Hur man bygger en infraröd Proximity Detector som fungerar på 20 fot

Infraröd är en bekväm området av spektrum för många tillämpningar . Det är osynligt för det mänskliga ögat , men infraröd strålning fungerar genom att samma regler som synligt ljus . Infraröd använder samma generella typ av linser , speglar, källor och detektorer som synliga optik . Det finns vissa skillnader i material , men principerna är desamma . Så om du vill göra något liknande känsla avståndet från ett objekt , kan du använda IR för att skapa ett optiskt system , men har det vara helt diskret för humans.Things Du behöver
1,55 - mikrometer laser och drivkrets
InGaAs lavinfotodiodoch förstärkarkrets
1,55 - ìm bandpassfilter
Monterings plattform
2 - tums diameter , 100 mm brännvidd infraröd lins
Visa fler Instruktioner

1

Beräkna mängden energi som är nödvändig för att uppnå ett förhållande mellan signal-till- brus av 10 vid en detektor. För en grov uppskattning , antar att buller är allt i mörkström , så titta på datablad för ert detektor och hitta responsivitet och den mörka ström för din detektor .
I illustrerande syfte , anta att du har en detektor med en responsivitet av 0,95 ampere /watt , och en mörk ström av en nA , vilket är 10 ^ -9 ampere. För att få 10 nA ström , behöver du 10nA/0.95 watt infraröd makt , vilket motsvarar 1,1 x 10 ^ -8 W.
2

beräkna mängden infraröd energi som behövs från objektet . Eftersom du använder en 2 - tums diameter lins verkar linsen att subtend en fast vinkel (pi x ( 1/12 ) ^ 2 ) /20 ^ 2 = 5,5 x 10 ^ -5 sr ( steradian ) . Detta är i grunden ett mått på hur stor detektorn ser ut från objektet som gör det reflekterande . För exempelsystemet, behöver din detektor för att samla in 1,1 x 10 ^ -8 watt i 5,5 x 10 ^ -5 sr , som är 2,0 x 10 ^ -4 W /sr . Addera 3

Räkna ut hur mycket energi som behövs för att nå målet . Antag objektet reflekterar ljuset jämnt tillbaka i den riktning där det belyses . Den typen av ett objekt kallas Lambertian spridare , och det reflekterar ljuset som träffar den till en fast vinkel på 2 x pi steradian .
Exemplet systemet , då , måste lägga ut 2,0 x 10 ^ -4 W /sr hela 2 x pi vinkel , vilket innebär att den reflekterar 2 x pi x 2,0 x 10 ^ -4 W = 1,3 x 10 ^ -3 W , eller 1,3 mW .
4

Hitta en källa som kommer att leverera rätt mängd ström till objektet . Till exempel systemet , hitta en 1,55 - ìm laser som kommer att leverera en effekt på 1,3 mW till objektet . Montera lasern på monteringsplattformenså att den pekar rakt ut .
5

Sätt bandpassfilter framför fotodetektor och sätta den på objektivet . Montera det på monteringsplattform , uppradade i riktning för att samla in laserljuset och satte den på detektorn .
6

driva systemet med ett föremål på olika avstånd , spela in spänningen som funktion på distans . Använd dessa data för att skapa en kurva som ger dig avståndet som en funktion av spänning . Addera