IR 기술은 일상 생활과 산업 분야에서 다양한 목적으로 사용됩니다. 예를 들어, TV는 IR 센서 리모콘에서 전송되는 신호를 이해합니다. IR 센서의 주요 이점은 저전력 사용, 단순한 디자인 및 편리한 기능입니다. IR 신호는 육안으로 눈에 띄지 않습니다. 적외선 방사 전자기 스펙트럼 가시 광선 및 전자 레인지 영역에서 찾을 수 있습니다. 일반적으로 이러한 파장의 파장은 0.7µm 5 ~ 1000µm입니다. IR 스펙트럼은 근적외선, 중 적외선, 원적외선의 세 영역으로 나눌 수 있습니다. 근적외선 영역의 파장 범위는 0.75 – 3µm이고, 중 적외선 영역의 파장 범위는 3 ~ 6µm, 원적외선 영역의 적외선 파장은 6µm 이상입니다.

IR 센서 / 적외선 센서 란?

적외선 센서는 주변의 일부 측면을 감지하기 위해 방출하는 전자 장치입니다. 적외선 센서는 물체의 열을 측정하고 움직임을 감지 할 수 있습니다. 이러한 유형의 센서는 적외선을 방출하지 않고 적외선 만 측정합니다. 패시브 IR 센서 . 일반적으로 적외선 스펙트럼에서 모든 물체는 일정한 형태의 열 복사를 방출합니다.

적외선 센서

“자신의 fm 라디오 방송국을 만드는 방법 ”

이러한 유형의 방사선은 우리 눈에 보이지 않으며 적외선 센서로 감지 할 수 있습니다. 이미 터는 단순히 IR LED ( 발광 다이오드 ) 감지기는 IR LED에서 방출되는 파장과 동일한 파장의 IR 빛에 민감한 IR 포토 다이오드입니다. IR 빛이 포토 다이오드에 떨어지면 저항과 출력 전압은 수신 된 IR 빛의 크기에 비례하여 변경됩니다.

작동 원리

적외선 센서의 작동 원리는 물체 감지 센서와 유사합니다. 이 센서에는 IR LED 및 IR 포토 다이오드가 포함되어 있으므로이 두 가지를 결합하여 광 커플러로 구성 할 수 있습니다. 이 센서에 사용되는 물리 법칙은 판재 복사, Stephan Boltzmann 및 Weins 변위입니다.

IR LED는 IR 방사선을 방출하는 송신기의 한 종류입니다. 이 LED는 표준 LED와 비슷해 보이며 이로 인해 생성되는 방사선은 사람의 눈에 보이지 않습니다. 적외선 수신기는 주로 적외선 송신기를 사용하여 방사선을 감지합니다. 이 적외선 수신기는 포토 다이오드 형태로 제공됩니다. IR 포토 다이오드는 단순히 IR 방사선을 감지하기 때문에 일반적인 포토 다이오드와는 다릅니다. 주로 전압, 파장, 패키지 등에 따라 다양한 종류의 적외선 수신기가 존재합니다.

IR 송신기와 수신기의 조합으로 사용되면 수신기의 파장이 송신기와 같아야합니다. 여기서 송신기는 IR LED이고 수신기는 IR 포토 다이오드입니다. 적외선 포토 다이오드는 적외선 LED를 통해 생성되는 적외선에 반응합니다. 포토 다이오드의 저항과 출력 전압의 변화는 얻은 적외선에 비례합니다. 이것이 IR 센서의 기본 작동 원리입니다.

적외선 송신기가 방출을 생성하면 물체에 도달하고 방출의 일부가 적외선 수신기를 향해 다시 반사됩니다. 센서 출력은 응답의 강도에 따라 IR 수신기에 의해 결정될 수 있습니다.

적외선 센서의 유형

적외선 센서는 능동형 IR 센서와 수동형 IR 센서의 두 가지 유형으로 분류됩니다.

액티브 IR 센서

이 활성 적외선 센서에는 송신기와 수신기가 모두 포함됩니다. 대부분의 응용 분야에서 발광 다이오드가 소스로 사용됩니다. LED는 비 이미징 적외선 센서로 사용되는 반면 레이저 다이오드는 이미징 적외선 센서로 사용됩니다.

