日期：2022-12-02
IR 傳感器模塊或紅外線 (IR) 傳感器是電子產(chǎn)品中基本且最流行的傳感器。它用于無線技術(shù)，如遠(yuǎn)程控制功能和檢測周圍物體/障礙物。紅外傳感器主要由紅外(IR)LED和光電二極管組成，這對(duì)通常稱為IR對(duì)。IR LED 是一種特殊用途的 LED，它可以發(fā)射波長從 700 nm 到 1 mm 的紅外線。這些類型的射線對(duì)我們的眼睛是不可見的。相比之下，光電二極管或 IR 接收器 LED 檢測紅外線。
紅外發(fā)射管一、模塊硬件概述
IR 傳感器模塊主要由1. IR 發(fā)射器、2. 光電二極管接收器、3. LM393 比較器 IC、 4. 可變電阻器(Trim pot)、5. 電源 LED、6. 輸出 LED 組成。紅外LED或IR發(fā)射器：IR LED 是一種專門設(shè)計(jì)的發(fā)光二極管 (LED)，它發(fā)出紅外線。紅外線波長范圍為 700 nm 至 1 mm。通常，IR LED 看起來像普通的 LED。它有兩個(gè)端子，較長的一個(gè)為正極，較小的一個(gè)為負(fù)極。當(dāng) IR LED 在電源下工作時(shí)，它開始發(fā)射紅外線。
紅外發(fā)射管二、PN結(jié)的半導(dǎo)體
通常紅外接收器是光電二極管。它是一種具有PN結(jié)的半導(dǎo)體。光電二極管能夠檢測紅外線。它以反向偏置運(yùn)行。光電二極管在沒有紅外線的情況下具有非常高的電阻，當(dāng)紅外線落在它上面時(shí)，它變得很低。此外，它有兩個(gè)端子，較長的端子是正極，較小的端子是負(fù)極。
紅外發(fā)射管三、可變電阻器(微調(diào)電位器)
IR 傳感器有一個(gè)板載可變電阻器(電位器)。這個(gè)可變電阻是 10k 預(yù)設(shè)值。用于設(shè)置操作范圍。旋轉(zhuǎn)預(yù)置旋鈕調(diào)節(jié)檢測距離，有效操作范圍2-10厘米。如果預(yù)置旋鈕順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，檢測范圍將增加。如果逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，檢測范圍將減小。
紅外發(fā)射管四、工作原理
當(dāng)我們將紅外傳感器模塊連接到 5v 電源時(shí)。同時(shí)，紅外線 LED (IR-TX) 開始發(fā)射紅外線。然后通過旋轉(zhuǎn)電位器旋鈕設(shè)置 IC 同相輸入 (3) 的閾值電壓，以設(shè)置傳感器靈敏度。如果紅外線到達(dá)物體表面并且一些輻射反射回紅外線接收器(IR-RX)。光電二極管或紅外接收器 (IR-RX) 檢測紅外光。當(dāng)反射的紅外光落在光電二極管上時(shí)，光電二極管的電阻從一個(gè)巨大的值下降，光電二極管兩端的電壓下降。因此，來自光電二極管的大量電壓被提供給 IC 的反相輸入 (2)。然后 LM393/LM358 IC 將此電壓與閾值電壓進(jìn)行比較。在這種情況下，反相輸入電壓大于同相輸入電壓，因此 IC 輸出為低 (0)。因此，傳感器輸出為 Low (0)。
紅外發(fā)射管五、閾值電壓
當(dāng)光電二極管或紅外接收器(IR-RX)沒有檢測到紅外光時(shí)，光電二極管的電阻會(huì)很高。因此，來自光電二極管的少量電壓被提供給 IC 的反相輸入 (2)。然后 LM393/LM358 IC 將此電壓與閾值電壓進(jìn)行比較。在這種情況下，反相輸入電壓小于同相輸入電壓，因此 IC 輸出為高 (1)。因此，傳感器輸出為高 (1)。
紅外發(fā)射管六、輻射功率
紅外發(fā)光二極管的發(fā)射功率用輻照度μw/cm2或MW/m2表示。一般來說，紅外輻射功率與正向工作電流成正比，但當(dāng)接近正向電流的最大額定值時(shí)，由于電流的熱量消耗，器件溫度升高，從而使光發(fā)射功率降低。紅外二極管的電流過小，會(huì)影響其輻射功率，而工作電流過大，則會(huì)影響其壽命，甚至燒毀紅外二極管。
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