Sensor infravermelho – Funcionamento, Características e Aplicações

Sensores são elementos importantes pois em sua grande parte servem como olhos para que determinada tarefa seja cumprida em alguma aplicação, seja ela segurança, comparação, movimento, enfim um mundo amplo da automação.

Um dos sensores mais famosos e utilizados no mundo da automação são os sensores infravermelhos, esses possuem em seu catalogo uma infinidade de aplicação, que vai desde os leitores de código de barras até as chaves ópticas, encoder e detector.

Nesse artigo então vamos abordar o sensor infravermelho e explicar suas principais tecnologias e características para sua fabricação e aplicação.

aplicação do sensor infravermelho

Característica do sensor infravermelho

Os sensores infravermelhos possuem em suas propriedades duas maneiras de serem aplicados nos circuitos: Detecção por Reflexão ou Detecção por Interrupção. O primeiro modo um emissor de radiação infravermelha emite o sinal e um objeto refletor rebate para um receptor, sendo assim quanto mais próximo o objeto refletor maior a intensidade do sinal. Já no modo Detecção por Interrupção o emissor de sinal infravermelho e o receptor são instalado na mesma direção com sentidos opostos, com isso os atuadores somente entram em ação quando o sinal infravermelho for interrompido por algum objeto, nessa aplicação é sempre valido proteger ao máximo o receptor para que nenhuma interferência indesejada ocorra.

sensores infravermelho e suas características

As radiações devem sempre ser adequadas ao tipo de situação que se deseja atingir, para isso deve ser feito em primeiro momento qual melhor característica de sensor infravermelho utilizar, os térmicos ou os quânticos que operam de forma bem diferente, onde a corrente depende da temperatura nos sensores infravermelhos térmicos e nos sensores quânticos a tensão gerada vai depender da temperatura.

Além de sabermos essas características dos sensores temos que nos lembrar do espectro do feixe de sinal irradiado a ser detectado, bem como velocidade de atuação principalmente nas aplicações onde o sinal transporta dados, nesse caso vamos ter os seguintes sensores infravermelho:

  • Foto diodos de PIN de inGaAs: Diodos infravermelhos com baixa capacitância, alta velocidade resposta e baixo nível de ruído, esse modelo é subdividido em:
    • Detectores NIR: alta performance e baixo ruído;
    • Fotodiodo melhorado de inGaAs: para ondas mais longas;
    • Fotodiodo melhorado de inGaAs: para ondas curtas;
    • Fotodiodo PIN de inGaAs: possui pré-amplificador;
    • Sensores infravermelhos de imagem: utilizado em espectroscopia ótica;
    • Cabeça sensora inGaAs multicanal: sensores com baixo ruído e sinal de alta qualidade com controlador de temperatura.
  • Células PbS e PbSe: Velocidade de resposta alta e operam em temperatura ambiente, geralmente utilizadas para detectar variação de temperatura;
  • Detectores foto – voltaicos de IInAs e In Sb: Possuem ondas próximas as do PbS e PbSe com mesma velocidade e característica de ruído, porem utilizam a radiação gerada por uma tenção em sua junção P-N, são aplicados em analisadores de gases por exemplo;
  • Detectores MCT: Detectores foto condutivos que usam a variação de condutividade dos materiais para incidir a radiação, com isso operam com diversas características de frequência e velocidade, aplicados geralmente em imagem térmica;
  • Detectores de duas cores: Sensor com duplo chip sendo um foto diodo que transmite irradiação infravermelha e um detector de infravermelho, dessa forma é possível captar ondas de diversas frequências, utilizados em medidores de espessura de filme;
  • Detectores piroelétricos: Sensores fabricados com LiTaO3 e com opção de ajustes do gap de operação das ondas de frequência esse sensor é largamente utilizado em detectores de incêndio.

Sensores infravermelhos ativos e passivos

Basicamente um sensor infravermelho ativo será aquele com a propriedade de emissão de radiação infravermelha e também terá a função de receptor dessa luz. Porém, sensores infravermelhos passivos não emite luz infravermelha, possuindo assim como característica única a recepção de sinal.

Um exemplo prático dessas características são os sensores de presença utilizados em residências para acenderem luz, esses sensores são passivos, onde eles identificam a presença de uma pessoa por consequência do calor emitido do corpo.

Um sensor infravermelho utilizado em conjunto com um Arduino na função IRremote que já possui uma biblioteca pronta pode ser utilizado em diversas aplicações, pois nessa biblioteca cada pulso gerado pelo sensor fornece para o programa uma serie de dados que podem ser utilizados para atuar em qualquer mecanismo ou sistema desejado na indústria ou Domótica.

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