이 센서는 방사선을 통해 수신 및 감지되는 에너지 방사선을 통해 작동합니다. 또한 필요한 정보를 가져 오기 위해 신호 프로세서를 사용하여 처리 할 수 있습니다. 이 능동형 적외선 센서의 가장 좋은 예는 반사율 및 브레이크 빔 센서입니다.

패시브 IR 센서

수동 적외선 센서에는 감지기 만 포함되지만 송신기는 포함되지 않습니다. 이러한 센서는 송신기 또는 IR 소스와 같은 물체를 사용합니다. 이 물체는 에너지를 방출하고 적외선 수신기를 통해 감지합니다. 그 후 신호 프로세서를 사용하여 신호를 이해하여 필요한 정보를 얻습니다.

이 센서의 가장 좋은 예는 초전 감지기, 볼로미터, 열전대 열전대 등입니다. 이러한 센서는 열 IR 센서와 양자 IR 센서의 두 가지 유형으로 분류됩니다. 열 IR 센서는 파장에 의존하지 않습니다. 이 센서가 사용하는 에너지 원은 가열됩니다. 열 감지기는 응답 및 감지 시간이 느립니다. 양자 IR 센서는 파장에 따라 달라지며 이러한 센서에는 높은 응답 및 감지 시간이 포함됩니다. 이러한 센서는 특정 측정을 위해 정기적 인 냉각이 필요합니다.

IR 센서 회로도

적외선 센서 회로는 기본적이고 널리 사용되는 센서 모듈 중 하나입니다. 전자 기기 . 이 센서는 장애물을 감지하는 데 사용할 수있는 인간의 시각 감각과 유사하며 실시간으로 일반적인 응용 프로그램 중 하나입니다. 이 회로는 다음 구성 요소로 구성됩니다.

LM358 IC 2 IR 송신기 및 수신기 쌍
킬로 옴 범위의 저항기.
가변 저항기.
LED (발광 다이오드).

적외선 센서 회로도

이 프로젝트에서 송신기 섹션에는 IR 센서가 포함되어 IR 수신기 모듈에서 수신 할 연속 IR 광선을 전송합니다. 수신기의 IR 출력 단자는 IR 광선 수신에 따라 다릅니다. 이 변동은 그 자체로 분석 할 수 없기 때문에이 출력은 비교기 회로에 공급 될 수 있습니다. 여기 연산 증폭기 LM 339의 (op-amp)는 비교기 회로로 사용됩니다.

IR 수신기가 신호를 수신하지 않으면 반전 입력의 전위가 비교기 IC (LM339)의 비 반전 입력보다 높아집니다. 따라서 비교기의 출력은 낮아 지지만 LED는 켜지지 않습니다. IR 수신기 모듈이 반전 입력에서 전위에 대한 신호를 수신하면 낮아집니다. 따라서 비교기 (LM 339)의 출력이 높아지고 LED가 빛나기 시작합니다.

저항 R1 (100), R2 (10k) 및 R3 (330)은 각각 포토 다이오드 및 일반 LED와 같은 IR LED 장치를 통해 최소 10mA 전류가 통과하도록하는 데 사용됩니다. 저항 VR2 (preset = 5k)는 출력 단자를 조정하는 데 사용됩니다. 저항 VR1 (preset = 10k)은 회로도의 감도를 설정하는 데 사용됩니다. IR 센서에 대해 자세히 알아보십시오.

트랜지스터를 이용한 IR 센서 회로

트랜지스터를 사용하는 IR 센서의 회로도, 즉 두 개의 트랜지스터를 사용하는 장애물 감지는 다음과 같습니다. 이 회로는 주로 IR LED를 이용한 장애물 감지에 사용됩니다. 따라서이 회로는 NPN 및 PNP와 같은 두 개의 트랜지스터로 구축 할 수 있습니다. NPN의 경우 BC547 트랜지스터를 사용하고 PNP의 경우 BC557 트랜지스터를 사용합니다. 이 트랜지스터의 핀아웃은 동일합니다.

트랜지스터를 이용한 적외선 센서 회로

위의 회로에서 하나의 적외선 LED는 항상 켜져있는 반면 다른 적외선 LED는이 IR LED가 감지기 역할을하기 때문에 PNP 트랜지스터의 기본 단자에 연결됩니다. 이 IR 센서 회로의 필수 구성 요소에는 저항기 100 옴 및 200 옴, BC547 및 BC557 트랜지스터, LED, IR LED-2가 포함됩니다. 의 단계별 절차 IR 센서 회로를 만드는 방법 다음 단계가 포함됩니다.

