传感器是电子撸赳咸米产品中非常重要的一部分，尤其是在机器人和自动化领域。电子设备中的传感器通过自动感应和控制设备，无需人工干预，让我们的生活变得轻松。传感器有很多种，例如火灾传感器、湿度传感器、运动传感器、温度传感器、IR 传感器等。在本文中，我们将解释IR 传感器（红外线传感器）、它的工作原理以及如何构建 IR 传感器模块。
红外传感器是非常流行的传感器，它在电子产品中有很多应用，比如用于远程控制系统、运动检测器、产品计数器、巡线机器人、警报器等。
红外传感器主要由一个红外发光二极管和一个光电二极管组成，这对通常称为红外对或光电耦合器。红外传感器的工作原理是红外 LED 发出红外辐射，光电二极管感应红外辐射。光电二极管电阻根据落在其上的红外辐射量而变化，因此其两端的电压降也会发生变化，通过使用电压比较器（如 LM358），我们可以感应电压变化并相应地生成输出。
红外 LED 和光电二极管的放置可以通过两种方式完成：直接和间接。在直接入射中，IR LED 和光电二极管保持在彼此的前面，因此 IR 辐射可以直接落在光电二极管上。如果我们在它们之间放置任何物体，它就会阻止红外光落在光电二极管上。
在间接入射中，IR LED 和光电二极管并联（并排）放置，面向同一方向。以这种方式，当物体保持在 IR 对前面时，IR 光被物体反射并被光电二极管吸收。请注意，物体不应该是黑色的，因为它会吸收所有红外光，而不是反射。通常 IR 对以这种方式放置在 IR 传感器模块中。
要构建 IR 模块，我们主要需要IR 对（IR LED 和光电二极管）和带有一些电阻器和 LED 的LM358 。
红外灯
IR LED 发出红外线频率范围内的光。红外光对我们来说是不可见的，因为它的波长 (700nm – 1mm) 远高于可见光范围。任何产生热量的东西都会像我们的人体一样发出红外线。红外线具有与可见光相同的特性，就像它可以像可见光一样被聚焦、反射和偏振。
IR LED 看起来像普通 LED，也像普通 LED 一样工作，它消耗 20mA 电流和 3vots 功率。IR LED 的发光角度约为20-60 度和范围约。几厘米到几英尺，这取决于红外发射器的类型和制造商。一些发射器的范围以公里为单位。
光电二极管
光电二极管被认为是光敏电阻器（LDR），这意味着它在没有光的情况下具有非常高的电阻，并且在光线落在它上面时会变低。光电二极管是一种具有PN结的半导体，在反向偏压下工作，意味着当光落在它上面时它开始反向传导电流，并且电流量与光量成正比。此属性使其可用于 IR 检测。
光电二极管看起来像一个 LED，其外侧有黑色涂层。它用于反向偏置，如下面的电路图所示。
LM358
LM358 是一个运算放大器(Op-Amp)，在该电路中我们将其用作电压比较器。LM358内部有两个独立的电压比较器，可以用单PIN供电，所以我们可以用单颗IC搭建两个IR传感器模块。我们在这里只使用了一个比较器，它在 PIN 2 和 3 有输入，在 PIN 1 有输出。电压比较器有两个输入，一个是反相输入，第二个是非反相输入（LM358 中的 PIN 2 和 3）。当同相输入端 (+) 的电压高于反相输入端 (-) 的电压时，比较器 (PIN 1) 的输出为高电平。如果反相输入端（-）的电压高于同相端（+），则输出为低电平。
红外传感器模块
组件
您可以在IR 传感器电路图中看到连接。光电二极管接反偏，LM358的反相端（2脚）接可变电阻，调节传感器的灵敏度。非反相端（PIN 3）连接到光电二极管和电阻器的连接点。
当我们打开电路时，光电二极管没有红外辐射，比较器的输出为低电平。当我们在 IR 对前面拍摄一些物体（非黑色）时，IR LED 发出的 IR 被物体反射并被光电二极管吸收。现在，当反射 IR 落在光电二极管上时，光电二极管两端的电压下降，串联电阻 R2 两端的电压增加。当电阻 R2（连接到比较器的同相端）的电压高于反相端的电压时，输出变为高电平，LED 点亮。
反相端的电压，也称为阈值电压，可以通过旋转可变电阻的旋钮来设置。反相端（-）电压越高，传感器灵敏度越低；反相端（-）电压越低，传感器越敏感。
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