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在此項目中,我們展示了如何使用紅外 (IR) 光電晶體管構(gòu)建簡單的紅外 (IR) 接收器電路。這是一個可以接收和檢測紅外光的紅外 (IR) 光電晶體管是一種只能通過紅外光觸發(fā)的晶體管。光電晶體管的工作原理是它有兩個端子:發(fā)射極和集電極。它沒有與其底座的端子連接。底座簡單地由紅外光敏材料制成。在常規(guī)晶體管中,需要向基極施加電流或電壓才能使晶體管導通和導通。對于紅外光電晶體管,只有紅外光才能使晶體管打開。沒有紅外線,晶體管將不會打開。
對于光學傳感和光通信,光電光學技術(shù)用于近紅外區(qū)域,因為當作為信號源實現(xiàn)時,光不像射頻那么復雜。光無線通信是通過短距離應用的紅外數(shù)據(jù)傳輸來完成的。紅外傳感器發(fā)射和/或檢測紅外輻射以感測其周圍環(huán)境。任何紅外傳感器的工作都遵循三個定律:普朗克輻射定律、斯蒂芬-玻爾茲曼定律和維恩位移定律。普朗克定律指出“每個物體都會在不等于 0 0 K 的溫度下發(fā)射輻射”。斯蒂芬-玻爾茲曼定律指出“在所有波長下,黑體發(fā)射的總能量與絕對溫度的四次方成正比”。根據(jù)維恩位移定律,“不同溫度下黑體的輻射曲線將在與溫度成反比的波長處達到峰值”。
? 發(fā)出紅外光,意味著它發(fā)出紅外頻率范圍內(nèi)的光。我們無法通過眼睛看到紅外線,人眼看不見它們。紅外線的波長(700nm – 1mm)剛好超出正??梢姽?。所有產(chǎn)生熱量的物體都會像我們的人體一樣發(fā)射紅外線。紅外線與可見光具有相同的特性,如它可以像可見光一樣聚焦、反射和偏振。除了發(fā)射不可見的紅外光外,IR LED 看起來像普通 LED,工作起來也像普通 LED,這意味著它消耗 20mA 電流和 3V 功率。IR LED 的發(fā)光角度約為。20-60 度,范圍約。幾厘米到幾英尺,這取決于紅外發(fā)射器的類型和制造商。有些發(fā)射機的范圍以公里為單位。
紅外傳感器是一種使用紅外輻射的特定類型的運動傳感器。該設備的主要用例是物理安全,特別是用于入侵檢測目的。兩種類型的紅外傳感器是主動紅外傳感器和被動紅外傳感器,在物理安全方面,后者是首選傳感器。在接下來的段落中,我們將深入探討這些傳感器的工作原理、理想的用例是什么,以及如何為您的企業(yè)或家庭選擇最佳的紅外傳感器。紅外傳感器如何工作?如上所述,紅外傳感器利用紅外輻射工作。其功能取決于傳感器是主動傳感器還是被動傳感器 (PIR)。
紅外通信是最簡單的無線通信方法之一,它是一種經(jīng)濟高效的無線傳輸少量數(shù)據(jù)的方式??梢钥隙ǖ丶僭O閱讀本文的任何人都在家里或工作中使用過許多不同的遙控器,并且大多數(shù)這些簡單設備通過紅外脈沖與接收器進行通信。本博客介紹了紅外通信的基礎知識,并解釋了用于控制不同設備的兩種最常用的紅外協(xié)議。
高功率 LED 是高效且特別明亮的發(fā)光二極管。恒定電流通過半導體,更具體地說是通過半導體晶體傳導,導致電子振動并從而發(fā)光。根據(jù)這一稱為電致發(fā)光的原理,高性能 LED 每瓦可產(chǎn)生高達 100 流明的光。例如,功率為 5 瓦的高功率 LED 可產(chǎn)生高達 500 流明的亮度。高功率LED比傳統(tǒng)LED耗電量更大,需要更高的電流,例如700mA。它們將提供的能量轉(zhuǎn)化為光或光。光子,從而產(chǎn)生極強的光,但也產(chǎn)生熱能。這反過來又使得冷卻成為必要。因此,在高功率 LED 的背面有一個金屬 PCB 作為冷卻選項和散熱。