필요한 구성 요소를 사용하여 회로도에 따라 구성 요소를 연결하십시오.
BC547 트랜지스터의 기본 단자에 적외선 LED 1 개를 연결합니다.
적외선 LED를 동일한 트랜지스터의 기본 단자에 연결하십시오.
100Ω 저항을 적외선 LED의 잔류 핀쪽으로 연결합니다.
PNP 트랜지스터의베이스 단자를 NPN 트랜지스터의 콜렉터 단자쪽으로 연결합니다.
회로도의 연결에 따라 LED 및 220Ω 저항을 연결하십시오.
회로 연결이 완료되면 테스트를 위해 회로에 전원을 공급합니다.

회로 작동

적외선 LED가 감지되면 사물에서 반사 된 빛이 IR LED 감지기 전체에 공급되는 작은 전류를 활성화합니다. 그러면 NPN 트랜지스터와 PNP가 활성화되므로 LED가 켜집니다. 이 회로는 사람이 빛에 가까이 다가 가면 활성화되는 자동 램프와 같은 다양한 프로젝트를 만드는 데 적용됩니다.

IR 센서를 이용한 도난 경보 회로

이 IR 도난 경보 회로는 출입문, 문 등에 사용됩니다.이 회로는 누군가가 IR 광선을 통과 할 때마다 관련 사람에게 경고하는 부저음을 제공합니다. 적외선이 사람에게 보이지 않으면이 회로는 숨겨진 안전 장치로 작동합니다.

IR 센서를 이용한 도난 경보 회로

이 회로의 필수 구성 요소에는 주로 NE555IC, 저항 R1 및 R2 = 10k 및 560, D1 (IR 포토 다이오드), D2 (IR LED), C1 커패시터 (100nF), S1 (푸시 스위치), B1 (부저) 및 6v DC가 포함됩니다. 공급.
이 회로는 적외선 LED와 적외선 센서를 문 반대편에 배치하여 연결할 수 있습니다. 적외선이 센서에 제대로 떨어질 수 있도록합니다. 정상적인 조건에서 적외선은 항상 적외선 다이오드 위로 떨어지며 핀 -3의 출력 조건은 낮은 상태로 유지됩니다.

이 광선은 솔리드 오브젝트가 광선을 통과하면 중단됩니다. 적외선이 쪼개지면 회로가 활성화되고 출력이 ON 상태가됩니다. 출력 상태는 스위치를 닫아서 다시 조정될 때까지 유지됩니다. 즉, 광선의 인터럽트가 분리되면 알람이 ON 상태로 유지됩니다. 다른 사람이 알람을 비활성화하지 못하도록하려면 회로 또는 리셋 스위치가 적외선 센서에서 멀리 떨어져 있거나 보이지 않아야합니다. 이 회로에서 'B1'부저가 연결되어 내장 된 사운드로 사운드를 생성하고이 내장 된 사운드는 요구 사항에 따라 큰 사이렌이 아닌 다른 벨로 대체 할 수 있습니다.

장점

그만큼 IR 센서의 장점 다음을 포함

더 적은 전력을 사용합니다.
움직임의 감지는 거의 동일한 신뢰성으로 빛의 존재 또는 부재에서 가능합니다.
감지를 위해 물체와 접촉 할 필요가 없습니다.
광선 방향으로 인해 데이터 유출이 없습니다.
이 센서는 산화 및 부식의 영향을받지 않습니다.
노이즈 내성이 매우 강합니다.

단점

그만큼 IR 센서의 단점 다음을 포함

가시선이 필요합니다.
범위가 제한됨
안개, 비, 먼지 등에 의해 영향을받을 수 있습니다.
적은 데이터 전송률

IR 센서 애플리케이션

IR 센서는 용도에 따라 다른 유형으로 분류됩니다. 다른 일반적인 응용 프로그램 중 일부 센서 유형. 속도 센서는 여러 모터의 속도를 동기화하는 데 사용됩니다. 그만큼 온도 센서 산업용 온도 제어에 사용됩니다. PIR 센서 자동문 개방 시스템에 사용되며 초음파 센서 거리 측정에 사용됩니다.

IR 센서는 다양한 분야에서 사용됩니다. 센서 기반 프로젝트 또한 아래에서 논의되는 온도를 측정하는 다양한 전자 장치에서.

