LED infrarrojos y fotodiodos

A lo que ya se ha dicho aquí, quiero añadir un poco más.

1. La temperatura del cuerpo humano es de aproximadamente 310 K. El espectro del cuerpo negro a 310 K alcanza un máximo de aproximadamente 10 um: ( fuente )

2. Los fotodiodos utilizados en este tipo de circuito suelen ser un dispositivo de silicio, con una energía de banda prohibida correspondiente a aproximadamente 1,1 um. La capacidad de respuesta cae fuertemente en longitudes de onda más largas: ( fuente )

   Por lo tanto, este detector no tendrá ninguna respuesta prácticamente útil (o confusa) de la radiación del cuerpo humano. De hecho, si lo hiciera, también estaría detectando radiación de otros objetos cercanos de temperatura similar, como la PCB en la que está montada, la carcasa de metal o plástico alrededor del fotodiodo real, etc.

   3. La reflectancia de la piel humana depende en cierta medida del color de la piel en cuestión, pero en las longitudes de onda cercanas al IR que más afectarán a su fotodiodo, todos somos casi iguales. No somos grandes reflectores, pero probablemente lo suficientemente buenos como para tener un efecto medible en su sensor: ( fuente )

El detector debe tener una lente negra que pase IR y bloquee la luz visible dispersa. también conocido como "Filtro de bloqueo de luz diurna"

La piel refleja algo de IR, incluso si tiene la piel negra. También conduce IR, por lo que es semitransparente, lo cual es bueno para medir la frecuencia cardíaca y los oxímetros.

Pero como la constante dieléctrica en esta longitud de onda es mayor que 1, también se refracta. (el plástico es más alto que el vidrio, por lo que pueden usar lentes más delgados para los marcos de los ojos)

Pero la piel también es una superficie irregular en comparación con la longitud de onda, por lo que también dispersa la luz.

También generamos IR como calor, pero esta es una longitud de onda más larga que la que pueden detectar la mayoría de los LED IR y PD. FIR o Far InfraRed es (> 5um) pero no estoy seguro de la longitud de onda máxima.

El cuerpo también absorbe calor infrarrojo tanto IR corto o SIR de los calentadores de tungsteno como IR lejano o FIR de los cuerpos de nuestros socios. Le da al "efecto de cuerpo negro" un significado completamente nuevo para algunos, pero algunos investigadores, incluyéndome a mí, conocen los beneficios saludables de FIR y algunos dicen que las parejas casadas viven más si duermen más cerca. Todos los Doctores en Acupuntura lo saben porque utilizan lámparas FIR.

Otro juego de palabras es el "efecto piel" porque sabemos que las longitudes de onda más largas penetran más profundamente, una cualidad importante de FIR por razones terapéuticas. A menudo, se sintetiza con muchos fósforos minerales, incluido el germanio, con un calentador trasero de infrarrojos corto.

Yo lo llamaría una "superficie difusa" que proporciona imágenes monocromáticas de menor resolución o dispersión de la luz incidente en y debajo de la superficie.

Sin darle los números reales aquí, puedo decirle por mi propia experiencia con tales circuitos IR que la luz IR se refleja en su cuerpo y que su cuerpo no emite suficientes IR para fallar en este tipo de circuito. Pero la luz solar IR es un gran problema que debe tener en cuenta.

La segunda parte que noté es que incluso si se quita el LED IR, el sensor aún se activa porque nuestros cuerpos también emiten radiación que el fotodiodo puede detectar. Siempre que el voltaje de umbral sea lo suficientemente bajo. Entonces, ¿cuál es el punto de tener un LED IR en el circuito si el circuito ya se activa cuando un dedo se acerca al circuito, o lo estoy entendiendo mal?

Siempre que el umbral sea lo suficientemente bajo. Cuando eso sucede, el circuito también se activará por cosas como la luz solar perdida.

Por lo tanto, el umbral se establece más alto que la iluminación ambiental más alta que cree que es probable, y esto hace que sea imposible activar los IR emitidos por su cuerpo. Luego, necesita un LED para proporcionar aún más iluminación para que el circuito pueda dispararse.

Tenga en cuenta que colocar un filtro IR frente al detector ayuda, ya que elimina la radiación ambiental en el visible y mejora la cantidad de energía no deseada que cae sobre el detector.

Como cualquier espejo imperfecto, parte de la luz IR se reflejará y otra parte será absorbida. De memoria no sé la proporción, pero incluso si la mayor parte se absorbe, parte todavía se refleja. Por lo tanto, si el ÚNICO camino óptico entre el LED y el detector involucra un reflejo de una persona, el detector se activará MÁS, suponiendo que la persona no esté bloqueando una fuente más grande de luz IR, como el sol.

Muchos circuitos detectores modulan el LED y luego busca un cambio en el detector en la frecuencia modulada. De esta forma, sabrá que solo está observando los cambios relacionados con la fuente de luz de interés.