چراغ‌های مادون قرمز LED چگونه کار می‌کنند؟

آیا در مورد روشنایی نامرئی که در عملیات مخفی و زندگی روزمره استفاده می‌شود کنجکاو هستید؟ چراغ‌های مادون قرمز LED به تمام سوالات شما پاسخ خواهند داد. 

چراغ‌های LED مادون قرمز (IR LED) گزینه‌ای ایمن و کم‌مصرف برای نظارت، نظارت بر حیات وحش، حسگرهای صنعتی و غیره هستند. در این مقاله نحوه‌ی کار، مزایای آن و راهنمای انتخاب چراغ LED مادون قرمز مناسب برای پروژه‌تان را توضیح خواهم داد. 

روشنایی LED مادون قرمز چیست؟

چراغ‌های LED مادون قرمز، تابش الکترومغناطیسی نامرئی برای چشم ما را در طول موج‌های ۷۸۰ نانومتر تا ۱۰۰۰ نانومتر ساطع می‌کنند. دوربین‌های مادون قرمز، دستگاه‌های دید در شب و حسگرهای حرکتی می‌توانند این تابش را برای تأمین روشنایی تشخیص دهند. می‌توانید از این چراغ‌های مادون قرمز استفاده کنید. دیودهای ساطع نور در تجهیزات دید در شب برای گرفتن تصاویر با کنتراست بالا در تاریکی مطلق.

چراغ‌های مادون قرمز LED چگونه کار می‌کنند؟ 

چراغ‌های مادون قرمز LED انرژی الکتریکی را به طیف مادون قرمز نور تبدیل می‌کنند. چراغ‌های IR می‌توانند بسته به نور محیط موجود، پرتوهای مادون قرمز را تشخیص داده و ساطع کنند تا دید را افزایش دهند.

LED های مادون قرمز حاوی مواد نیمه هادی هستند. وقتی برق از نیمه هادی عبور می کند، الکترون ها این انرژی را جذب می کنند. سپس آنها برانگیخته شده و به سطوح انرژی بالاتر می روند. پس از آن، این الکترون ها انرژی اضافی را در بسته های فوتون یا نور ساطع می کنند. در مورد LED های مادون قرمز، فوتون های ساطع شده در طیف مادون قرمز، به طور خاص در محدوده طول موج 780 تا 1,000 نانومتر قرار می گیرند. با این حال، این برای چشم انسان نامرئی است اما توسط سنسورهای تخصصی قابل تشخیص است.

چگونه می‌توان با چراغ‌های LED مادون قرمز دید؟

برای دیدن با چراغ‌های LED مادون قرمز به اپتیک دید در شب، مانند اسکوپ یا دوربین، نیاز دارید. وقتی در نور کم یا تاریکی مطلق از طریق دوربین نگاه می‌کنید، محیط اطراف برای شما قابل مشاهده خواهد بود. با این حال، در اینجا یک نمای تک رنگ خواهید داشت. 

مزایای چراغ‌های LED مادون قرمز

• همه کاره: این ماده برای اهداف متنوعی مانند روشنایی، حسگری و ارتباطی استفاده می‌شود. به عنوان مثال، LED های مادون قرمز را در کنترل از راه دور، دوربین‌های امنیتی، حسگرهای صنعتی و بسیاری موارد دیگر خواهید یافت. 
• بهره وری انرژی: چراغ‌های LED مادون قرمز انرژی کمتری مصرف می‌کنند. همچنین، درصد بالایی از جریان الکتریکی را به اشعه مادون قرمز تبدیل می‌کنند. 
• دواماز آنجایی که LED های IR گرمای کمتری تولید می کنند و در برابر ضربه و لرزش مقاوم هستند، طول عمر بیشتری دارند. 
• اندازه کوچک: به دلیل اندازه کوچکشان، LED های IR در طیف وسیعی از دستگاه ها ادغام می شوند. 
• بهبود امنیت و نظارت: در شرایط کم نور یا شب، این چراغ‌ها دید را افزایش داده و نمای جامع‌تری از منطقه تحت نظارت ارائه می‌دهند. علاوه بر این، هنگام استفاده در عملیات مخفی، محیط را مختل نکرده و جلب توجه نمی‌کند. 
• ایمن و غیر تهاجمی: از آنجایی که LED مادون قرمز ماهیت غیرتهاجمی دارد، باعث سوزش پوست یا چشم نمی‌شود. همچنین، نورهای نزدیک به مادون قرمز دارای خواص ضد التهابی هستند. بنابراین، از آنها در درمان‌های پزشکی و مراقبت از پوست استفاده می‌شود. 