방사선 온도계

적외선 센서는 온도와 물체의 재질에 따라 온도를 측정하기 위해 방사선 온도계에 사용되며 이러한 온도계에는 다음과 같은 기능이 있습니다.

물체와 직접 접촉하지 않고 측정
더 빠른 응답
쉬운 패턴 측정

화염 모니터

이러한 유형의 장치는 화염에서 방출되는 빛을 감지하고 화염이 어떻게 타는 지 모니터링하는 데 사용됩니다. 화염에서 방출되는 빛은 UV에서 IR 영역 유형으로 확장됩니다. PBS, PbSe, 2 색 검출기, 초전 검출기는 화염 모니터에 사용되는 일반적으로 사용되는 검출기 중 일부입니다.

수분 분석기

수분 분석기는 IR 영역의 수분에 흡수되는 파장을 사용합니다. 물체에는 이러한 파장 (1.1 µm, 1.4 µm, 1.9 µm, 2.7µm)과 기준 파장을 갖는 빛이 조사됩니다.

물체에서 반사 된 빛은 수분 함량에 따라 달라지며 수분 (기준 파장에서 반사 된 빛에 대한 이러한 파장에서 반사 된 빛의 비율)을 측정하기 위해 분석기에 의해 감지됩니다. GaAs PIN 포토 다이오드에서 Pbs 광전도 검출기는 수분 분석기 회로에 사용됩니다.

가스 분석기

IR 센서는 IR 영역에서 가스의 흡수 특성을 사용하는 가스 분석기에 사용됩니다. 두 가지 유형의 방법을 사용하여 분산 및 비 분산과 같은 가스 밀도를 측정합니다.

분 산성 : 방출 된 빛은 분 광학적으로 분할되고 그 흡수 특성은 가스 성분과 샘플 양을 분석하는 데 사용됩니다.

비분 산성 : 가장 일반적으로 사용되는 방법이며 방출 된 빛을 분할하지 않고 흡수 특성을 사용합니다. 비 분산 유형은 원치 않는 자외선을 필터링하기 위해 눈 보호에 사용되는 선글라스와 유사한 개별 광학 대역 통과 필터를 사용합니다.

이러한 유형의 구성을 일반적으로 비 분산 적외선 (NDIR) 기술이라고합니다. 이 유형의 분석기는 탄산 음료에 사용되는 반면 비 분산 분석기는 대부분의 상용 IR 기기에서 자동차 배기 가스 연료 누출에 사용됩니다.

IR 이미징 장치

IR 이미지 장치는 주로 보이지 않는 특성으로 인해 IR 파장의 주요 응용 분야 중 하나입니다. 열 화상 카메라, 야간 투시 장치 등에 사용됩니다.

예를 들어, 물, 암석, 토양, 초목, 대기 및 인체 조직은 모두 적외선을 방출합니다. 열 적외선 감지기는 IR 범위에서 이러한 복사를 측정하고 이미지에서 물체 / 영역의 공간적 온도 분포를 매핑합니다. 열 화상 카메라는 일반적으로 Sb (안티 모 나이트 인듐), Gd Hg (수은 도핑 게르마늄), Hg Cd Te (수은-카드뮴-텔루 라이드) 센서로 구성됩니다.

전자 검출기는 액체 헬륨 또는 액체 질소를 사용하여 저온으로 냉각됩니다. 그런 다음 감지기 냉각은 감지기가 기록한 복사 에너지 (광자)가 스캐너 자체 및 IR 이미징 전자 장치 내의 물체 주변 온도가 아닌 지형에서 오는지 확인합니다.

적외선 센서의 주요 응용 분야는 주로 다음과 같습니다.

기상학
기후학
포토 바이오 변조
물 분석
가스 감지기
마취 검사
석유 탐사
철도의 안전성

따라서 이것은 모두 적외선 센서에 대해 작업 및 응용 프로그램이있는 회로. 이 센서는 많은 센서 기반 전자 프로젝트 . 이 IR 센서와 작동 원리에 대해 더 잘 이해 하셨을 것입니다. 또한이 기사 또는 프로젝트에 대한 의문 사항이 있으면 아래 댓글 섹션에 댓글을 달아 의견을 보내 주시기 바랍니다. 여기에 질문이 있습니다. 적외선 온도계가 완전한 어둠 속에서 작동 할 수 있습니까?

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