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紅外接收頭以熱量的形式發(fā)射和/或接收紅外波,雖然大多數(shù)紅外接收頭發(fā)射和接收紅外波,但有些只能接收它們,這些類型的紅外傳感器被稱為被動(dòng)紅外傳感器(PIR傳感器)或運(yùn)動(dòng)探測(cè)器。紅外探測(cè)器是檢測(cè)光譜的紅外波長的熱釋電傳感器,它們通常也是發(fā)射器,它們可以由光電晶體管、光電二極管或光敏電阻制成,因?yàn)樗鼈兓旧鲜窍嗤钠骷?,它們有很多用途并且必不可少到紅外光的傳輸。
紅外發(fā)光二極管紅外線輻射由高效材料(用砷化鎵-GaAs制成PN結(jié)),正向電壓注入電流時(shí)吸取紅外光到PN結(jié)。光譜功率分布中心波長為830 ~950nm,半峰帶寬約為40nm。它最大的優(yōu)點(diǎn)是完全沒有紅暴,(帶940~950nm波長的紅外線管)或只有微弱的紅暴(可見光的紅暴),延長了使用壽命。光是一種電磁波,其波長范圍從幾納米(1nm=10-9m)到1毫米(約毫米)。其中可見光只有一部分,我們稱之為可見光,可見光的波長范圍是380nm~780nm,可見光波長從長到短分為紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫。
(紅外線遙控器)一種手持式無線設(shè)備,用于使用紅外 ( IR ) 范圍內(nèi)的光信號(hào)在房間內(nèi)操作音頻、視頻和其他電子設(shè)備。紅外線需要視線才能到達(dá)目的地。低端遙控器在裝置末端僅使用一個(gè)發(fā)射器,并且必須直接對(duì)準(zhǔn)設(shè)備。高質(zhì)量的遙控器具有三個(gè)或四個(gè)功能強(qiáng)大的紅外線發(fā)射器,它們?cè)O(shè)置在不同的角度,可以向整個(gè)房間發(fā)送信號(hào)。所有功能均已編碼使用非常低的數(shù)據(jù)速率,通常不超過 1,000 位/秒,紅外遙控器為電視、DVD、A/V 接收器等上的每個(gè)功能發(fā)送不同的代碼。制造的 A/V 設(shè)備有數(shù)百種遙控代碼這些年來。
一種特殊類型的 PN 結(jié)器件在暴露于光時(shí)會(huì)產(chǎn)生電流,稱為光電二極管。它也被稱為光電探測(cè)器或光電傳感器。它以反向偏置模式運(yùn)行并將光能轉(zhuǎn)換為電能。下圖顯示了光電二極管的符號(hào)表示。它的工作原理是光電效應(yīng)。光電二極管的工作原理是,當(dāng)這個(gè)兩端半導(dǎo)體器件的結(jié)被照亮?xí)r,電流開始流過它。當(dāng)施加一定的反向電位時(shí),只有少數(shù)電流流過器件。光電二極管的構(gòu)造:下圖顯示了光電二極管的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié):器件的 PN 結(jié)放置在玻璃材料內(nèi)部。這樣做是為了讓光能通過它。由于只有結(jié)暴露在輻射下,因此,玻璃材料的其他部分被涂成黑色或金屬化。整個(gè)單元的尺寸非常小,接近2.5 毫米。值得注意的是,流經(jīng)器件的電流以微安為單位,通過電流表測(cè)量。
有源 IR 模塊是具有 4 個(gè)組件的電子設(shè)備 - 一個(gè) IR 發(fā)射器和接收器對(duì)(也稱為光耦合器)、一個(gè) Op-Amp(運(yùn)算放大器)、一個(gè)可變電阻器和一個(gè)輸出 LED。可提供3.3V或5V電源,最大電流20mA。主要用于熱檢測(cè)的無源紅外模塊,沒有發(fā)射燈泡。IR 代表紅外線。它的頻率低于可見紅光(紅外線:3×10 11 Hz-4×10 14 Hz,可見紅光:4.3×10 14 Hz)。鎢絲燈是典型的紅外線輻射器。IR 基本上是受熱物體根據(jù) 3 種輻射定律發(fā)出的電磁輻射:Wein 輻射定律、Planck 輻射定律和 Stefan 輻射定律。
