Cảm biến hồng ngoại là gì

Cảm biến hồng ngoại là gì? Hay cảm biến nhiệt độ hồng ngoại là gì? Ngày nay, các thiết bị sử dụng trong gia đình được thiết kế thông minh. Ví dụ như : đèn cầu thang tự động bật khi có người, và tự động tắt khi không có người đi qua. Như vậy sẽ rất thuận tiện và tiết kiệm điện cho gia đình. Hoặc cửa tự động đóng – mở trong các trung tâm thương mại… Làm thế nào mà có thể tự động hóa các thiết bị đó? Ở bài viết này mình xin giới thiệu đến các bạn loại cảm biến được sử dụng rất nhiều trong dân dụng và công nghiệp; đó là cảm biến hồng ngoại.

cảm biến hồng ngoại là gì

Ứng dụng cảm biến hồng ngoại bật tắt đèn

Cảm biến hồng ngoại (hay còn được gọi là IR Sensor) là một thiết bị điện tử đo và phát hiện bức xạ hồng ngoại trong môi trường xung quanh của nó. Bức xạ hồng ngoại được một nhà thiên văn học tên là William Herchel tình cờ phát hiện ra vào năm 1800. Trong khi đo nhiệt độ của từng màu ánh sáng (ngăn cách bằng lăng kính). Ông nhận thấy rằng nhiệt độ ngay bên ngoài ánh sáng đỏ là cao nhất. IR Sensor phát ra tia hồng ngoại không thể nhìn thấy đối với mắt người. Vì bước sóng của nó dài hơn bước sóng của ánh sáng nhìn thấy (mặc dù nó vẫn nằm trên cùng một phổ điện từ). Bất cứ thứ gì phát ra nhiệt (mọi thứ có nhiệt độ trên khoảng 5 độ Kelvin ) đều phát ra bức xạ hồng ngoại.

Phân loại cảm biến hồng ngoại

Có hai loại cảm biến hồng ngoại: chủ động và thụ động:

Cảm biến hồng ngoại chủ động vừa phát ra vừa phát hiện bức xạ hồng ngoại. IR Sensor chủ động có hai phần: một điốt phát sáng (LED) và một bộ thu. Khi một đối tượng đến gần cảm biến, ánh sáng hồng ngoại từ đèn LED sẽ phản xạ khỏi đối tượng và được bộ thu phát hiện. Cảm biến hồng ngoại chủ động hoạt động như cảm biến khoảng cách và chúng thường được sử dụng trong các hệ thống phát hiện chướng ngại vật (chẳng hạn như trong robot).

Cảm biến hồng ngoại chủ động

Cảm biến hồng ngoại thụ động (PIR) chỉ phát hiện bức xạ hồng ngoại có nghĩa là cảm biến chỉ nhận các tia hồng ngoại từ vật thể khác như : người, động vât, nguồn nhiệt bất kỳ; chứ nó không tụ phát ra tia hồng ngoại nào.

Cảm biến hồng ngoại thụ động

Cảm biến hồng ngoại thụ động bao gồm:

  • Hai dải vật liệu nhiệt điện (cảm biến nhiệt điện)
  • Một bộ lọc hồng ngoại (chặn tất cả các bước sóng ánh sáng khác)
  • Thấu kính Fresnel ( thu thập ánh sáng từ nhiều góc độ vào một điểm duy nhất)
  • Vỏ bảo vệ cảm biến khỏi các biến môi trường khác, chẳng hạn như độ ẩm)

Cảm biến hồng ngoại thụ động (PIR) được sử dụng phổ biến nhất trong phát hiện dựa trên chuyển động; chẳng hạn như hệ thống an ninh trong nhà. Khi một đối tượng chuyển động tạo ra bức xạ hồng ngoại đi vào phạm vi cảm nhận của máy dò; sự khác biệt về mức IR giữa hai phần tử nhiệt điện được đo. Sau đó, cảm biến sẽ gửi một tín hiệu điện tử đến một máy tính nhúng, từ đó sẽ kích hoạt cảnh báo.

Ưu và nhược điểm của cảm biến hồng ngoại

*** Ưu điểm : cảm biến phân biệt được chuyển động của người và đồ vật. Góc hoạt động của cảm biến có thể điều chỉnh được theo ý muốn. Giá thành tương đối rẻ so với các loại cảm biến khác.

*** Nhược điểm : Công nghệ hồng ngoại có nhược điểm là góc quét nhỏ, có điểm chết, không thể cảm biến xuyên vật cản. Chính vì công nghệ này phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ để cảm biến nên tại môi trường có nhiệt độ cao thì càng kém nhạy. Phạm vi  cảm biến được chỉ trong khoảng 2 – 3m.

Một số lưu ý khi lắp cảm biến hồng ngoại như sau :

  • Do cảm biến hồng ngoại hoạt động dự trên nguồn nhiệt. Nên khi lắp đặt cần chú ý đến góc quét của cảm biến không hướng vào các vật có nguồn nhiệt như : dàn nóng máy lạnh, nơi nhiều tia nắng mặt trời hoặc rèm cửa khi có gió sẽ làm cảm biến bị nhiễu,…
  • Không nên lắp cảm biến hồng ngoại gần nguồn điện; bởi vì cảm biến hồng ngoại thụ động là một thiết bị điện tử; hoạt động ở điện áp thấp nên hạn chế đặt gần điện nguồn cao áp.
  • Tránh những vùng khuất (điểm mù) tại nơi lắp đặt, khiến đầu báo không thể phát hiện được chuyển động.
  • Kiểm tra khả năng cảm nhận của đầu báo sau khi lắp đặt.

Một số hình ảnh minh họa ứng dụng cảm biến hồng ngoại trong thực tế :

Ngoài ứng dụng tự tắt mở đèn ở phần đầu; cảm biến hồng ngoại còn được dùng phổ biến nhất nữa là đóng mở cửa tự động tại các trung tâm thương mại hoặc của hàng tiện lợi,…

Cảm biến hồng ngoại đóng mở cửa tự động

Ngoài ứng dụng cho việc thuận tiện hơn trong cuộc sống. Cảm biến hồng ngoại còn được dùng với mục đích khác cho an ninh. Cảm biến được lắp tại các khu vực ít người lui tới, và không có người trông coi. Cảm biến sẽ phát hiện ra người xuất hiện tại khu vực đó vào kích hoạt báo động

Cảm biến hồng ngoại chống trộm

Cám ơn các bạn đã xem bài viết này. Hy vọng thông qua bài viết này các bạn sẽ hiểu hơn về cảm biến hồng ngoại; xuất hiện khắp nơi xung quanh cuộc sống của chúng ta hằng ngày.

Bài viết tham khảo : Lbs là gì ?