کاربرد چراغ‌های LED مادون قرمز

• سیستم های ارتباطی: سیستم‌های ارتباطی فیبر نوری و بی‌سیم با استفاده از چراغ‌های LED مادون قرمز ساخته می‌شوند. 
• اسکنر بارکد: LED های IR طول موج های مادون قرمز را در سراسر سطح بارکد هدایت می کنند. پس از آن، یک خواننده نور منعکس شده را اندازه گیری می کند و یک رمزگشا، انتشار نور را به داده تبدیل می کند. اینگونه است که اسکنرهای بارکد از LED های IR استفاده می کنند. 
• ساعت های هوشمند: ساعت‌های هوشمند از طول موج مادون قرمز (IR) برای نظارت بر ضربان قلب استفاده می‌کنند. چراغ LED مادون قرمز تعبیه شده در ساعت، نوری را منتشر می‌کند که از پوست عبور کرده و توسط رگ‌های خونی جذب می‌شود. ضربان قلب از نور برگشتی محاسبه می‌شود. 
• تجهیزات پزشکی: دستگاه‌های پزشکی مانند پالس اکسیمترها از چراغ‌های LED مادون قرمز برای محاسبه سطح اکسیژن خون استفاده می‌کنند. برای توضیح بیشتر، در اینجا تفاوت بین جذب نور مادون قرمز و قرمز را اندازه‌گیری می‌کند. 
• کاربردهای خودرو: در خودروها، LED های مادون قرمز در سیستم‌های تشخیص برخورد، سیستم‌های نظارت بر راننده و غیره استفاده می‌شوند.
• حسگرهای مجاورتی: LED های مادون قرمز (IR) می توانند به عنوان حسگر برای تشخیص حرکت و فعال کردن آلارم استفاده شوند. این می تواند انرژی مادون قرمز ساطع شده از انسان یا حیوانات را به صورت گرما حس کند. 
• کنترل از راه دور: این ماده در کنترل از راه دور دستگاه‌های الکترونیکی استفاده می‌شود. LED مادون قرمز کنترل، پالس‌های نور مادون قرمز را برای گیرنده دستگاه ساطع می‌کند. LEDهای مادون قرمز گالیوم آرسنید معمولاً برای این منظور استفاده می‌شوند. 
• دوربین های امنیتی: در لنز دوربین‌های امنیتی از LEDهای مادون قرمز با قدرت بالا استفاده می‌شود. بنابراین، می‌تواند تصاویر مادون قرمز را در شرایط نور صفر ضبط کند.

چراغ‌های LED مادون قرمز در مقابل چراغ‌های سنتی 

چراغ‌های LED مادون قرمز و چراغ‌های سنتی ویژگی‌ها و کاربردهای متفاوتی دارند که در زیر فهرست شده‌اند:

امکانات	چراغ های LED مادون قرمز	چراغ های سنتی
دید	نامرئی برای چشم غیرمسلح انسان	کاملاً قابل مشاهده با چشم غیرمسلح انسان
طول موج	طیف مادون قرمز LED های IR 780 نانومتر تا 1 میلی متر است.	طیف مرئی نورهای سنتی بین ۳۸۰ تا ۷۵۰ نانومتر است.
نهان	برای عملیات مخفی مفید است	برای عملیات مخفی کاری مفید نیست
حرارت	گرمای کمتری توسط این نور تولید می‌شود.	لامپ‌های رشته‌ای سنتی گرمای بیشتری تولید می‌کنند.
بهره وری انرژی	چراغ‌های LED مادون قرمز با حداقل مصرف برق کار می‌کنند	چراغ‌های سنتی منجر به مصرف برق بیشتر می‌شوند
محدوده	این چراغ‌ها دید در شب را در فواصل دور فراهم می‌کنند	این چراغ‌ها محدوده‌ی محدودی از روشنایی را پوشش می‌دهند.
اپلیکیشن‌ها	نظارت بر حیات وحش، نظارت امنیتی، دوربین‌های دید در شب و غیره	روشنایی معمولی برای دید در تاریکی

راهنمای انتخاب چراغ LED مادون قرمز مناسب 

۱. روی الزامات درخواست خود تمرکز کنید 

طول موج، زاویه، الگوی پرتو و توان مورد نیاز LED های IR بسته به کاربرد آنها در سنسورها، دوربین ها، کنترل از راه دور و غیره متفاوت خواهد بود. بنابراین، ابتدا باید نیازها و کاربرد مورد نظر پروژه خود را مشخص کنید.

۲. طول موج مناسب را انتخاب کنید

۸۵۰ نانومتر و ۹۴۰ نانومتر رایج‌ترین طول موج‌ها برای چراغ‌های LED مادون قرمز هستند. اگر به نوری کاملاً نامرئی برای چشم انسان نیاز دارید، طول موج ۹۴۰ نانومتر را انتخاب کنید. این طول موج برای عملیات مخفی عالی است. علاوه بر این، اگر برای اهداف امنیتی به LED مادون قرمز نیاز دارید، ۸۵۰ نانومتر برای شما مناسب است. 

