Kızılötesi, daha uzun dalga boyuna sahip görünür ışık ile daha kısa dalga boyuna sahip mikrodalga arasında yer alan elektromanyetik spektrumun bir parçasıdır. Kızılötesi radyasyonun (IR) dalga boyu aralığı 760 nm ile 1 mm arasındadır ve insan gözüyle görülemez ancak ısısı tespit edilebilir. Kızılötesi bant, 760 nm ila 1400 nm arasındaki yakın kızılötesi (NIR) aralığı da dahil olmak üzere birçok parçaya bölünmüştür (Şekil 1).
Kızılötesi bölgeyi vurgulayan elektromanyetik spektrum görüntüsü
Şekil 1: Kızılötesi bölgedeki elektromanyetik spektrumu vurgulayın. Yakın kızılötesi spektroskopinin dalga boyu 760 nm ile 1400 nm arasındadır ve çeşitli uygulamalara uygundur. (Resim kaynağı: Broadcom)
NIR uygulamaları nasıl çalışır?
NIR özellikle kullanışlıdır çünkü kablosuz iletişimi kolaylaştırır. Çoğu uygulamada, NIR kullanan temassız algılama, bir IR vericisinin bir alıcıyla eşleştirilmesini içerir.
Örneğin TV uzaktan kumandası NIR radyasyon teknolojisini kullanır. Uzaktan kumandadaki düğmeye basıldığında dahili devre, düğme eylemini ikili koda dönüştürecek ve IR vericisine iletecektir. Daha sonra verici, NIR ışık darbeleri biçiminde kodlanmış bilgiler yayar. Diğer tarafta, televizyondaki eşleştirilmiş sensörler darbeleri alır ve belirli komutları yürütmek için bunları tekrar ikili koda dönüştürür.
Verici ve alıcı kombinasyonlarının kullanımı çeşitli uygulamalara göre değişir. Uzaktan kumandaya benzer şekilde alıcı, verici tarafından yayılan sinyalin kodunu çözer. Diğer durumlarda, radyasyon engellendiğinde bir tetikleyici tetiklenir. Bu kesintiye dayalı mod, insanları veya nesneleri tespit etmek için kullanılabilir.
Harici sinyal girişimini önlemek için, alıcı yalnızca belirli dalga boylarını tespit edecek şekilde tasarlanmıştır; bu, verici tarafından yayılan ışığın eşleşen kesin bir dalga boyuna ve yeterli yoğunluğa sahip olmasını gerektirir. Örneğin Broadcom'un HSM8-C120 IR ChipLED yayıcısı (Şekil 2), tüketici elektroniği, akıllı sayaçlar ve daha fazlasını içeren çeşitli uygulamalar için kullanılabilen bir IR LED'dir.
Broadcom'un HSM8-C120 ChipLED IR LED yayıcısı
Şekil 2: Broadcom'un HSM8-C120 ChipLED IR LED yayıcısı, 850 nm'lik bir tepe dalga boyuna sahiptir ve boyutu kompakt olduğundan, yüksek yoğunluklu PCB devreleri için idealdir. (Resim kaynağı: DigiKey)
HSM8-C120, yalnızca 1,6 mm x 0,93 mm kompakt paket boyutuna sahip, sınırlı alana sahip çeşitli uygulamalar için uygun, yandan ışık yayan yüzeye monte IR ChipLED'dir.
Bu LED'in tepe dalga boyu 850 nm'dir ve 150 ° görüş açısına sahiptir, endüstri standardı otomatik yüzeye montaj makineleri ve kızılötesi yeniden akışlı lehimlemeyle uyumludur.
NIR LED'in uygulanması
Fotoelektrik duman dedektörü - IR LED, dumanı algılamak için yayıcıyı ve fotoelektrik dedektörü aynı dedektöre entegre ederek nesneye izinsiz giriş temel prensibini kullanır. Normal çalışma koşullarında LED'ler kızılötesi radyasyon yayarak dedektörün akım üretmesine neden olur. Ancak dumanın varlığı kızılötesi emisyon yolunu bozar ve saçılmaya neden olur. Bu nedenle fotodetektör tarafından kaydedilen net akım azalacak ve bir alarm tetiklenecektir. IR LED, dumanın içine nüfuz edebilir ve daha küçük ve daha yoğun parçacıkları algılayabilir; bu da onu bu uygulama için özellikle uygun kılar.
Fotoelektrik duman dedektörleri bu kategorideki tek dedektör türü değildir; hava iyonizasyon seviyelerini ölçen diğer dedektörler gibi. Ancak bunların hepsi yanlış pozitifler (yanlış pozitifler) üretebilen iyi bilinen dedektörlerdir. Yemek pişirme dumanından kaynaklanan sorun özellikle ciddidir, bu nedenle konutlardaki duman alarmlarının "hamburger testini" geçmesi gerekir; bu, yemek pişirme dumanının alarmı tetiklemeyeceği anlamına gelir. IR LED mutfak dumanı parçacıklarından etkilenmez, dolayısıyla yanlış alarm oranı nispeten düşüktür. IR LED, tehlikeli durumlar hakkında daha gerçek zamanlı bilgi elde etmek için ısı, gaz ve hava akışı dedektörleri gibi diğer sistemlerle de entegre edilebilir.
Ev aletleri - Uzaktan kumanda için kullanılmasının yanı sıra, çamaşır makinelerindeki kızılötesi sensörler su seviyesini de algılayabilir; robot temizleyiciler ise haritalama yolundaki engelleri önlemek için kızılötesi sensörleri kullanır. Mikrodalga fırınlarda da kapının açık olup olmadığını algılayıp ilgili alarmı verebilen benzer sensörler bulunmaktadır. Otomatik musluklar, sabunluklar ve kurutucuların tümü IR LED engel ve yakın mesafe algılama işlevlerini kullanabilir.
Güvenlik Işık Perdesi - Üretim atölyelerinde, depolarda, şantiyelerde veya diğer endüstriyel ortamlarda büyük veya tehlikeli endüstriyel ekipmanlar kullanıldığında, çalışanların güvenliği her zaman en önemli önceliktir. Fiziksel bariyerler hacimlidir ve kurulumu çok fazla çaba gerektirirken, IR LED'ler fiziksel bariyerlerden daha hafif ve daha taşınabilir olduğundan onları etkili bir alternatif haline getirir. IR LED'ler, gerektiğinde farklı alanları kapsayacak şekilde farklı şekil ve boyutlarda da ayarlanabilir.