Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik IR Sensoren funktion


von Markus (Gast)


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Ich habe eine Frage an euch, ich verstehe nicht so richtig wie ein 
Infrarot Sensor funktioniert, ich weiß, dass es was mit den 
Elektromagnetischen Wellen auf sich hat.
Jetzt ist die frage ob es mir jemand erklären kann oder einen link 
reinstellt wo ich sowas nachlesen kann.

Danke im Vorraus

von Michael K. (aemkai)


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Stichwort: Photoelement (z.B. Photodiode, Phototransistor, ...)
Dieses ist nicht auf sichtbares Licht (=elektromagnetische Wellen) 
empfindlich, sondern auf infrarotes Licht.

: Bearbeitet durch User
von Joachim B. (jar)


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Markus schrieb:
> Ich habe eine Frage an euch, ich verstehe nicht so richtig wie ein
> Infrarot Sensor funktioniert

meinst du IR allgemein, das ist nur Licht im infrarotbereich und kann 
von vielen gesehen werden die Licht sehen, Handycams, Photodioden o.ä. 
aber verschieden gut weil jeder Empfänger eine beschränkte 
Empfindlichkeit hat.

oder meinst du IR Empfänger für Fernbedienungen die nur moduliertes 
Licht empfangen und filtern? Siehe IRMP Artikel im Forum

von Frank E. (Firma: Q3) (qualidat)


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Das Wort "Infrarot" ist zu ungenau. Damit bezeichnet man quasi Alles, 
was bezüglich der Frequenz unter Rot (lat. "infra"=unter) liegt. 
Demzufolge kommen auch unterschieldiche phys. Effekte zum Einsatz:

- nahes IR = "normaler" Innerer Lichtelektrischer Effekt, z.B. Fotodiode 
oder -Transistor

- etwas weiter weg = Pyroelektrischer Effekt (z.B. in PIR-Sensoren)

- fernes IR = reiner Wärmeeffekt z.B. mittels Mikrobolometer oder 
Thermoelektrischer Effekt mittels Thermoelement ...

von Markus (Gast)


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Ich meine generell Infrarot Sensoren z.B. einen Sensor der auf eine 
Fernbedienung reagiert oder einen Bewegungsmelder.
Eigentlich ganz im allgemeinem wie dieser Infrarot Sensor etwas empfängt 
oder besser gesagt die Grundfunktion von so einem Sensor.
Ich hoffe ihr versteht was ich meine...

von Joachim B. (jar)


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Markus schrieb:
> Ich meine generell Infrarot Sensoren z.B. einen Sensor der auf eine
> Fernbedienung reagiert oder einen Bewegungsmelder.

ich bin sicher das die beiden verschieden arbeiten, aber zur 
Fernbedienung, lies dir den Artikel IRMP durch:
https://www.mikrocontroller.net/articles/IRMP#Entstehung

Prinzipiell werden seriell Bits per Infrarotlicht übertragen die kodiert 
sind. Damit diese nun zwischem anderen (Infrarot)Licht erkannt werden 
wird nicht nur Licht an/aus gesendet sondern gepulstes Licht an/aus. 
Diese Pulse liegen oft zwischen 30kHz und 40kHz, einige Exoten auch bei 
400kHz.

Im IR Empfänger sind optische Filter der nur das infrarote Licht 
passieren lässt und Decoder die auf der passenden Frequenz arbeiten 
schon integriert (im Gegensatz zu einer einfachen Fotodiode), deswegen 
wählt man ja beim Kauf die Dekoder Frequenz, z.B. ich immer TSOP3136, 
die letzten beiden Ziffer für 36kHz, damit erreiche ich im Zimmer alle 
IR Fernbedienungen von 30-40 kHz und brauche mich um die 
Frequenzfilterung nicht mehr kümmern, den Rest macht IRMP am µC.

Wer mag kann auch mit passenden Fotodioden und geeignete IR Folien und 
Decoder den TSOP nachbauen.

: Bearbeitet durch User
von Frank E. (Firma: Q3) (qualidat)


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Markus schrieb:
> Ich meine generell Infrarot Sensoren z.B. einen Sensor der auf
> eine
> Fernbedienung reagiert oder einen Bewegungsmelder.
> Eigentlich ganz im allgemeinem wie dieser Infrarot Sensor etwas empfängt
> oder besser gesagt die Grundfunktion von so einem Sensor.
> Ich hoffe ihr versteht was ich meine...

Nö, weil es eben kein "generelles" IR gibt :-)

Fernbedienung ist im weitesten Sinne Nachrichtenübertragung mittels 
nahem IR (so um die 800nm) - Empfänger ist ein Fototransistor oder eine 
Fotodiode.

Bewegungsmelder ist "fernes IR" um die 1500nm und länger, da zeigt ein 
IR-Sensor fü ne Fernbedienung nicht das leiseste Zucken - das macht man 
mit pyroelektrischen Sensoren, die völlig anders funktionieren.

von Karl H. (kbuchegg)


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Markus schrieb:

> Eigentlich ganz im allgemeinem wie dieser Infrarot Sensor etwas empfängt
> oder besser gesagt die Grundfunktion von so einem Sensor.

