LED IR
(93)Les LED IR (infrarouges) sont une solution populaire dans au moins deux domaines : l'éclairage pour les systèmes de surveillance et la communication sans fil. Ils sont disponibles dans des formats similaires aux éléments émettant de la lumière visible et se caractérisent des paramètres électriques similaires. Parmi leurs avantages incontestables il faut sans aucun doute énumérer un très faible coût et une facilité de mise en œuvre.
Infrarouge comme méthode d'éclairage
La lumière infrarouge, qui est également appelé IR (ang.infrared), est un rayonnement électromagnétique d'une longueur d'onde d'environ 1mm à 700 nm. Parce que ces fréquences sont invisibles à l'œil humain et sans danger pour la santé, elles sont utilisées dans les systèmes de contrôle et de communication sans fil, les capteurs et de nombreuses autres applications. Elles sont également utilisées dans de nombreuses méthodes de recherche scientifique.
Par exemple, un rayonnement d'une longueur d'onde de 840 nm à 960 nm est utilisé comme éclairage enregistré par des caméras adaptées. Ces appareils permettent l’observation dans l'obscurité (apparente), y compris dans les systèmes de surveillance (CCTV) ou à l'aide de ce que l'on appelle pièges photographiques (sans entretien, déclenchés par des capteurs de mouvement de la caméra). « L'invisibilité » des ondes infrarouges permet de les utiliser dans de nombreux systèmes d'alarme. Dans le secteur automobile, des sources infrarouges miniatures sont utilisées comme éclairage de cabine non invasif de la technologie ICMS (in-cabin monitoring system). Grâce à elles, l'ordinateur de bord analyse le comportement du conducteur même la nuit : en cas d'urgence (par exemple lorsque le conducteur perd connaissance), ICMS déclenche automatiquement l'alarme et décélère progressivement le véhicule. Dans ce domaine, les diodes IR sont également utilisées pour éclairer l'environnement pour des capteurs surveillant le trafic routier autour de la voiture. Les interfaces qui reconnaissent les gestes de l'utilisateur sont une application connexe car elles sont également basées sur l'enregistrement d'images dans le spectre infrarouge.
[Fig. 1. Lumière visible, enregistrée par CCD et émise avec des LED IR. Valeurs incluses.
Le graphique (Fig. 1) montre une comparaison des valeurs moyennes et des valeurs incluses pour les spectres : sensibilité de l'œil humain (ligne rouge) ; sensibilité d'une matrice CCD typique utilisée, entre autres dans les caméras de surveillance (ligne bleue) ; émission de lumière IR par exemple de LED IR – ligne jaune (modèles 840-870nm), ligne violette (modèles 920-960nm).
Infrarouge pour la communication sans fil
Les diodes émettant les infrarouges sont également utilisées dans la transmission de données sans fil. L'exemple phare d'une telle application sont les télécommandes de télévision. Cependant, de nombreux produits proposés dans le catalogue TME se caractérisent par une puissance bien supérieure à celle requise par un contrôleur radio et télé typique.
La transmission de données au moyen de signaux de rayonnement infrarouge est utilisée, par exemple, dans les usines de production et pour la communication M2M (machine-to-machine). Les panneaux de transmission audio sans fil (sous forme numérique) sont un autre domaine où les LED IR haute puissance agissent comme un émetteur. Ils sont souvent installés dans des auditoriums, des cinémas et des théâtres, où ils envoient des traductions à des récepteurs de poche, par exemple lors de conférences internationales, de films, de théâtre, de festivals d'opéra, etc. installations temporaires), ainsi que la résistance aux interférences électromagnétiques causées par les téléphones et les équipements de scène.
La plupart des plates-formes de microcontrôleurs (AVR, PIC, Arduino, etc.) et des systèmes à carte unique disposent de bibliothèques gratuites permettant la transmission de commandes via des protocoles de transmission infrarouge standard (SIRC, RC5, RC5, etc.). En ce qui concerne l’équipement la connexion de la LED IR à un circuit contrôlé, par exemple, par un microcontrôleur, n'est pas le moindre problème, car les fonctions de pilotage peuvent être exécutées même par un transistor ordinaire. Bien que, bien sûr, il s'agisse d'un exemple simplifié – dans la plupart des cas, un système dédié qui permet le contrôle des émissions à haute fréquence sera la meilleure solution.
Il faut garder à l'esprit que la communication par rayonnement infrarouge est souvent impossible (ou sévèrement limitée) dans les endroits ensoleillés.
Paramètres importants des LED IR
La spécification des produits de cette catégorie comprend un certain nombre de valeurs typiques des LED – puissance, courant maximal, tension de fonctionnement, méthode d'assemblage. Les éléments infrarouges (surtout lorsqu'ils servent de forme d'éclairage) sont souvent placés dans des matrices – et donc leur variante populaire sont les boîtiers SMD.
Selon l'application, le besoin d'espace éclairé par infrarouge va être variable. Un angle d'émission assez étroit est nécessaire pour transmettre les signaux de direction ou pour observer le conducteur via ICMS, tandis que l'éclairage pour la surveillance doit couvrir toute la zone vue par la caméra. Par conséquent les LED sont caractérisées par des angles de faisceau de 3° à 160° – cette valeur est généralement mentionnée parmi les paramètres de base d'un élément donné.
La longueur d'onde du rayonnement émis peut être extrêmement importante. Dans le cas de l'éclairage, elle doit être compatible avec les caractéristiques du capteur utilisé, tandis que dans les applications de communication, il est important de se souvenir de la compatibilité entre les éléments émetteurs et récepteurs. Les récepteurs IR se caractérisent par la sélectivité – grâce à laquelle ils sont insensibles aux interférences (par exemple les sources lumineuses visibles) – la LED IR doit donc être choisie de manière à ce que son rayonnement soit enregistré par un élément optoélectrique. Finalement, la puissance optique de la diode sera très importante. La portée de transmission et l'intensité de l'éclairage en dépendent. L'offre de TME comprend des LED IR d'une puissance de 0,2 mW (utilisées dans les capteurs à économie d'énergie), jusqu'à des produits dont la puissance dépasse 1W (éléments typiques pour la surveillance nocturne).
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