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?當(dāng)暴露在光下時,光電二極管會產(chǎn)生與光強度成正比的電流。這種光產(chǎn)生的電流與普通二極管或 LED 中的電流方向相反。隨著更多光子撞擊光電二極管,電流增加,導(dǎo)致二極管兩端產(chǎn)生電壓。隨著二極管兩端電壓的增加,線性度降低。 除了發(fā)光之外,LED 還可用作光電二極管光傳感器/檢測器。此功能可用于多種應(yīng)用,包括環(huán)境光水平傳感器和雙向通信。作為光電二極管,LED 對等于或短于其發(fā)射的主波長的波長敏感。綠色 LED 對藍光和某些綠光敏感,但對黃光或紅光不敏感。
光電二極管與 LED 完全相反。光電二極管不發(fā)射光,而是吸收光并產(chǎn)生電流。如果向光電二極管施加電壓,則電流可以增加,這是一個稱為偏置的過程。從技術(shù)上講,光電二極管是反向偏置的,這意味著電壓通過光電二極管從陰極傳輸?shù)疥枠O,這與 LED 的方向相反。同樣,產(chǎn)生的電流稱為反向電流,產(chǎn)生的電流量取決于光的亮度。光電二極管非常有用,因為它與一些其他組件一起可以充當(dāng)光敏開關(guān),可以打開或關(guān)閉電路的一部分。
紅外接收頭是一種測量和檢測周圍環(huán)境中紅外輻射的電子設(shè)備。紅外輻射是由一位名叫威廉·赫歇爾的天文學(xué)家在1800年偶然發(fā)現(xiàn)的。在測量每種顏色的光(由棱鏡分隔)的溫度時,他注意到紅光之外的溫度最高。紅外線對人眼來說是不可見的,因為它的波長比可見光長(盡管它仍然處于相同的電磁頻譜上)。任何散發(fā)熱量的物體(所有溫度高于五開氏度的物體)都會發(fā)出紅外線輻射。
IR 發(fā)射器由發(fā)射 IR(紅外線)輻射的 LED 組成。該輻射由光電二極管接收,光電二極管充當(dāng)接收端的 IR 接收器。由于紅外輻射是人眼看不見的,因此非常適合用于無線通信。電子遙控裝置主要由紅外發(fā)射器和接收器組成。遙控器會發(fā)出不可見光的閃光,該閃光會轉(zhuǎn)化為指令并由接收器模塊接收。
紅外 (IR) 光譜是最常見和廣泛使用的光譜技術(shù)之一。紅外區(qū)的吸收基團在一定波長范圍內(nèi)有吸收。與紫外和可見光區(qū)域的吸收峰相比,該區(qū)域內(nèi)的吸收峰通常更尖銳。通過這種方式,紅外光譜對于樣品內(nèi)官能團的測定非常敏感,因為不同的官能團吸收不同特定頻率的紅外輻射。此外,每個分子都有一個通常稱為指紋的特征光譜。可以通過將其吸收峰與光譜數(shù)據(jù)庫進行比較來識別分子。紅外光譜在多種物質(zhì)(包括有機和無機化合物)的鑒定和結(jié)構(gòu)分析中非常有用。
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(dǎo)通和導(dǎo)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(xué)傳感和光通信,光電光學(xué)技術(shù)用于近紅外區(qū)域,因為當(dāng)作為信號源實現(xiàn)時,光不像射頻那么復(fù)雜。光無線通信是通過短距離應(yīng)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)剛好超出正常可見光。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(shè)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。可以肯定地假設(shè)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(shè)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(chǔ)知識,并解釋了用于控制不同設(shè)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(dǎo)體,更具體地說是通過半導(dǎo)體晶體傳導(dǎo),導(dǎo)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(biāo)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(dāng)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(yīng)用。此外,它也是遠程控制的不錯選擇應(yīng)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。
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