Ich denke, du suchst nach dem photoelektrischen Effekt

https://de.wikipedia.org/wiki/Photoelektrischer_Effekt

In kurzen Worten: Photonen schlagen Elektronen aus Atomen heraus, wenn 
sie auf ein Atom treffen. Dabei muss das Photon je nach Atomsorte, auf 
die es trifft, einigermassen genau die richtige Energie haben, damit das 
möglich ist.

Einstein hat für die Erklärung dieses Effekts den Nobelpreis bekommen.

von Joachim B. (jar)


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Karl H. schrieb:
> In kurzen Worten: Photonen schlagen Elektronen aus Atomen heraus, wenn
> sie auf ein Atom treffen.

du gehst ja vom Teilchenprinzip aus, aber da Licht (auch) eine Welle ist 
und nur da funktionieren IR Filter im TSOP würde ich lieber über die 
Wellentheorie erklären wenn es um IR Ferndedienungen geht.

Zum warmen Kachelofen bin ich bei dir, da merkt man die Einschläge der 
Photonen auf der Haut.

von Karl H. (kbuchegg)


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Joachim B. schrieb:
> Karl H. schrieb:
>> In kurzen Worten: Photonen schlagen Elektronen aus Atomen heraus, wenn
>> sie auf ein Atom treffen.
>
> du gehst ja vom Teilchenprinzip aus, aber da Licht (auch) eine Welle ist
> und nur da funktionieren IR Filter im TSOP würde ich lieber über die
> Wellentheorie erklären wenn es um IR Ferndedienungen geht.

Filter ist ok.
Damit kannst du aber immer noch nicht erklären, warum und wie Licht es 
schafft irgendwelche elektrischen Eigenschaften zu verändern. Die 
brauchst du aber letzten Endes, damit sich in der Auswerteeinheit 
irgendetwas tut.

Licht ist eben eine Krux. Man sollte es abschaffen :-)

Ich geh aber auch gerne mit dir konform, wenn wir uns darauf einigen 
können, dass die Aufgabenstellung sehr unpräzise gestellt ist. Solche 
Rundumschlag-Fragen sind sehr schwer zu beantworten, weil fast überall 
Detailprobleme lauern, für die man gut und gerne mehrseitige 
Abhandlungen benötigen würde, selbst wenn man nur wenig in die Tiefe 
geht. Sieht man sich Dinge genauer an, dann gibt es eben oft keine 
einfachen Antworten mehr. Selbst bei scheinbar so einfachen und 
selbstverständlichen Dingen wie einer TV-Fernbedienung gibt es einige 
Ebenen die nicht uninteressant und jede für sich keineswegs trivial zu 
beantworten ist.

von Physiker (Gast)


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Michael K. schrieb:
> Dieses ist nicht auf sichtbares Licht (=elektromagnetische Wellen)
> empfindlich, sondern auf infrarotes Licht.

Man könnte meinen, dass du der Auffassung bist, dass infrarotes Licht 
nicht aus elektromagnetischen Wellen besteht. :-(

Man sollte um der Klarheit willen besser ergänzen:
"... sondern auf infrarotes Licht. (=elektromagnetische Wellen)".

Und jetzt kommst du ...

von Wolfgang (Gast)


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Markus schrieb:
> Ich meine generell Infrarot Sensoren z.B. einen Sensor der auf eine
> Fernbedienung reagiert oder einen Bewegungsmelder.

Das ist, wie wenn du bei Fahrzeugen generell nach dem Funktionsprinzips 
der Antriebsmaschiene fragst. Da gibt es nun mal sehr verschiedene ...

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Markus schrieb:
> Ich meine generell Infrarot Sensoren z.B. einen Sensor der auf eine
> Fernbedienung reagiert oder einen Bewegungsmelder.

Das sind ganz verschiedene Dinge. So wie ein Haarfön und eine 
Bohrmaschine. Die laufen zwar auch beide mit elektrischem Strom
und es dreht sich jeweils was. Aber abgesehen davon sind die 
Unterschiede größer als die Gemeinsamkeiten.

von Michael K. (aemkai)


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Physiker schrieb:
> Man könnte meinen, dass du der Auffassung bist, dass infrarotes Licht
> nicht aus elektromagnetischen Wellen besteht. :-(
Nein, aber du hast Recht dass das "infrarot" in Bezug auf die Klammer 
unpassend einschränkend ist.
In meinem Kopf war nur "Licht (=elektromagnetische Wellen)"


Frank E. schrieb:
> Bewegungsmelder ist "fernes IR" um die 1500nm und länger, da zeigt ein
> IR-Sensor fü ne Fernbedienung nicht das leiseste Zucken - das macht man
> mit pyroelektrischen Sensoren, die völlig anders funktionieren.
Es gibt durchaus Photodioden, die bis 5000 nm empfindlich sind (was je 
nach Verständnis noch als nahes, meist aber als mittleres Infrarot 
bezeichnet wird)

Aber häng noch eine Null dran (15000 nm), dann hast du recht.

: Bearbeitet durch User
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