Diode LED IR
(615)Diodele LED IR (cu infraroșu) sunt o soluție populară în cel puțin două domenii: iluminatul pentru sistemele de supraveghere și comunicarea fără fir. Sunt disponibile în formate similare cu cele ale elementelor emițătoare de lumină vizibilă și au caracteristici electrice similare. Printre avantajele lor incontestabile se numără costul foarte scăzut și ușurința de implementare.
Lumina infraroșie ca metodă de iluminare
Lumina infraroșie, prescurtată și IR (din engleză infrared), este o radiație electromagnetică cu o lungime de undă cuprinsă între aproximativ 1 mm și 700 nm. Deoarece aceste frecvențe sunt invizibile pentru ochiul uman și, în același timp, sigure pentru sănătate, ele sunt utilizate în sistemele de control și de comunicații fără fir, în senzori și în multe alte aplicații. Sunt, de asemenea, utilizate în multe metode de cercetare științifică.
De exemplu, radiațiile cu o lungime de undă cuprinsă între 840 nm și 960 nm sunt utilizate ca iluminare înregistrată de camerele adaptate în acest scop. Aceste dispozitive permit observarea în întuneric (aparent), de ex. în sistemele de monitorizare (CCTV) sau cu ajutorul așa-numitelor fotocuploare (nu necesită întreținere, sunt declanșate de senzori de mișcare a camerei). „Invizibilitatea” undelor infraroșii face ca acestea să fie folosite în numeroase sisteme de alarmă. În sectorul automotive, sursele infraroșii miniaturale sunt utilizate ca iluminare non-invazivă a cabinei pentru tehnologia ICMS (in-cabin monitoring system). Cu ajutorul acestora, computerul de bord analizează comportamentul la volan chiar și pe timp de noapte: în caz de pericol (de exemplu, dacă șoferul își pierde cunoștința), ICMS va declanșa automat o alarmă și va frâna treptat vehiculul. În acest domeniu, LED-urile IR sunt, de asemenea, utilizate pentru a ilumina împrejurimile pentru senzorii care monitorizează traficul din jurul mașinii. O aplicație conexă este reprezentată de interfețele care recunosc gesturile utilizatorului – și acestea se bazează pe înregistrarea imaginilor în spectrul infraroșu.
Fig. 1. Lumină vizibilă, înregistrată de CCD și emisă de LED-uri IRValori incluse.
Graficul (Fig . 1) prezintă o comparație între valorile medii și cele incluse pentru spectre: sensibilitatea ochiului uman (linia roșie); sensibilitatea unei CCD tipice utilizate, printre altele, în camerele de supraveghere (linia albastră); emisia de lumină infraroșie de către LED-urile IR din eșantion – linia galbenă (modele de 840-870 nm), linia violetă (modele de 920-960 nm).
Lumină infraroșie pentru comunicații fără fir
Diodele emițătoare de infraroșu sunt, de asemenea, utilizate în transmisia de date fără fir. Telecomenzile televizoarelor sunt un exemplu emblematic al unei astfel de aplicații. Cu toate acestea, multe dintre produsele oferite în catalogul TME au niveluri de putere mult mai mari decât cele solicitate de un controler RTV tipic.
Transmiterea de date prin intermediul semnalelor de radiații infraroșii este utilizată, de exemplu, în uzinele de producție, unde se utilizează pentru comunicații de tip M2M (machine-to-machine). Un alt domeniu în care LED-urile IR de mare putere acționează ca un emițător este cel al panourilor pentru transmisia audio fără fir (în format digital). Acestea sunt adesea instalate în săli de spectacole, cinematografe și teatre, unde transmit traduceri către receptoare de buzunar, de exemplu, în timpul conferințelor internaționale, festivalurilor de film, teatru și operă etc. Deși această metodă de transmisie a pierdut din popularitate în ultimul deceniu, marele său avantaj este ușurința de implementare (instalații temporare), precum și rezistența sa la interferențele electromagnetice cauzate de telefoane și echipamente de scenă.
Majoritatea platformelor de microcontrolere (AVR, PIC, Arduino etc.) și a sistemelor cu o singură placă au biblioteci gratuite care permit transmiterea de comenzi folosind protocoale standard de transmisie IR (SIRC, RC5, RC5 etc.). Din punct de vedere hardware, conectarea LED-urilor IR la un circuit controlat, de exemplu, de un microcontroler, nu reprezintă nici cea mai mică problemă, deoarece chiar și un simplu tranzistor poate acționa ca un driver. Deși, desigur, acesta este un exemplu simplificat – în majoritatea cazurilor, cea mai bună soluție va fi un circuit dedicat care să permită controlul emisiilor de înaltă frecvență.
Trebuie avut în vedere faptul că, în locațiile însorite, comunicarea prin infraroșu este adesea imposibilă (sau foarte limitată).
Parametrii esențiali ai LED-urilor IR
În specificațiile produselor din această categorie putem găsi o serie de valori tipice pentru LED-uri – putere, curent maxim, tensiune de funcționare, metoda de montare. Componentele cu infraroșu (în special atunci când sunt utilizate ca formă de iluminare) sunt adesea plasate în matrițe – astfel încât varianta lor populară este carcasa SMD.
În funcție de aplicație, nevoia de spațiu iluminat în infraroșu variază. Pentru semnalele de control sau pentru observarea șoferului de către ICMS, este necesar un unghi de emisie destul de îngust, în timp ce iluminarea pentru supraveghere trebuie să acopere întreaga zonă observată de cameră. Prin urmare, diodele sunt caracterizate de unghiuri de iluminare de la 3° la 160° - această valoare este de obicei enumerată printre parametrii de bază ai unui element dat.
Lungimea de undă a radiației emise poate fi extrem de importantă. În cazul iluminatului, acesta trebuie să fie compatibil cu caracteristicile senzorului utilizat, în timp ce în cazul aplicațiilor de comunicare trebuie să se țină seama de compatibilitatea dintre elementul emițător și cel receptor. Receptoarele IR se caracterizează prin selectivitatea lor – ceea ce le face imune la interferențe (de exemplu, sursele de lumină vizibilă) – LED-ul IR trebuie, prin urmare, să fie selectat astfel încât radiația sa să fie înregistrată de elementul optoelectric. În cele din urmă, puterea optică a LED-ului va fi crucială pentru multe aplicații. Atât raza de transmisie, cât și intensitatea iluminării depind de aceasta. Oferta TME include LED-uri IR de la 0,2 MW (utilizate în senzorii de economisire a energiei), până la produse a căror putere depășește 1W (elemente tipice pentru monitorizarea pe timp de noapte).
Depozit:
