حسگر IR / سنسور مادون قرمز
Infrared Sensors/ IR Sensor
سنسور IR یا ابزاری الکترونیکی است که برای تشخیص و اندازه گیری تابش مادون قرمز استفاده می شود. این تابش نوعی انرژی الکترومغناطیسی است که توسط همه اجسام با دمای بالاتر از صفر مطلق ساطع می شود. انسان ها قادر به دیدن این تابش نیستند، اما سنسورهای مادون قرمز می توانند آن را تشخیص دهند.
چگونه سنسور مادون قرمز کار می کند؟
سنسور مادون قرمز با تبدیل تابش مادون قرمز به سیگنال الکتریکی کار می کند. این سیگنال سپس می تواند توسط یک میکروکنترلر یا سایر مدارهای الکترونیکی پردازش شود.
انواع سنسور IR
سنسورهای مادون قرمز در انواع مختلفی وجود دارند که هر کدام برای کاربرد خاصی طراحی شده اند. برخی از انواع رایج عبارتند از:
* سنسورهای فتودیود: این سنسورها به نور مادون قرمز حساس هستند و با افزایش شدت نور، جریان الکتریکی تولید می کنند.
* سنسورهای فتوترانزیستور: این سنسورها نیز به نور مادون قرمز حساس هستند، اما نسبت به فتودیودها حساسیت بیشتری دارند.
* سنسورهای ترموپیل: این سنسورها با اندازه گیری تغییرات دما ناشی از تابش مادون قرمز کار می کنند.
* سنسورهای پیرو الکتریک: این سنسورها به تغییرات سریع در تابش مادون قرمز حساس هستند و معمولاً در سنسورهای حرکت استفاده می شوند.
کاربردهای سنسور IR
سنسورهای مادون قرمز در طیف گسترده ای از کاربردها استفاده می شوند، از جمله:
* سیستم های امنیتی: برای تشخیص حرکت، کنترل دسترسی و نظارت بر محیط.
* اتوماسیون ساختمان: برای کنترل روشنایی، سیستم های گرمایشی و سرمایشی و سایر تجهیزات.
* صنعت: برای کنترل کیفیت، اندازه گیری دما، تشخیص سطح مایعات و …
* خودرو: برای سیستم های ترمز ضد قفل، کروز کنترل و سنسور پارک.
* پزشکی: برای ترموگرافی (تصویربرداری حرارتی) و اندازه گیری دمای بدن.
* دوربین های حرارتی: برای مشاهده اجسام در تاریکی و تشخیص تغییرات دما.
* کنترل از راه دور: برای کنترل دستگاه های الکترونیکی مانند تلویزیون، سیستم صوتی و …
مزایای سنسور IR
* عدم نیاز به نور مرئی: سنسورهای مادون قرمز می توانند در تاریکی کامل کار کنند.
* عدم تأثیر پذیری از گرد و غبار: گرد و غبار تأثیر کمی بر عملکرد این سنسورها دارد.
* پاسخ دهی سریع: این سنسورها به سرعت به تغییرات در تابش مادون قرمز پاسخ می دهند.
* اندازه کوچک و مصرف انرژی کم: این سنسورها در اندازه های کوچک و با مصرف انرژی کم در دسترس هستند.
محدودیت های سنسور IR
* تداخل با منابع حرارتی: منابع حرارتی مانند خورشید، لامپ های رشته ای و اجسام داغ می توانند بر عملکرد سنسور تأثیر بگذارند.
* حساسیت به رطوبت: برخی از سنسورهای مادون قرمز به رطوبت حساس هستند.
* زاویه دید محدود: زاویه دید سنسورهای مادون قرمز محدود است و ممکن است تمام محیط را پوشش ندهد.
تفاوت سنسور IR و سنسور PIR
در سنسورهای IR و PIR، فعال و غیرفعال بودن به نحوه عملکرد سنسور در ارسال و دریافت امواج مادون قرمز مربوط می‌شود:
سنسور IR فعال:
* این نوع سنسورها، خودشان یک منبع تابش مادون قرمز دارند.
* آن‌ها یک پرتو مادون قرمز را ارسال می‌کنند و سپس منتظر بازگشت (بازتاب) آن پرتو از جسم مورد نظر می‌مانند.
* با تحلیل بازتاب، سنسور می‌تواند وجود یا فاصله جسم را تشخیص دهد.
* به عبارت دیگر، سنسور به طور فعال در تولید و ارسال امواج مادون قرمز نقش دارد.
سنسور IR غیرفعال (PIR)
* این نوع سنسورها، منبع تابش مادون قرمز ندارند.
* آن‌ها فقط تابش مادون قرمز ساطع شده از اجسام موجود در محیط را دریافت می‌کنند.
* سنسورهای PIR به طور خاص به تغییرات در تابش مادون قرمز ناشی از حرکت انسان یا حیوانات حساس هستند.
* به عبارت دیگر، سنسور به طور غیرفعال امواج مادون قرمز را دریافت و تحلیل می‌کند.
به طور خلاصه:
* سنسور فعال: ارسال کننده و گیرنده امواج مادون قرمز است.
* سنسور غیرفعال: فقط گیرنده امواج مادون قرمز است.
این تفاوت در نحوه عملکرد، کاربردهای متفاوتی را برای این دو نوع سنسور ایجاد می‌کند.