紅外傳感器又稱IR傳感器,是一種檢測(cè)反射光并發(fā)射紅外光的設(shè)備。因此,它可以區(qū)分黑色和白色或深色和淺色。有許多類型的紅外傳感器,例如用于電視遙控器、物體檢測(cè)甚至用于測(cè)量人的心率的紅外傳感器。我們將使用的紅外傳感器是數(shù)字傳感器,當(dāng)檢測(cè)到白色時(shí)返回 1,檢測(cè)到黑色時(shí)返回 0。IR 發(fā)射器由發(fā)射 IR(紅外線)輻射的 LED 組成。這由光電二極管接收,光電二極管在接收端充當(dāng) IR 接收器。由于紅外輻射對(duì)人眼是不可見的,因此非常適合用于無線通信。一個(gè)電子遙控設(shè)備主要由這個(gè)紅外發(fā)射器和接收器組成。遙控器將不可見光的閃光圖案化,將其轉(zhuǎn)化為指令并由接收器模塊接收。
紅外線是波長比可見紅光更長的光。紅外范圍包括近紅外、中紅外和遠(yuǎn)紅外,波長范圍從約 710 納米(近紅外)到 100 微米(遠(yuǎn)紅外)。所有物體都根據(jù)它們的溫度發(fā)光——這被稱為“黑體輻射”。物體越熱,它發(fā)出的光波長越短。地球會(huì)以大約 9 到 10 微米的峰值發(fā)射紅外光——像人類這樣的溫血?jiǎng)游镆彩侨绱?。該燈可用于檢測(cè)運(yùn)動(dòng)或溫暖。
紅外接收頭是一種旨在體驗(yàn)環(huán)境某些方面的發(fā)射的數(shù)字設(shè)備。紅外創(chuàng)新解決了各種各樣的無線應(yīng)用。主要領(lǐng)域是傳感和遠(yuǎn)程控制。在電磁光譜中,紅外元素分為三個(gè)區(qū)域:近紅外區(qū)域、中紅外區(qū)域和遠(yuǎn)紅外區(qū)域。除了檢測(cè)運(yùn)動(dòng)外,IR 傳感器還可以測(cè)量物體的熱量。這些形式的傳感器對(duì)最簡單的紅外輻射進(jìn)行分級(jí),而不是發(fā)射它,這稱為被動(dòng)紅外傳感器。通常,在紅外光譜中,所有物體都會(huì)輻射出某種形狀的熱傳感器輻射。
在本文中,您將了解光電傳感器的工作原理及其類型。光電傳感器用于通過傳輸光來確定物體的存在。光電傳感器用于檢測(cè)物體的受光水平與發(fā)射水平相比的變化。光電傳感器發(fā)出的光可以是紅外線或可見光。光電傳感器主要由發(fā)射光的發(fā)射器和接收光的接收器組成。當(dāng)發(fā)射的光被傳感物體中斷或反射時(shí),它會(huì)改變到達(dá)接收器的光量。接收器檢測(cè)到這種變化并將其轉(zhuǎn)換為電輸出。
光電開關(guān)基本上是一種電子設(shè)備,用于通過使用光電接收器來檢測(cè)物體的存在與否。這些光電開關(guān)也用于檢測(cè)距離。這些是工業(yè)制造目的廣泛需要的。這些也以執(zhí)行各種功能而聞名,如輸出切換、放大和解調(diào)。光電開關(guān)用于使用光發(fā)射器或接收器檢測(cè)物體的距離、不存在或存在。這些傳感器通常提供快速和非接觸式檢測(cè)的所有優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)功能和相對(duì)位置,它們分為三種主要類型:-對(duì)射型、回射型和漫射型。
光電二極管傳感器由半導(dǎo)體 pn 結(jié)組成,如激光二極管和激光二極管和 LED 物理學(xué)中描述的LED. 落在結(jié)上的光會(huì)導(dǎo)致電子-空穴對(duì)的形成。在光伏模式下,即沒有施加偏壓,電子-空穴對(duì)遷移到結(jié)的相對(duì)側(cè),從而產(chǎn)生電壓(和電流,如果器件連接在電路中)。然而,大多數(shù)光電二極管都在光電導(dǎo)模式下工作,其中在結(jié)上施加反向偏壓。
大多數(shù)電子設(shè)備遙控器使用近紅外 二極管發(fā)射到達(dá)設(shè)備的光束。940 nm波長的 LED 是典型的。這種紅外光是人眼看不到的,但會(huì)被接收設(shè)備上的傳感器接收到。攝像機(jī)看到二極管就好像它產(chǎn)生可見的紫色光一樣。使用單通道(單功能、一鍵式)遙控器控制載波信號(hào)的存在可以用來觸發(fā)一個(gè)函數(shù)。對(duì)于多通道(普通多功能)遙控器,需要更復(fù)雜的程序:一個(gè)包括用不同頻率的信號(hào)調(diào)制載波。在接收器解調(diào)接收到的信號(hào)后,它會(huì)應(yīng)用適當(dāng)?shù)念l率濾波器來分離各個(gè)信號(hào)。通過在非??拷凑{(diào)諧到電臺(tái)的AM 收音機(jī)附近操作遙控器,人們通??梢月牭皆诩t外載波上調(diào)制的信號(hào)。
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