullanılırken, ticari IR cihazlarının çoğunda otomobil egzoz gazı yakıt sızıntıları için dağılmayan bir analizör kullanılır.

IR Görüntüleme Cihazları

IR görüntü cihazı, öncelikle görünmeyen özelliği nedeniyle IR dalgalarının en önemli uygulamalarından biridir. Termal görüntüleme cihazları, gece görüş cihazları vb. İçin kullanılır.

Örneğin, Su, kayalar, toprak, bitki örtüsü ve atmosfer ve insan dokusunun tümü IR radyasyonu yayar. Termal kızılötesi dedektörler, kızılötesi aralığındaki bu radyasyonları ölçer ve nesnenin / alanın uzamsal sıcaklık dağılımlarını bir görüntü üzerinde haritalandırır. Termal görüntüleyiciler genellikle bir Sb (indiyum antimonit), Gd Hg (cıva katkılı germanyum), Hg Cd Te (cıva-kadmiyum-tellürür) sensörlerinden oluşur.

Elektronik bir dedektör, sıvı helyum veya sıvı nitrojen kullanılarak düşük sıcaklıklara soğutulur. Daha sonra soğutma dedektörleri, dedektörler tarafından kaydedilen radyan enerjinin (fotonlar) tarayıcının kendi içindeki nesnelerin ve IR görüntüleme elektronik cihazlarının ortam sıcaklığından değil araziden gelmesini sağlar.

Kızılötesi sensörlerin temel uygulamaları esas olarak aşağıdakileri içerir.

Meteoroloji
İklimbilim
Foto-biyo modülasyonu
Su Analizi
Gaz dedektörleri
Anesteziyoloji Testi
Petrol Arama
Ray Güvenliği

Böylece, hepsi bu kızılötesi sensör hakkında çalışma ve uygulamalarla devre. Bu sensörler, birçok sensör tabanlı elektronik projeler . Bu IR sensörünü ve çalışma prensibini daha iyi anladığınıza inanıyoruz. Ayrıca, bu makale veya projeler ile ilgili herhangi bir şüpheniz varsa, lütfen aşağıdaki yorum bölümünde yorum yaparak geri bildiriminizi verin. İşte size bir soru, kızılötesi termometre tamamen karanlıkta çalışabilir mi?

Fotoğrafa katkı verenler: