El infrarrojo es una parte del espectro electromagnético, ubicado entre la luz visible de longitud de onda más larga y las microondas de longitud de onda más corta. El rango de longitud de onda de la radiación infrarroja (IR) está entre 760 nm y 1 mm, que el ojo humano no puede ver, pero sí puede detectar su calor. La banda infrarroja se divide en varias partes, incluido el rango del infrarrojo cercano (NIR) de 760 nm a 1400 nm (Figura 1).
Imagen del espectro electromagnético, resaltando la región infrarroja.
Figura 1: Resalte el espectro electromagnético en la región infrarroja. La longitud de onda de la espectroscopia del infrarrojo cercano está entre 760 nm y 1400 nm, adecuada para diversas aplicaciones. (Fuente de la imagen: Broadcom)
Cómo funcionan las aplicaciones NIR
NIR es particularmente útil porque facilita la comunicación inalámbrica. En la mayoría de las aplicaciones, la detección sin contacto mediante NIR implica emparejar un transmisor de infrarrojos con un receptor.
Por ejemplo, el mando a distancia del televisor utiliza tecnología de radiación NIR. Cuando se presiona el botón del control remoto, el circuito interno convertirá la acción del botón en código binario y lo reenviará al transmisor de infrarrojos. Luego, el transmisor emite información codificada en forma de pulsos de luz NIR. En el otro extremo, los sensores emparejados del televisor reciben pulsos y los convierten nuevamente en código binario para ejecutar comandos específicos.
El uso de combinaciones de transmisor y receptor varía en diversas aplicaciones. Similar a un control remoto, el receptor decodifica la señal emitida por el transmisor. En otros casos, se activa un desencadenante cuando se obstruye la radiación. Este modo basado en interrupciones se puede utilizar para detectar personas u objetos.
Para evitar interferencias de señales externas, el receptor está diseñado para detectar solo longitudes de onda específicas, lo que requiere que la luz emitida por el transmisor tenga una longitud de onda precisa coincidente y una intensidad suficiente. Por ejemplo, el emisor IR ChipLED HSM8-C120 de Broadcom (Figura 2) es un LED IR que se puede utilizar para diversas aplicaciones, incluidas electrónica de consumo, medidores inteligentes y más.
Emisor LED IR ChipLED HSM8-C120 de Broadcom
Figura 2: El emisor LED IR ChipLED HSM8-C120 de Broadcom tiene una longitud de onda máxima de 850 nm y es de tamaño compacto, lo que lo hace ideal para circuitos de PCB de alta densidad. (Fuente de la imagen: DigiKey)
HSM8-C120 es un ChipLED IR de montaje en superficie de emisión lateral con un tamaño de paquete compacto de solo 1,6 mm x 0,93 mm, adecuado para diversas aplicaciones con espacio limitado.
La longitud de onda máxima de este LED es de 850 nm, con un ángulo de visión de 150°, compatible con máquinas automáticas de montaje en superficie estándar de la industria y soldadura por reflujo infrarrojo.
Aplicación de LED NIR
Detector de humo fotoeléctrico - IR LED utiliza el principio básico de intrusión de objetos para detectar humo, integrando el emisor y el detector fotoeléctrico en un mismo detector. En condiciones normales de trabajo, los LED emiten radiación infrarroja, lo que hace que el detector genere corriente. Sin embargo, la presencia de humo altera la trayectoria de emisión de infrarrojos y provoca dispersión. Por lo tanto, la corriente neta registrada por el fotodetector disminuirá y activará una alarma. El LED IR puede penetrar el humo y detectar partículas más pequeñas y densas, lo que lo hace especialmente adecuado para esta aplicación.
Los detectores de humo fotoeléctricos no son el único tipo de detector de esta categoría, también existen otros detectores como los que miden los niveles de ionización del aire. Sin embargo, todos estos son detectores bien conocidos que pueden producir falsos positivos (falsos positivos). El problema causado por el humo de la cocina es particularmente grave, por lo que las alarmas de humo en edificios residenciales deben pasar la "prueba de hamburguesa", lo que significa que el humo de la cocina no activará la alarma. El LED IR no se ve afectado por las partículas de humo de la cocina, por lo que la tasa de falsas alarmas es relativamente baja. El LED IR también se puede integrar con otros sistemas, como detectores de calor, gas y flujo de aire, para obtener más información en tiempo real sobre situaciones peligrosas.
Electrodomésticos: además de utilizarse para el control remoto, los sensores infrarrojos de las lavadoras también pueden detectar el nivel del agua, mientras que los robots de limpieza utilizan sensores infrarrojos para evitar obstáculos en el camino del mapeo. También hay sensores similares en los hornos microondas que pueden detectar si la puerta está abierta y emitir las alarmas correspondientes. Los grifos automáticos, los dispensadores de jabón y las secadoras pueden utilizar funciones de detección de obstáculos y de corta distancia con LED IR.
Cortina de luz de seguridad: cuando se utilizan equipos industriales grandes o peligrosos en talleres de producción, almacenes, sitios de construcción u otros entornos industriales, la seguridad de los trabajadores es siempre una prioridad absoluta. Las barreras físicas son voluminosas y requieren mucho esfuerzo para instalarlas, mientras que los LED IR son más ligeros y portátiles que las barreras físicas, lo que las convierte en una alternativa eficaz. Los LED IR también se pueden configurar en diferentes formas y tamaños para cubrir diferentes áreas según sea necesario.