Инфракрасные светодиоды невидимы для глаза, но широко используются в быту и промышленности. Узнайте об их устройстве, применении и особенностях выбора в этой статье.
Что такое ИК светодиод и как он устроен
ИК светодиод - это полупроводниковый светоизлучающий диод, генерирующий инфракрасное излучение в диапазоне длин волн от 700 до 1000 нм.
В отличие от обычных светодиодов, излучающих видимый свет, ИК светодиоды испускают инфракрасные лучи, невидимые человеческому глазу. При этом принцип работы ИК светодиодов такой же, как и у видимых LED.
Конструктивно ИК светодиод состоит из полупроводникового кристалла на основе арсенида галлия, заключенного в пластмассовый корпус с выводами. Корпус содержит рассеиватель, пропускающий ИК излучение, но непрозрачный для видимого света.
При протекании тока через p-n переход кристалла, электроны переходят на более высокий энергетический уровень, а затем возвращаются обратно, излучая фотоны с длиной волны в инфракрасном диапазоне.
Основные технические характеристики ИК светодиодов:
- Длина волны излучения, нм
- Угол излучения, градусы
- Мощность излучения, мВт
- Прямое падение напряжения, В
- Рабочий ток, мА
Подбирая ИК светодиод для конкретного применения, нужно ориентироваться на эти параметры.
Где применяются ИК светодиоды
Благодаря своим свойствам, ИК светодиоды нашли широкое применение в различных областях.
Самое распространенное применение инфракрасных LED – излучатель в пультах управления бытовой техникой (телевизорами, кондиционерами и т.п.).
ИК светодиоды также часто используются:
- В охранных системах
- Для подсчета продукции на конвейере
- В военной технике
- В медицинском оборудовании
Кроме того, инфракрасные светодиоды применяются в оптических приборах, записывающих устройствах, датчиках приближения и другой технике.
Таким образом, невидимые для глаза ИК светодиоды играют важную роль во многих сферах.
Как выбрать нужный ИК светодиод
Чтобы выбрать оптимальный ИК светодиод для конкретного применения, нужно учитывать несколько факторов:
- Длина волны излучения должна соответствовать чувствительности ИК приемника.
- Угол излучения влияет на точность наведения луча.
- Мощность излучения определяет дальность действия.
- Напряжение и ток должны быть совместимы со схемой.
Например, для увеличения дальности действия пульта ДУ лучше выбрать мощный ИК светодиод с соответствующей длиной волны и широким углом излучения.
Для точного наведения луча в охранных датчиках подойдет ИК диод с узким углом излучения. А в счетчиках продукции главное - совместимость по длине волны с фотоприемником.
Также важно учитывать условия эксплуатации и назначение устройства, в которое устанавливается ИК светодиод.
Как проверить ИК светодиод на исправность
Поскольку излучение ИК светодиодов невидимо для глаза, для проверки их работоспособности применяют следующие способы:
- Прозвонка мультиметром как обычного диода
- Проверка тестером электронных компонентов
- Помещение ИК светодиода перед ИК фотодиодом
Также можно определить полярность ИК светодиода визуально по размеру выводов или подать на него напряжение через ограничивающий резистор.
В любом случае, при проверке ИК диодов нужно соблюдать меры предосторожности, чтобы не вывести их из строя превышением рабочего тока или напряжения.
Таким образом, несмотря на невидимость, определить исправность инфракрасного светодиода можно с помощью простых и доступных средств.
Питание ИК светодиодов
Для питания ИК светодиодов используются стабилизированные источники постоянного напряжения. Обычно это батарейки или аккумуляторы с напряжением 1,5-3 В.
В схему обязательно включают ограничительный резистор, рассчитанный так, чтобы ток через светодиод не превышал допустимого значения. Рекомендуемые номиналы резисторов для ИК светодиодов:
- При напряжении 1,5 В - 150-220 Ом
- При напряжении 3 В - 330-470 Ом
- При напряжении 5 В - 1 кОм
Для повышения яркости излучения используют импульсные источники питания, увеличивающие средний ток через ИК светодиод.
ИК светодиоды для видеонаблюдения
В системах видеонаблюдения широко используются инфракрасные светодиоды.
Они служат для подсветки объектов в условиях недостаточной освещенности. ИК подсветка незаметна для людей, но хорошо "видна" для черно-белых камер видеонаблюдения.
Для видеонаблюдения чаще всего используют мощные ИК светодиоды с углом излучения 45-90° и длиной волны 850 нм.
ИК прожекторы для видеонаблюдения могут иметь десятки встроенных светодиодов и обеспечивать подсветку на расстоянии до 30 метров.
Где и как купить ИК светодиоды
ИК светодиоды можно купить в магазинах электронных компонентов, через интернет-магазины или у производителей.
При покупке следует обращать внимание на такие параметры:
- Мощность излучения
- Длина волны
- Угол излучения
- Напряжение и ток
- Тип корпуса
Для любительских проектов лучше брать небольшие партии ИК светодиодов у проверенных поставщиков. А крупные оптовые закупки выгоднее делать напрямую у производителей.
Советы по использованию ИК светодиодов
Чтобы обеспечить долгую работу ИК светодиодов и избежать выхода из строя, рекомендуется придерживаться следующих советов:
- Не превышать максимально допустимый ток
- Использовать стабилизированный источник питания
- Устанавливать светодиоды на теплоотводы
- Применять защиту от статического электричества
- Избегать механических нагрузок на корпус
Соблюдая эти простые рекомендации, можно значительно продлить срок службы инфракрасных светодиодов в любых применениях.
