Costruire una Barriera ad Infrarossi: Schema e Funzionamento


solare eolicoCome Costruire una Semplice Barriera IR



barriera ad infrarossi


Ben trovati in questa pagina informativa di Mppt Solar. In questa pagina vi insegneremo come costruire una semplice barriera ad infrarossi e vedremo cosa succede quando un oggetto attraversa il fascio di raggi della barriera. La barriera sarà costituita da un diodo emittente siglato TSAL6200 (massimo di emissione alla lunghezza d'onda 940 nanometri), da un diodo ricevente siglato BPW41 (massima sensibilità attorno a 940 nanometri) e pochi altri componenti elettronici (due resistenze, un led di segnalazione dell'interruzione della barriera a raggi infrarossi, e un transistor npn).

I raggi infrarossi sono onde elettromagnetiche in tutto e per tutto identiche a quelle che compongono la luce, dalle quali differiscono solo per il fatto di avere una frequenza più bassa. Pertanto, come la luce, hanno portata limitata e non riescono a superare gli ostacoli, dai quali vengono riflesse. Per questa loro proprietà vengono impiegati per realizzare le barriere a infrarossi utilizzate nei dispositivi di allarme. Queste sono costituite da un diodo emittente e da un diodo ricevente entrambi ad infrarossi, distanziati di qualche metro ed orientati in modo che in condizioni normali il fascio di raggi invisibile, emesso dall'emittente, giunga sul diodo ricevente. Non appena un corpo qualsiasi viene ad interrompere il fascio, il diodo ricevente, avvertendo la mancanza della radiazione, genera un segnale di allarme che avverte della presenza estranea.



Il diodo emittente


diodo infrarosso emittente

Un diodo emittente ad infrarossi non è molto diverso da un comune diodo led usato per la segnalazione (i led di potenza usati per l'illuminazione a led utilizzano una tecnologia differente). La differenza è data unicamente dalle sostanze con le quali viene realizzato il drogaggio della giunzione, che sono studiate in modo da far si che quando viene applicata tra l'anodo ed il catodo del diodo una tensione superiore alla sua tensione di soglia, esso, anzichè emettere luce come un normale diodo led, emette una radiazione prevalentemente nel campo dell'infrarosso. Il diodo emittente possiede una curva di emissione della radiazione infrarossa come quella rappresentata nella figura sotto, che presenta il massimo di emissione ad una determinata lunghezza d'onda. Nel caso del diodo TSAL6200 che andremo ad utilizzare nei nostri esperimenti, il massimo di emissione si trova ad una lunghezza d'onda di 940 nanometri. Il grafico sotto, preso dal datasheet, mostra l'andamento della potenza radiante generata dal diodo emittente TSAL6200 in un range di lunghezza d'onda compreso tra 890 e 990 nanometri. Il picco massimo si presenta a 940 nm.



Il diodo ricevente


diodo ir ricevente

Il diodo ricevente ad infrarossi è un diodo che incorpora nel contenitore un filtro IR, che ha la funzione di lasciare arrivare sulla giunzione unicamente la radiazione infrarossa. Quando il diodo viene esposto alla radiazione infrarossa, si genera sulla giunzione una tensione, il cui valore dipende dalla intensità della radiazione ricevuta. Anche il diodo ricevente ha una sua curva di sensibilità in funzione della lunghezza d'onda. Il diodo BPW41 presenta una curva che va da 800 nanometri a 1150 nanometri, con il massimo di sensibilità attorno a 950 nanometri. Quando si abbinano un diodo emittente ed uno ricevente, per ottenere il migliore funzionamento, è bene verificare che entrambi presentino il picco di massimo rendimento alla stessa lunghezza d'onda o ad una lunghezza d'onda molto prossima. La curva sotto, presa dal datasheet, indica come varia la sensibilità del diodo ricevente BPW41 al variare della lunghezza d'onda della radiazione incidente. Come potete vedere, il massimo di sensibilità si ottiene a 950 nm.



Barriera ad infrarossi

Ora utilizzeremo il diodo emittente ir TSAL6200 ed il diodo ricevente ir BPW41 per realizzare la trasmissione e la ricezione di raggi infrarossi attraverso la creazione di una semplice barriera ad infrarossi. Il diodo emittente infrarosso, siglato DTX1, è collegato tramite una resistenza da 330 ohm all'alimentatore. Il circuito emittente è formato dal diodo emittente TSAL6200 al quale è applicata una tensione di +15V tramite la resistenza R1. In questo modo il diodo emette la massima intensità di radiazione infrarossa che viene captata dal diodo ricevente BPW41 posto ad una distanza di circa 11-12cm. Il diodo emittente ed il diodo ricevente sono allineati, in modo da formare una vera e propria barriera.


schema barriera infrarossi

La radiazione infrarossa che giunge sul diodo ricevente provoca sulla sua giunzione una corrente, che pilota la base del transistor BC547 (TR1) mantenendolo in conduzione. Il questo modo il diodo led DL1 risulta acceso. Non appena qualcosa attraversa la barriera, il fascio di raggi infrarossi viene interrotto e sul diodo ricevente non circola più corrente, In questo modo la corrente di base si annulla ed il transistor TR1 viene portato in interdizione, spegnendo il diodo led DL1.

Nonostante la loro somiglianza con le onde luminose, non è detto che i materiali che risultano opachi alla luce si comportino allo stesso modo con i raggi infrarossi. Ad esempio, alcuni tipi di plastica ed il plexiglass di colore scuro risultano perfettamente trasparenti a queste radiazioni, come potrete facilmente verificare. E che dire poi del fumo? Ora che avete costruito la vostra barriera, potrete anche divertirvi ad osservare come si comportano i diversi materiali, quali sono quelli che si lasciano più facilmente attraversare dai raggi infrarossi e quali invece si oppongono al loro passaggio. Potrete così scoprire alcune interessanti differenze, che caratterizzano queste invisibili radiazioni.



Scopri anche tu i meravigliosi vantaggi che l'energia fotovoltaica/eolica ci mette a disposizione:


1 energia gratuita

2 energia pulita ed inesauribile

3 energia accessibile da tutto il mondo

4 energia disponibile anche di notte grazie alla possibilità di immagazzinarla in batterie.


Ti sono state utili queste informazioni?
Tieniamoci in contatto tramite la Eco-Newsletter oppure via Facebook!  

    Eco-Newsletter  

    Facebook