На сегодняшний день ИК-технологии плотно вошли во многие сферы человеческой деятельности. Они активно применяются в дистанционном управлении различной техникой, беспроводных приложениях, системах обнаружения, зондирование. Компания RUICHI одна из производителей ИК-датчиков на сегодняшний день. О том, что представляют собой инфракрасные датчики, как они работают, необходимо поговорить подробнее.
Что такое ИК-датчик
ИК-датчик или инфракрасный сенсор RUICHI – это электротехническое устройство, которое предназначено для считывания определенной информации об окружающей среде за счет испускания и приема инфракрасного излучения. Если приводить аналогию, данные тип сенсора похож по своему принципу работы на зрительное восприятие различных препятствий человеком. С помощью данных электротехнических устройств можно распознавать передвижение различных целей, их тепло.
Принцип работы
Основные части инфракрасного датчика – излучатель и приемник. Прием сигнала осуществляется через фотодиод, его излучение – через светодиод. Сам по себе фотодиод имеет высокую чувствительность и инфракрасному свету, который исходит от ИК-светодиода. Если между излучателем и приемником возникнет какой-либо предмет, связь будет прервана, поступит соответствующий сигнал.
Принцип работы ИК-датчика основывается на 3-х физических законах:
- Закон Стефана Больцмана. По нему определяется, что энергия, которая создается на различных длинах волн, проходящих через черное тело, имеет прямую связь с общей температурой.
- Закон излучения Планка. По нему определяется, что температура любого предмета или объекта не равняется нулю.
- Закон смещения Вейна. По нему определяется, что температура всех объектов излучает спектры различных по длине волн, которые обратно пропорциональны температуре.
Конструкция модуля
Конструкция ИК-сенсора состоит из 5 элементов, которые соединены между собой:
- подстроечный резистор;
- операционный усилитель;
- приемник;
- ИК-приемник;
- выходной светодиод.
Виды ИК-сенсоров
Все многообразие ИК-сенсоров можно разделить на 2 больших группы:
- Активные – они представляют собой комбинацию приемника и излучателя. В качестве источника излучения чаще всего применяются мощные светодиоды или лазеры.
- Пассивные – состоят только из детекторов. Данный вид сенсоров использует в качестве цели инфракрасные источники или передатчики.
Пассивные датчики в свою очередь разделяются еще на две подгруппы – тепловые (для работы применяется энергия, которая похожа на тепло), квантовые (имеют большое время отклика и обнаружения, требуют охлаждения для высокой точности измерения).
Схема ИК-датчика
Ниже будет представлена наиболее распространенная схема применения инфракрасных датчиков, которая предназначена для обнаружения различных объектов. На схеме представлен операционный усилитель, который используется в качестве компаратора напряжения. Выходной сигнал с самого сенсора можно изменять, используя потенциометр.
Важный фактор для данной схемы – расположение приемника и излучателя. Если они находятся строго напротив друг друга, между ними образуется прямая связь, практически полностью отсутствуют потери сигнала. Любой объект, которые войдет в зону действия луча, будет моментально определен.
Преимущества и недостатки
Инфракрасные датчики RUICHI имеют множество преимуществ:
- наличие дополнительной защиты от помех;
- высокая надежность рабочего процесса;
- низкое энергопотребление;
- устойчивость к образованию ржавчины;
- эффективное обнаружение движения при включенном или выключенном свете;
- в сравнении с термопарами – быстрый отклик;
- благодаря направленности инфракрасного луча, нет утечки данных;
- не нужно вступать в прямой контакт с объектами обнаружения.
Недостатки:
- на работу датчика оказывают влияние факторы окружающей среды;
- заблокировать работу ИК-датчика можно с помощью различных предметов;
- рабочий диапазон имеет серьезные ограничения;
- низкая скорость передачи данных;
- если датчик имеет высокую мощность, есть риск навредить человеку.
За счет своих технических и эксплуатационных характеристик, ИК-датчики движения RUICHI получили обширное распространение в различных сферах человеческой деятельности.
