أسباب تسرب المياه من الثلاجة

يستخدم IR LED في مختلف الأجهزة الإلكترونية المستخدمة يوميًا مثل جهاز التحكم عن بعد في التلفزيون (Remote Control)، وكاميرات الأشعة تحت الحمراء ، وأنظمة الإرسال، كما يمكننا عمل العديد من المشاريع وأجهزة الاستشعار باستخدام IR LED مثل كاشف العوائق ، عداد الزوار .

ما هو IR LED

ما هو IR LED ؟

هو ثنائي الانبعاث الضوئي للأشعة تحت الحمراء Infrared LED Diode التي تعمل بالانحياز العكسي والضوء المنبعث منه لا تحس به عين الإنسان بالطول الموجي من (1000nm - 82Onm) لأنه يتجاوز طيفنا الكهرومغناطيسي المرئي، ويتركب هذا الثنائي من مادة كاليوم ارسنك (Gallium Arsenic) ويختصر اسم الثنائي إلى IR LED.

رمز IR LED

رمز IR LED

يوضح الشكل السابق رمز IR LED فنجد أنه له طرفين موجب انود وسالب كاثود وهو بذلك عنصر مستقطب ويخرج منه سهمين يشيران إلى انبعاث الضوء.

حساب قيمة المقاومة RS

حساب قيمة المقاومة RS

يعمل الثنائي IR LED بشكل عام بالفولتيةV 1.25 وتيار مقداره 2OmA وفي حالة استخدام فولتية مصدر أكثر من V 1.25 يتم وضع مقاومة بالتوالي مع الثنائي كي يبقى التيار ثابتا ويساوي 2OmA ولحساب قيمة المقاومة RS نتبع ما يلي:

وبما إن قيمة المقاومة غير قياسية لذلك يمكن اختيار إحدى القيم القريبة منها على ان تكون اكبر منها مثل المقاومة 270Ω ويمكن زيادة تأثير الضوء بتوصيل عدد من هذه الثنائيات بالتوالي و يستخدم IR LED في أنظمة الإرسال في التحكم عن بعد (Remote Control) وتبدد هذه الثنائيات قدرة صغيرة جدا وتبعث ضوء متردد صغير جدا ولا تتأثر هذه الثنائيات بالضوضاء (Noise) وتعمل بصورة عالية الاستقرار.

دائرة إرسال واستلام باستخدام IR

دائرة إرسال واستلام باستخدام IR

يوضح الشكل السابق دائرة إرسال TX ودائرة استلام RX تستخدم دائرة الإرسال الثنائي IR LED بينما تستخدم دائرة الاستلام الثنائي الضوئي الذي يعمل بالكشف عن الأشعة تحت الحمراء IR فيولد تيار صغير يتناسب مع الضوء المكشوف وخلال المقاومة R3 يصبح الجامع للترانزستور Q1 موجب بالنسبة الى القاعدة انحياز أمامي وخلال المقاومة R2 تصبح القاعدة موجبة بالنسبة الى الباعث انحيازا عكسيا وبسقوط ضوء الأشعة الصادر من ثنائي المرسل على ثنائي المستلم يزداد الانحياز الأمامي للترانزستور.

مسار الأشعة من الثنائي IR LED

مسار الأشعة من الثنائي IR LED

وكما في المتحسسات المتجاورة ، يوضع الثنائي IR LED الذي يمثل المرسل والمستلم IR بموقعين مختلفين من اللوحة المطبوعة PCB بطريقة بحيث تكون كعازل ضوئي بين المستلم وانبعاث IR LED.
والشكل السابق يوضح مسار الأشعة من الثنائي IR LED الى الهدف وأخيرا الى المستلم ومن الشكل يمكن ملاحظة وضع اللوحة المطبوعة بصورة مائلة وزاوية 350 للحماية من الضوء المحيط باللوحة وتصل الأشعة العمودية فقط الى المرسل بصورة مباشرة وتستخدم في أجهزة قياس السرعة (التاكوميتر) واجهزة الاتصالات والروبوت وغيرها.

الارسال والاستلام باستخدام IR LED والثنائي الضوئي

الارسال والاستلام باستخدام IR LED والثنائي الضوئي

يوضح الشكل السابق مثال آخر لاستخدام ثنائي الانبعاث الضوئي للأشعة تحت الحمراء والثنائي الضوئي وهي عبارة عن مرسل ومستلم وفي هذا النظام يستخدم IR LED في المرسل والثنائي الضوئي في المستلم ولكل منهما مصدر فولتية منفصل ولا يوجد ربط بين المصدرين وصل ثنائي الانبعاث الضوئي DI و D2 للتأكد من مرور التيار في دائرة المرسل ودائرة المستلم وتحدد كل من المقاوماتR2 ,RI مقدار التيار المار في دائرة المرسل ودائرة المستلم بتسليط الفولتية إلى دائرة IR LED تبعث ضوء بالأشعة تحت الحمراء في ناحية المرسل ويؤكد ذلك توهج ثنائي الانبعاث الضوئي ويتأثر الثنائي الضوئي (Photodiode) في دائرة المستلم بضوء الأشعة تحت الحمراء المنبعثة من IR LED فيزداد تيار الانحياز العكسي للثنائي الضوئي ويؤكد توهج ثنائي الانبعاث الضوئي D2 مرور التيار في دائرة المستلم اما في حالة قطع (Cut Off) مصدر الفولتية عن دائرة المرسل تتوقف الدائرة عن العمل وتستخدم في أجهزة الكشف عن الحرائق.

استخدام IR LED في المستلم IR

استخدام IR LED في المستلم IR

يكون الثنائي الضوئي حساس جدا ويستجيب الى طيف عريض من ترددات الأشعة تحت الحمراء IR وهي موجودة بكمية قليلة بضوء الشمس المباشر لذلك يجب التأكد من ان الثنائي لا يلتقط هذه الأشعة بصورة مباشرة من ضوء الشمس وان حدث هذا فان الثنائي LED1 في الدائرة الالكترونية الموضحة بالشكل السابق يبقى مضيئا دائما، يولد الثنائي الضوئي نبضات دقيقة جدا للتيار عند تعرضه الى IR وتصل قيمته الى lμA تكبر في مكبر العمليات وتتحول الى فولتية فيعطي مكبر العمليات 4.7V لكل lμA ثم يكبر خرج مكبر العمليات في الترانزستور Q الموصل بطريقة الباعث المشترك وبتسليط IR من جهاز السيطرة عن بعد (Remote Control) يضيء ويطفئ الثنائي LED1 وهكذا ولهذا السبب تستخدم أجهزة التحكم عن بعد التضمين النبضي المشفر (Pulse Code Modulation) PCM.

تطبيقات IR LED

1. يستخدم في أنظمة الأشعة تحت الحمراء التطبيقية
2. يستخدم في نظام النقل
3. يشتخدم في المفتاح الكهربائي الضوئي
4. يستخدم في معدات التحكم عن بعد بالأشعة تحت الحمراء
5. يستخدم في كاشف الدخان
6. يستخدم في تطبيق IOT (إنترنت الأشياء)
7. يستخدم في المعدات الصناعية

المصادر

IR LED (Infrared LED)

كتاب العلوم الصناعية الكترونيك وسيطرة المناهج العراقية