۳. زاویه پرتو (نیم زاویه) را در نظر بگیرید

کوچکتر انتخاب کنید زاویه پرتو وقتی می‌خواهید یک منطقه خاص را هدف قرار دهید، زاویه پرتو ۱۰ تا ۲۰ درجه کافی است. علاوه بر این، برای روشن کردن منطقه وسیع‌تر به زاویه پرتو بزرگتری بین ۳۰ تا ۶۰ درجه نیاز دارید.

۴. روی نیازهای برق تمرکز کنید

برای مشاهده در فواصل دور باید توان بالاتری و برای مشاهده در فواصل نزدیک توان کمتری انتخاب کنید. به عنوان مثال، ریموت کنترل‌ها می‌توانند با جریان‌های ۲۰ تا ۱۰۰ میلی‌آمپر کار کنند، اما دوربین‌های مداربسته به ۵۰۰ میلی‌آمپر یا بیشتر نیاز دارند.

۵. عایق‌بندی در برابر آب و هوا و ضد آب بودن را فراموش نکنید

برای استفاده در فضای باز از LED های مادون قرمز مقاوم در برابر آب و هوا و ضد آب استفاده کنید. یک مورد را انتخاب کنید امتیاز IP IP66 برای دستگاه شما. رقم اول نشان دهنده مقاومت در برابر گرد و غبار است. در مقیاس ۰-۶، عدد ۶ به معنای کاملاً ضد گرد و غبار بودن است. پس از آن، رقم دوم نشان دهنده خواص ضد آب است. در مقیاس ۰-۸، عدد ۸ به معنای محافظت کامل در برابر آب است.

چگونه بین ۸۵۰ نانومتر و ۹۴۰ نانومتر یکی را انتخاب کنیم؟

شما باید طول موج LED های IR را بسته به کاربرد خاص خود انتخاب کنید. برای توضیح بیشتر، چراغ‌های LED IR با طول موج ۹۴۰ نانومتر در عملیات مخفی کارآمدتر هستند. این چراغ‌ها برای نظارت بر حیات وحش بهترین گزینه هستند زیرا برای اکثر حیوانات نامرئی هستند. با وجود این، گاهی اوقات برد دید کمتری نسبت به ۸۵۰ نانومتر ارائه می‌دهند.

از سوی دیگر، چراغ‌های LED مادون قرمز با طول موج ۸۵۰ نانومتر برای کاربردهای دید در شب، شکار و دوربین‌های امنیتی بهتر هستند. این چراغ‌ها کیفیت تصویر بهتری را در دوربین‌های مادون قرمز با طول عمر طولانی‌تر ارائه می‌دهند. با این حال، یک نور قرمز قابل مشاهده برای چشم انسان ساطع می‌کنند. 

نور درمانی LED مادون قرمز

چراغ‌های LED مادون قرمز در درمان بسیاری از بیماری‌ها استفاده می‌شوند. به عنوان مثال، این روش ایمن مبتنی بر نور می‌تواند درد را تسکین دهد، تنش عضلانی را کاهش دهد، گردش خون را بهبود بخشد، روند بهبودی را تسریع کند و غیره.

علاوه بر این، نور نزدیک به مادون قرمز به لایه‌های عمیق‌تر پوست نفوذ می‌کند. سپس میتوکندری سلول این انرژی را جذب کرده و مکانیسم‌های بیولوژیکی را تقویت می‌کند. این درمان بدون درد، سیستم ایمنی بدن شما را نیز تقویت می‌کند. 

محدودیت‌های نور LED مادون قرمز 

• سیستم‌های مبتنی بر IR LED فقط می‌توانند تصاویر سیاه و سفید تشکیل دهند.
• اثربخشی حسگرهای IR تحت تأثیر عواملی مانند باران، نور خورشید، مه، گرد و غبار و غیره قرار می‌گیرد. 
• انتقال IR ناحیه دید وسیعی را فراهم نمی‌کند.
• اجسام تیره درصد کمی از نور مادون قرمز را منعکس می‌کنند. این همیشه برای شناسایی آن جسم کافی نیست.

سوالات متداول

خط پایین

برای انتخاب چراغ IR LED مناسب، کاربرد مورد نظر خود را در نظر بگیرید. سپس به دنبال طول موج، زاویه پرتو، شدت تابش و رتبه IP مناسب باشید. چراغ‌های IR LED برای پروژه‌های نظارتی یا اهداف شکار شما مفید خواهند بود. با این حال، همیشه چراغ‌ها را از یک سازنده معتبر که گارانتی ارائه می‌دهد، خریداری کنید.