Comment construire une proximité Détecteur infrarouge qui fonctionne à 20 pieds

infrarouge est une région pratique du spectre pour de nombreuses applications . Il est invisible à l’oeil humain , mais le rayonnement infrarouge fonctionne par les mêmes règles que la lumière visible . Infrarouge utilise le même type général de lentilles, des miroirs , des sources et des détecteurs optiques comme visibles . Il existe des différences dans les matériaux, mais les principes sont les mêmes . Donc, si vous voulez faire quelque chose comme le sens de la distance d’un objet , vous pouvez utiliser l’infrarouge pour créer un système optique , mais avez- il être totalement discret pour humans.Things Vous devez
laser de 1,55 micromètre et un circuit d’entraînement
InGaAs photodiode à avalanche et circuit amplificateur
filtre passe-bande de 1,55 um
plate-forme de montage
2 pouces de diamètre , 100 mm de focale lentille infrarouge de
Voir Instructions

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Calculer la quantité d’énergie nécessaire pour atteindre un rapport signal sur bruit de 10 à votre détecteur . Pour une approximation , supposons que le bruit est tout en courant d’obscurité , alors regardez sur la fiche de données de votre détecteur et trouver la sensibilité et le courant d’obscurité pour votre détecteur .
Des fins d’illustration , supposons que vous avez un détecteur de une sensibilité de 0,95 ampères /watt , et un courant d’obscurité de 1 nA , qui est de 10 ^ -9 ampères . Pour obtenir 10 nA de courant , vous devrez 10nA/0.95 watts de puissance infrarouge , ce qui équivaut à 1,1 x 10 ^ -8 W.
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Calculer la quantité d’énergie infrarouge nécessaire de l’objet . Puisque vous utilisez un objectif de 2 pouces de diamètre , l’objectif semble sous-tendre un angle solide de ( pi x ( 1/12 ) ^ 2 ) /20 ^ 2 = 5,5 x 10 ^ -5 sr ( stéradian ) . Il s’agit essentiellement d’ une mesure de l’ampleur du détecteur recherche de l’objet qui a fait la réflexion. Pour le système d’ exemple , votre détecteur a besoin de recueillir 1,1 x 10 ^ -8 watts à 5,5 x 10 ^ -5 sr , qui est de 2,0 x 10 ^ -4
3 < p W /sr . > Calculez combien d’énergie a besoin pour atteindre la cible . Supposons que l’ objet réfléchit la lumière de façon uniforme dans la direction dans laquelle il a été allumé. Ce genre d’ objet est appelé un diffuseur lambertien , et il reflète la lumière qui frappe dans un angle solide de 2 x pi stéradian .
L’ exemple de système , alors , doit mettre sur 2,0 x 10 ^ -4 W /sr sur la totalité de l’angle 2 x pi , ce qui signifie qu’il reflète 2 x pi x 2,0 x 10 ^ -4 W = 1,3 x 10 ^ -3 W , ou 1,3 mW .
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Trouver un source qui fournira la bonne quantité de puissance à l’objet . Pour le système d’ exemple , trouver un laser de 1,55 um qui fournira une puissance de 1,3 mW à l’objet . Fixez le laser à la plate-forme de montage de sorte qu’il pointe vers l’extérieur.
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Mettez le filtre passe-bande en face de la cellule photoélectrique et fixer l’ensemble de l’objectif. Montage que sur la plate-forme de montage , alignés dans le sens de collecter la lumière laser et le mettre sur le détecteur .
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fonctionner le système avec un objet à différentes distances , l’enregistrement de la tension en fonction de la distance. Utiliser ces données pour créer une courbe qui vous donnera la distance en fonction de la tension .