可見光波長大致為400nm(接近紫色和藍色)至700nm(接近紅色),700nm以上通常我們可以說它是紅外線或IR的縮寫。 850nm IR LED 更像是閉路電視的標準波長,它在黑暗中提供良好的照明。然而,由于它的波長仍然接近人類的可見光范圍,所以當我們看到它時,我們?nèi)匀豢梢宰⒁獾揭稽c紅光。查看 IR LED。940nm LED 與 850nm IR LED 相比,距離人類可見范圍更遠,因此可以完全看不見人眼,非常適合遮蓋相機等應用。此外,它也是遠程控制的不錯選擇應用。由于遠離可見光,與 940nm 紅外接收器配對時可以避免信號噪聲。
與可見光一樣,紅外 (IR) 輻射(有時稱為紅外線)是一種電磁輻射。紅外線的波長比可見光的波長長——長到人眼無法看到,而人眼只對電磁波譜的一小部分有反應。紅外探測器通過將任何物體自然發(fā)出的高于絕對零的熱量轉(zhuǎn)換為電子信號,然后用于生成圖像,使在黑暗中“看到”成為可能。
光敏二極管是一種將光轉(zhuǎn)化為電能的半導體器件。當光子被光電二極管吸收時,就會產(chǎn)生電流。濾光片、內(nèi)置透鏡以及寬或窄的表面區(qū)域都可以用于光敏二極管。如果光敏二極管的表面積增加,反應時間就會變慢。廣域光敏二極管是最常見的用于產(chǎn)生太陽能的太陽能電池。光敏二極管的特性如下:光敏二極管產(chǎn)生的噪聲非常小。光敏二極管的使用壽命非常長。 它是可用的最小和最輕的二極管之一。二極管在入射光方面具有很強的線性度。敏二極管應該具有寬光譜響應。它有可能在機械上變得堅韌。
?光電二極管旨在使光能夠照射到它們的 p 型側(cè)。當光照射到這一側(cè)時,電子和空穴會在半導體內(nèi)產(chǎn)生光電效應。撞擊光電二極管的短波長光被 p 型層吸收,由此產(chǎn)生的電子被吸引到 n 型層。長波長的光到達 n 型層,因此在 n 型層中產(chǎn)生的空穴被吸引到 p 型層。簡而言之,空穴聚集在p型側(cè),積累正電荷,而電子聚集在n型側(cè),積累負電荷。并且由于電路是反向偏置的,所以產(chǎn)生的電荷無法流動。照射到光電二極管的光越亮,其中積聚的電荷就越大。當光照射時,pn 對結(jié)處的這種電荷積累稱為光伏效應。光電二極管基本上是利用這種光伏效應將光轉(zhuǎn)化為電荷的設備,電荷的積累與照射它們的光的強度成正比。光電二極管也在我們?nèi)粘I钪械募t外遙控傳感器和相機曝光表等設備中發(fā)揮作用敏
發(fā)光二極管 (LED) 是世界上最流行的照明技術(shù)之一。它存在于電視、智能手機、人機界面 (HMI)、平板電腦和其他顯示設備的背光中,其特點是使用了許多小型 LED 燈泡。LED 的獨特設計使其非常高效。根據(jù)一些報道,一個典型的 LED 燈泡使用的能量大約是白熾燈的十分之一。不過,除了節(jié)能之外,LED 還以產(chǎn)生很少熱量或不產(chǎn)生熱量而著稱。
紅外線 LED 是在光譜的紅外線部分發(fā)光的 LED(發(fā)光二極管)。紅外線是不可見光譜的一部分,對于傳輸遙控信號、測量源和接收器之間的障礙物或測量距離非常有用。由于紅外 LED 是一個二極管,因此它像任何二極管一樣只在一個方向上傳導電流。這意味著極性很重要!紅外 LED 僅在前向使用時發(fā)光。如果從頂部或底部看 LED,外殼??扁平側(cè)的端子是陰極(負)端子。雖然人類看不到紅外線,但測試紅外燈很簡單:拿出手機,打開攝像頭。瞄準 LED 并打開電源。如果您在相機上看到白色/紫色斑點,則 LED 會發(fā)光。這個技巧適用于大多數(shù)相機,但不是所有相機都有內(nèi)置紅外濾鏡。
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