Torcetta LED Infrarossa (notturno)

Inviato: domenica 29 dicembre 2013 11.44 Quote

Come costruirsi una torcia a led infrarossi (IR)

Prima di passare alla costruzione (fai da te) di una torcia a infrarossi apro una piccola parentesi per rinfrescare un po’ la mente su questi raggi:

Storia
Nel 1800 il fisico William Herschel pose un termometro a mercurio nello spettro prodotto da un prisma di vetro, per misurare il calore delle differenti bande di luce colorate. Scoprì che il termometro continuava a salire anche dopo essersi mosso oltre il bordo rosso dello spettro, dove non c'era più luce visibile. Fu il primo esperimento che mostrò come il calore poteva trasmettersi grazie ad una forma invisibile di luce.

Radiazione infrarossa
La radiazione infrarossa (IR) è radiazione elettromagnetica con una lunghezza d'onda maggiore della luce visibile, ma minore delle microonde. Il nome significa "sotto il rosso" (dal Latino infra, "sotto"), perché il rosso è il colore visibile con la lunghezza d'onda più lunga. La radiazione infrarossa ha una lunghezza d'onda compresa tra 700 nm e 1 mm.
L'infrarosso è spesso suddiviso in infrarosso vicino (NIR, 0,7-5 µm), medio infrarosso (MIR o intermediate-IR, 5-30 µm) e infrarosso lontano (FIR, 30-1000 µm). Questa divisione non è molto precisa, ma intesa solo per dare un'idea generale della lunghezza d'onda di cui si sta parlando.
La radiazione infrarossa è spesso legata al calore, perché gli oggetti alle normali temperature quotidiane, o più alte, emettono spontaneamente radiazione di questo tipo, più che altro concentrata nel medio infrarosso.

Ma veniamo a noi…

Come costruirsi una torcia a led infrarossi (IR)

Partendo dal presupposto che per accendere ogni led sono necessari 1,5v volt possiamo ipotizzare di quanti led vogliamo comporre la nostra torcia. Le batterie utilizzate in questa guida sono da 9 volt ed essendo un po’ ingombranti è bene non utilizzarne troppe (sennò ci vuole lo zaino), quindi facendo un rapido conto, utilizzando 12 led abbiamo bisogno di 18 volt che sono proprio 2 pile di quella appena nominate.
L’immagine sottostante mostra il led a infrarossi e il portaled:


Led a infrarossi e portaled.


Faccio un elenco del materiale necessario, in modo da non ritrovarsi a metà guida con le mani in mano.
Sono quindi necessari:

• 12 led a raggi infrarossi
• 12 portaled
• 2 batterie da 9 volt
• 2 attacchi per batteria da 9 volt
• 1 switch o 1 piccolo interruttore
• 1 scatolina di metallo o plastica o 1 barattolo di metallo o plastica
• Saldatore a stagno
• Filo di stagno
• Trapano elettrico o a mano con punta di diametro di 5 mm
• Alesatore
• Martello
• 1 puntale o 1 vite
• Tubo termorestringente
• 1 accendino
• Nastro isolante
• Gomma piuma


Per prima cosa dobbiamo pensare a come disporre i led sulla nostra futura torcia e secondo me per avere un buon fascio di luce irradiata che non sia ne troppo puntiforme ne troppo dispersa, la migliore disposizione è questa:


Immagine creata con AutoCAD, le dimensioni dell’immagine non rispettano quelle reali. Ovviamente il diametro delle “circonferenze guida” dipende dal supporto che verrà utilizzato.


Pertanto faccio uno schema su carta (lo schema nell’immagine è stato creato con “AutoCAD” ma si può fare anche a mano) cercando di mantenere costanti le distanze tra le posizioni dei led e facendo lo schema in base alle dimensioni del supporto (nel nostro caso, il fondo di un barattolo di latta). Ritaglio tale schema e lo appoggio sul supporto (magari fermato anche con una puntina di colla) dopodichè con un martello e un puntale (o una vite) faccio un piccolo foro al centro di ogni punto che verrà occupato dal led in modo da avere delle linee guida sulle quali utilizzare il trapano con la punta da 5 mm. Applico un ulteriore foro lateralmente al barattolo il quale sarà la locazione del nostro switch o interruttore.
Dopo aver fatto tutti i fori otterremo un risultato che sarà simile a questo:


Fori applicati sul barattolo seguendo il precedente schema. Un ulteriore foro è applicato lateralmente al barattolo stesso e servirà per inserirci l’interruttore della torcia.


A questo punto, con l’alesatore vado ad allargare i buchi uno ad uno in modo che i portaled (di 6 mm di diametro) entrino alla perfezione così che i led restino fissi una volta inseriti.
Allargo anche il foro dove andrà inserito il piccolo interruttore (o in alternativa uno switch) sempre tramite il trapano o con l’utilizzo di una lima.
Alla fine otteniamo un risultato come questo:


Portaled inseriti a incastro nei fori. Notare anche il foro laterale è stato adattato alle dimensioni dell’interruttore che verrà inserito.


E’ arrivato ora il momento di creare il circuito.
Posto l’immagine di come creare il circuito in modo che la successiva spiegazione risulti più comprensibile.


Circuito della torcia a infrarossi dove si può vedere come i led siano saldati in serie.


