Díodos LED Infravermelhos
(695)Os LED IR (infravermelhos) são uma solução popular em pelo menos duas áreas: iluminação para sistemas de monitorização e comunicação sem fios. Estes dispositivos estão disponíveis em formatos semelhantes aos elementos que emitem luz visível e têm parâmetros elétricos semelhantes. Entre as suas vantagens indiscutíveis encontram-se os custos muito baixos e a facilidade de implementação.
Infravermelhos como método de iluminação
A luz infravermelha, também conhecida pela abreviatura IR (do inglês infrared) é uma radiação eletromagnética com um comprimento de onda entre aproximadamente 700 nm e 1 mm. Dado que tais frequências são invisíveis ao olho humano e, ao mesmo tempo, são seguras para a saúde, elas são utilizadas em sistemas de comunicação e de controlo sem fios, sensores e em muitas outras aplicações. Os infravermelhos também são utilizados em muitos métodos de investigação científica.
Por exemplo, a radiação com comprimento de onda entre 840nm e 960nm é utilizada como iluminação para o registo de imagem de câmaras adaptadas para esse fim. Estes dispositivos permitem ver (aparentemente) no escuro, mesmo em sistemas de monitorização (CCTV) ou com a ajuda das chamadas armadilhas de câmara (sem manutenção e ativadas pelos sensores de movimento da câmara). A "invisibilidade" das ondas infravermelhas faz com que estas sejam utilizadas em muitos sistemas de alarme. No setor automóvel, as fontes de infravermelhos em miniatura são utilizadas como iluminação ICMS não invasiva da cabina (in-cabin monitoring system). Graças a elas, o computador de bordo analisa o comportamento do condutor mesmo à noite: em caso de emergência (por exemplo: se o condutor perder a consciência), o ICMS aciona automaticamente o alarme e trava gradualmente o veículo até ele parar. Nesta área, os LED IR também são utilizados para iluminar as proximidades do veículo para os sensores poderem monitorizar o tráfego rodoviário em redor do carro. Uma outra aplicação são as interfaces que reconhecem os gestos do utilizador que também se baseiam no registo de imagens no espetro infravermelho.
Fig. 1. Luz visível registada por CCD e luz emitida por LED IR. Valores incluídos.
O gráfico (Fig. 1) apresenta uma comparação dos valores médios incluídos para os vários espectros: sensibilidade do olho humano (linha vermelha); sensibilidade de uma matriz CCD típica utilizada, por exemplo, em câmaras de vigilância (linha azul); Emissão de luz IR com os LED IR (linha amarela: modelos 840-870nm e linha roxa: modelos 920-960nm).
Infravermelhos nas comunicações sem fios
Os díodos emissores de infravermelhos são também utilizados na transmissão de dados sem fios. Um exemplo conhecido de uma aplicação deste tipo são os comandos remotos de televisão. No entanto, muitos dos produtos oferecidos no catálogo TME caracterizam-se por terem uma potência muito maior do que a exigida por um típico comando de TV.
A transmissão de dados mediante sinais de radiação infravermelha é utilizada, por exemplo, em linhas de produção, onde é utilizada em comunicação M2M (máquina-a-máquina). Outra área onde os LED IR de elevada potência atuam como transmissores são os painéis para transmissão de áudio sem fios (em formato digital). São frequentemente instalados em auditórios, cinemas e teatros, onde enviam traduções para recetores de bolso como, por exemplo, em conferências internacionais, cinema, teatro, festivais de ópera, instalações temporárias, etc.), por serem imunes às interferências eletromagnéticas provocadas por telemóveis e equipamentos de palco.
A maior parte das plataformas de microcontroladores (AVR, PIC, Arduino, etc.) e sistemas de placa única têm bibliotecas gratuitas que permitem a transmissão de comandos utilizando protocolos normalizados de transmissão de infravermelhos (SIRC, RC5, RC5, etc.). Do lado do hardware, ligar o LED IR a um circuito controlado, por exemplo, por um microcontrolador não é um grande problema, uma vez que as funções do controlador podem ser realizadas até mesmo por um transístor comum. Embora este seja um exemplo simplificado, na maioria dos casos, a melhor solução será um sistema dedicado que permita o controlo das emissões de alta frequência.
Deverá ter-se em conta que a comunicação através da radiação infravermelha é muitas vezes impossível (ou muito limitada), por exemplo, em locais ensolarados.
Parâmetros importantes dos LED IR
A especificação dos produtos desta categoria inclui uma série de valores típicos dos LED: potência, corrente máxima, tensão operacional e método de montagem. Os elementos infravermelhos (especialmente quando servem como forma de iluminação) são muitas vezes colocados em matrizes, razão pela qual a sua variante popular são as caixas SMD.
Dependendo da aplicação, a necessidade de espaço iluminado por infravermelhos pode variar. É necessário um ângulo de emissão bastante estreito para transmitir sinais de controlo ou para observar o condutor através de ICMS, enquanto a iluminação para a monitorização deve cobrir toda a área vista pela câmara. Por conseguinte, os LED caracterizam-se por ângulos de feixe que estão entre 3° e 160° - este valor é geralmente mencionado entre os parâmetros básicos de um dado elemento.
O comprimento de onda da radiação emitida pode ser extremamente importante. No caso da iluminação, essa característica deve ser compatível com as características do sensor utilizado, enquanto nas aplicações de comunicação é importante recordar a compatibilidade entre os elementos transmissores e recetores. Os recetores de infravermelhos caracterizam-se pela sua seletividade, graças à qual são imunes a interferências (por exemplo: fontes de luz visível); por isso, o LED de infravermelhos deve ser selecionado de forma que a sua radiação seja registada por um elemento opto-elétrico. A potência ótica do díodo será de vital importância. Tanto a gama de transmissão como a intensidade da iluminação dependem disso. A oferta da TME inclui desde os LED IR com potência de 0,2mW (utilizados em sensores de poupança de energia) até produtos cuja potência supera 1W (elementos típicos para monitorização noturna).
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