James Prietzel, Product Manager di Intelligent LED Solutions (ILS)
James ricopre il ruolo di Product Manager presso ILS, occupandosi di tutto ciò che riguarda i LED, e collabora con l’azienda dal 2012. Si dedica alla comprensione delle ultime tecnologie e innovazioni fornite dai principali attori nel campo dell’optoelettronica, spaziando dalle ottiche ai LED e ai driver LED intelligenti.
L’infrarosso (IR) rappresenta un tipo di radiazione elettromagnetica caratterizzata da una lunghezza d’onda al di fuori dello spettro della luce visibile. La sua scoperta risale al 1800 ad opera di William Herschel, che condusse esperimenti per misurare la differenza di temperatura tra i colori delle lunghezze d’onda. Questa ricerca portò alla scoperta delle radiazioni infrarosse, con le temperature più elevate rilevate oltre l’estremità rossa dello spettro visibile.
Sebbene l’uomo non sia in grado di percepire le lunghezze d’onda nell’infrarosso (IR), quelle più deboli possono comunque emettere un bagliore rosso visibile. Questo fenomeno è dovuto al fatto che le lunghezze d’onda nell’IR si collocano appena al di là dello spettro della luce rossa visibile. Pertanto, sebbene la maggior parte delle lunghezze d’onda nell’IR non sia visibile all’occhio umano, gli esseri umani possono rilevare gli IR attraverso la loro emissione di calore. Queste peculiarità permettono agli IR di avere molte applicazioni interessanti e utili.
Ma dove si collocano gli infrarossi nello spettro elettromagnetico?
Di solito, quando si menzionano i LED (diodi a emissione luminosa), si pensa all’illuminazione visibile. Tuttavia, i LED IR hanno applicazioni diverse, poiché le diverse lunghezze d’onda degli infrarossi si prestano a vari scopi. La radiazione più vicina allo spettro della luce visibile è quella del vicino infrarosso. Ad esempio, i LED IR con una lunghezza d’onda compresa tra 750 e 850 nm emettono un bagliore rosso visibile. Al contrario, gli IR a media e lunga distanza non sono rilevabili dalla vista umana.
Cosa sono i LED a infrarossi?
I LED a infrarossi funzionano come qualsiasi altro LED, ma utilizzano materiali diversi per produrre uno spettro di luce differente. I LED IR emettono lunghezze d’onda all’estremità superiore dello spettro della radiazione elettromagnetica, oltre a quella visibile. Tuttavia, a differenza dei LED che emettono lunghezze d’onda e colori all’interno dello spettro visibile, i LED IR non vengono utilizzati per fornire illuminazione nello stesso modo. I LED IR possono avere molte applicazioni interessanti, che verranno analizzate di seguito.
I LED a infrarossi emettono calore?
Sebbene le radiazioni IR emettano calore, la maggior parte delle applicazioni utilizza gli IR per le loro caratteristiche uniche di illuminazione piuttosto che per il calore. Tali applicazioni utilizzano lunghezze d’onda IR ad alta potenza per illuminare grandi distanze a risoluzioni elevate, il che comporta l’emissione di calore e il contenimento del LED. La gestione termica, come i dissipatori di calore e i materiali di interfaccia termica (TIM), viene utilizzata per raffreddare e allontanare il calore dal LED.
A cosa servono i LED a infrarossi?
I LED a infrarossi sono utilizzati in molti settori diversi, sia in ambito domestico che industriale. Diamo un’occhiata più da vicino ad alcune delle loro applicazioni.
Telecomandi: I LED IR sono comunemente utilizzati per la comunicazione a corto raggio, come i telecomandi per TV, condizionatori d’aria e altri dispositivi elettronici. I telecomandi contengono un LED IR che emette impulsi di luce infrarossa non visibile per trasmettere un messaggio a un ricevitore.
Telecamere a circuito chiuso e di sicurezza: Quasi tutti gli oggetti emettono radiazioni infrarosse o calore, che possono essere rilevate tramite sensori. Questo rende i raggi infrarossi utili per applicazioni di rilevamento e di rilevazione come le telecamere di sicurezza, il riconoscimento automatico delle targhe e gli occhiali per la visione notturna. Queste termocamere utilizzano LED IR ad alta potenza posizionati intorno all’obiettivo della telecamera per acquisire immagini IR in condizioni di scarsa o nulla luminosità. In questo modo è possibile illuminare una scena e monitorarla con una telecamera.
Sensori di movimento: I LED IR sono utilizzati nei sensori di movimento per rilevare il movimento e attivare allarmi o altre azioni. Questi sensori rilevano l’energia infrarossa emessa come calore da persone e animali. Qualsiasi aumento di IR viene rilevato dal sensore, che attiva una risposta e notifica l’avvicinamento di qualcuno nel suo raggio d’azione.
Apparecchiature mediche: I LED IR sono utilizzati nelle apparecchiature mediche, come i pulsossimetri, per misurare la saturazione di ossigeno nel sangue (SpO2). La misurazione della pulsossimetria utilizza solitamente due diverse lunghezze d’onda. La differenza tra l’assorbimento della luce IR e rossa viene utilizzata per determinare il contenuto di ossigeno nel sangue. La pulsossimetria può anche rilevare l’apnea del sonno nei pazienti.
Applicazioni automobilistiche: I LED IR sono utilizzati per il rilevamento in applicazioni automobilistiche, come i sistemi di rilevamento delle collisioni e i sistemi di monitoraggio del conducente, progettati per avvisare i conducenti della presenza di oggetti o pedoni intorno all’auto. L’infrarosso (IR) rappresenta la soluzione ideale in questo contesto, poiché si basa sul calore per il rilevamento anziché sull’illuminazione.
Scanner di codici a barre: Nei dispositivi di scansione dei codici a barre, vengono impiegati LED IR. Questi emettono lunghezze d’onda infrarosse sulla superficie del codice a barre. Il lettore successivamente misura l’andamento e la quantità di luce riflessa dal codice a barre. L’emissione luminosa ricevuta viene convertita in dati da un decodificatore e trasmessa a un computer.
Orologi intelligenti e monitoraggio della salute: Nel monitoraggio della frequenza cardiaca, si fa comunemente uso di lunghezze d’onda IR. Un LED IR emette luce che penetra attraverso la pelle e viene assorbita dai vasi sanguigni. La luce riflessa e i dati correlati permettono la misurazione di parametri come la frequenza cardiaca, il livello di ossigeno nel sangue e persino il livello di glucosio nel sangue. Questa tecnologia viene spesso implementata in orologi intelligenti e altri dispositivi medici.
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