Kiến Thức Bổ Ích

Cảm Biến Hồng Ngoại, Các Loại IR Sensor & Ứng Dụng

cam bien hong ngoai - William Herschel

Bức xạ hồng ngoại

cam bien hong ngoai - William Herschel

Bức xạ hồng ngoại đã vô tình được phát hiện bởi một nhà thiên văn học tên là William Herschel vào năm 1800.

Trong khi đo nhiệt độ của từng màu ánh sáng (cách nhau bởi một lăng kính), ông nhận thấy rằng nhiệt độ vượt ra ngoài ánh sáng đỏ là cao nhất.

Cảm biến hồng ngoại là gì?

Cảm biến hồng ngoại (Passive Infrared) hay còn được gọi là IR Sensor, chúng là một thiết bị điện tử có khả năng đo và phát hiện bức xạ hồng ngoại trong môi trường xung quanh.

Cảm biến hồng ngoại (Passive Infrared)

IR Sensor phát ra các tia vô hình đối với mắt người, vì bước sóng của nó dài hơn ánh sáng khả kiến ​​(mặc dù nó vẫn nằm trên cùng một phổ điện từ). Bất cứ thứ gì phát ra nhiệt (mọi thứ có nhiệt độ trên 5 độ Kelvin) đều phát ra bức xạ hồng ngoại.

Thông thường những vật thể có nhiệt độ trên 35° C sẽ phát ra bước sóng hồng ngoại.

Nguyên tắc hoạt động:

Cảm biến IR hoạt động như một Cảm biến phát hiện đối tượng có thể được giải thích bằng cách sử dụng hình sau. Cảm biến bao gồm một đèn LED hồng ngoại và một điốt quang hồng ngoại; chúng được gọi chung là Photo – Coupler hoặc Opto – Coupler.

Khi máy phát IR phát ra bức xạ, nó đi tới đối tượng và một số bức xạ phản xạ trở lại máy thu IR. Dựa trên cường độ thu của bộ thu IR, đầu ra của cảm biến được xác định.

Cảm biến hồng ngoại chủ động và cảm biến thụ động

hai loại cảm biến hồng ngoại đó là cảm biến dạng chủ động và thụ động.

Cảm biến hồng ngoại chủ động thường cấu tạo có hai phần: diode phát sáng (LED) và máy thu. Khi một vật thể đến gần cảm biến, ánh sáng hồng ngoại từ đèn LED sẽ phản xạ khỏi vật thể và được người nhận phát hiện.

Cảm biến hồng ngoại hoạt động đóng vai trò là cảm biến tiệm cận và chúng thường được sử dụng trong các hệ thống phát hiện chướng ngại vật (như trong robot).

Cảm biến hồng ngoại thụ động có nghĩa là chỉ nhận các tia hồng ngoại phát ra từ vật thể khác như người, động vật hoặc một nguồn nhiệt bất kỳ, chứ tự nó không phát ra tia hồng ngoại nào cả.

Sau khi nhận biết được nguồn nhiệt, bộ phận cảm biến sẽ phân tích để xách định điều kiện báo động. Vì thế người ta gọi đó là thụ động, chỉ phát hiện chứ không phải là nguồn phát ra tia hồng ngoại. Thường được ứng dụng trong các chuông báo động, thiết bị thông minh.

Ứng dụng của cảm biến hồng ngoại:


Cảm biến IR thường được ứng dụng nhiều trong cuộc sống như: phát hiện lửa, đo độ ẩm, đo khí gas, ứng dụng trong thiết bị smartphone,…

Trong hệ thống nhà thông minh, IR thường được ứng dụng như là:

Cảm biến hồng ngoại giúp bật tắt đèn tự động: với chức năng bật đèn tự động khi có người bước vào thì cảm biến hồng ngoại tự động đèn sẽ sáng lên. Và khi người di chuyển đến đâu thì đèn sẽ sáng đến đó. Vì thế mà ở các không gian lắp đặt thiết bị cảm biến hồng ngoại ở những vị trí như hành lang dùng bật đèn chiếu sáng lối đi hoặc nhà vệ sinh sẽ giúp cho các không gian đó được chiếu sáng luôn.