Nell’immagine sono stati saldati anche i fili all’interruttore per far vedere il circuito chiuso, mi raccomando di aspettare a saldare quei fili perché sennò diventa un po’ difficile far passare l’interruttore da dentro.. (comunque sia se li avete già saldati non c’è niente di cui preoccuparsi, basta staccarli e risaldarli al momento opportuno).
Come è possibile notare, un led ha un piedino più lungo e uno più corto, il piedino più lungo è il catodo che ha quindi segno (+), di conseguenza il piedino più corto è l’anodo che ha segno (-). I led vanno collegati in serie per cui saldo il piedino (-) del primo led con il piedino (+) del secondo, il (-) del secondo con il (+) del terzo e così via fino ad avere tutti i led saldati in fila.
Prendo ora i 2 attacchi per batteria e l’interruttore e collego il filo (-), il nero, al piedino (+) del primo led, poi prendo il filo (+), il rosso, e lo collego al piedino (-) dell’ultimo led; a questo punto collego gli altri due fili degli attacchi da batteria all’interruttore (come detto sopra, prima di fare questa operazione aspettare di aver inserito l’interruttore nel foro creato sul contenitore).
Per precauzione copro i vari piedini dei led con del tubo termorestringente per evitare che si tocchino mandando così i led in sovratensione con il rischio che si brucino, e con la fiamma di un accendino scaldo leggermente il tubo facendolo aderire in modo che rimanga saldo (attenzione a non dissaldare i led con il calore della fiamma).
Fatto questo non resta che inserire i led nei vari portaled e l’interruttore nell’apposito foro laterale, quindi saldare i fili all’interruttore come mostrato nella precedente figura.
L’interno della nostra torcia apparirà più o meno così:


Interno della torcia a infrarossi.


A questo punto con un po’ di gommapiuma avvolgo le batterie da 9 volt (precedentemente fermate insieme con nastro isolante) in modo che restino ferme all’interno del nostro contenitore; si attaccano ora i due attacchi per batterie alle batterie, metto altra gommapiuma negli gli eventuali spazi vuoti rimasti e chiudo il contenitore.
Il risultato finale dovrebbe assomigliare più o meno a questo:


Torcia (fai da te) a raggi infrarossi.


Passiamo ora a vedere se funziona la nostra torcia a infrarossi:

Le camere CCD hanno una sensibilità spettrale che si estende oltre le lunghezze d’onda del visibile arrivando anche al vicino infrarosso, per cui noi non rileviamo la luce emessa dai led della nostra torcia ad occhio nudo, ma la rileviamo però attraverso una camera digitale, che sia una telecamera, che sia una macchina fotografica o che sia un telefonino e comunque sia in assenza o in molta scarsità di luce.
Per cui se accendo la mia torcia e la rivolgo verso di me e con la mia fotocamera digitale provo, in condizioni di buio, a fotografarla con il flash, mi accorgo che i led non emettono luce, così come se facessi una foto allo stesso modo però in condizioni di luce completa. Mentre se in condizioni di buio faccio una foto alla torcia accesa rivolta verso di me mi accorgo che emette una luce:


Fotografia digitale (in condizioni di buio) con flash alla torcia IR accesa.
Fotografia digitale (in condizioni di buio) senza flash alla torcia IR accesa.

 

Se io in condizioni di buio guardassi la torcia direttamente o guardassi ciò che è esposto a questi raggi senza l’utilizzo di una camera CCD, vedrei così:


 


 

Ciò che si vede ad occhio nudo con la torcia a infrarossi accesa.

In pratica come se non avessi in mano nessuna fonte di luce o come se ce l’avessi spenta.
Ho fatto quindi un paio di prove ed ho illuminato con la torcia a infrarossi il mio gatto (Lupin) e poi il cartello del rischio biologico. Senza l’utilizzo di camere CCD quello che vedevo, come aspettato, era la stessa immagine di cui sopra, cioè.. niente. Ma guardate invece cosa ottengo se il gatto e il cartello li guardo attraverso la mia fotocamera:


Foto del mio gatto (Lupin) con fotocamera digitale in condizioni di buio con torcia IR accesa.
Foto del cartello di rischio biologico con fotocamera digitale in condizione di buio con torcia IR accesa.

 


E la stessa cosa la ottengo (con risoluzione minore) guardando il gatto ed il cartello attraverso il mio telefonino (Nokia 6680):


Foto del gatto (Lupin) con cellulare Nokia 6680 in condizione di buio con torcia IR accesa.
Altra foto del gatto con cellulare Nokia 6680 in condizione di buio con torcia IR accesa.
Foto del cartello di rischio biologico con cellulare Nokia 6680 in condizione di buio con torcia IR accesa.

 



La distanza massima di visibilità accettabile raggiunta da questa torcia ir fai da te non supera 1,5 m di distanza, si riesce comunque ad intravedere qualcosa fino al massimo a 2 metri di distanza a seconda di cosa viene illuminato.


PS:QUESTA GUIDA è STATA STILATA PARECCHI ANNI ORSONO,I NUOVI LED 5MM IR HANNO TENSIONE DI ALIMENTAZIONE CHE VARIA DAI 3 AI 3,5V - DUNQUE VALUTARE QUANTI LED IN SERIE PER POTER FAR FUZIONARE IL TUTTO.


Spero sia cosa gradita,a voi pareri e commenti
Inviato: domenica 29 dicembre 2013 12.00 Quote
Ottimo lavoro! E molto bravo...io ho acquistato dal sito dei led simili t5mm pero di vario colore per fare dei faretti,appena possibile posto tutto