den cam ung op tran kawasan 323b
Ứng dụng trong bật tắt đèn tự động


Cảm biến hồng ngoại giúp chống trộm: so với các thiết bị chống trộm khác thì việc sử dụng thiết bị cảm biến giúp chống trộm tốt nhất, bảo vệ được gia đình. Bởi khi đêm đến nếu có trộm bước vào nhà hay đi qua sân vườn, ban công của nhà bạn, khi chúng đi ngang qua mắt cảm ứng mà trộm không xác định được vị trí lắp đặt của cảm biến thì thiết bị hú còi và ngay lúc đó thì chủ nhà biết có trộm để đề phòng và có biện pháp xử lý kịp thời.

Cảm ứng hồng ngoại giúp mở cửa tự động: hiện nay có nhiều thiết bị hồng ngoại được lắp đặt kèm theo chế độ mở cửa tự động giúp cho người dùng có thể tiện lợi và linh hoạt hơn khi sử dụng và lắp đặt các thiết bị.

Sử dụng IR Sensor:

  1. Không hướng mắt sensor về phía giàn nóng máy lạnh vì giàn nóng máy lạnh khi hoạt động thường có nhiệt độ cao, tia bức xạ hồng ngoại của nó phát ra sẽ gây nhiễu cảm biến, khiến nó hoạt động không chính xác.
  2. Không hướng mắt sensor về phía cửa sổ có rèm che để tránh báo động giả. Khi cửa sổ mở, nhiều nguồn nhiệt xâm nhập rèm che gặp gió sẽ có thể gây nhiễu cảm biến vi sóng.
  3. Không lắp đặt cảm biến PIR trong nhà ra ngoài trời bởi vì cảm biến PIR loại trong nhà không có tính năng chịu mưa nắng, để ngoài trời dù không trực tiếp gặp mưa nắng, nó cũng dễ bị hỏng dần chất liệu vỏ, lăng kính fresnel, khiến chức năng hoạt động kém dần đi.
  4. Không hướng trực tiếp mắt sensor về nơi nhiều nắng mặt trời. Tia mặt trời có nhiều bức xạ hồng ngoại, khiến sensor bị nhiễu.
  5. Không nên đặt sensor gần dây điện nguồn bởi vì cảm biến PIR là một thiết bị điện tử, hoạt động ở điện áp thấp nên hạn chế đặt gần điện nguồn cao áp.
  6. Không nên hướng mắt sensor ra phía cổng sát đường đi để tránh báo động giả không đáng có do người khác đi bộ hoặc chạy bộ ngang qua cổng. Sensor có thể lầm với việc đột nhập.
  7. Không lắp sensor trên tường bị rung để giúp sensor hoạt động ổn định hơn.

Một số lưu ý khác:

Trong hướng dẫn lắp đặt của hầu hết mọi nhà sản xuất cảm biến PIR đều có ghi chú về các vị trí lắp cảm biến cần tránh. Nếu không để ý kỹ, người lắp đặt sẽ dễ phạm phải. Kết quả là cảm biến có khi không hoạt động đúng chức năng, có khi lại báo động giả. Chúng ta cần lưu ý những vấn đề sau:

  • Đặt đầu báo tại nơi kẻ đột nhập phải đi qua, hoặc tại nơi tạo ra một cái bẫy với kẻ gian.
  • Đặt đầu báo với độ cao đúng như tài liệu kỹ thuật chỉ dẫn.
  • Tính toán vùng cảm nhận của đầu báo sao cho phù hợp với vùng cần cảm nhận theo yêu cầu.
  • 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.
  • Do đầu báo động hồng ngoại nhạy cảm với năng lượng hồng ngoại, cần lưu ý tránh các nguồn phát nhiệt, dễ gây ra báo động giả như: Gần cửa, điều hoà, lỗ thoát khí, bếp lửa và ánh sáng mặt trời.
  • Công nghệ giúp phân biệt vật nuôi.
5/5 (2 Reviews)

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai.