Cảm biến hồng ngoại ngày càng được ứng dụng nhiều trong các lĩnh vực của cuộc sống. Trong bài viết này, chúng ta hãy cùng nhau đi tìm hiểu về nguyên lý hoạt động và ứng dụng của loại cảm biến này nhé.
Cảm biến hồng ngoại là gì?
Cảm biến hồng ngoại có tên tiếng Anh là Infrared Sensor, được viết tắt IR Sensor. Cảm biến hồng ngoại là một thiết bị điện tử có khả năng phát hoặc nhận bức xạ hồng ngoại từ môi trường xung quanh chúng.
Như chúng ta đã biết, khi một vật thể phát ra nhiệt độ trên 35 độ C thì sẽ phát ra bức xạ hồng ngoại nhưng mắt người không thể nhìn thấy được. Tuy nhiên, các bộ IR Sensor được thiết kế để nhận diện được bức xạ hồng ngoại và từ đó ứng dụng vào các lĩnh vực khác nhau.
Phân loại cảm biến hồng ngoại
Hiện nay, các loại cảm biến hồng ngoại được chia thành 2 loại:
Cảm biến hồng ngoại chủ động (AIR)
Cấu tạo bao gồm diode phát sáng (LED) và máy thu. Khi có vật thể đến gần cảm biến, thiết bị đèn LED sẽ chủ động phát ra bức xạ hồng ngoại và phản xạ vào vật thể trở lại mà máy thu nhận có thể nhận thấy được. AIR thường được dùng trong các hệ thống phát hiện chướng ngại vật.
Cảm biến hồng ngoại thụ động (PIR)
Cảm biến thụ động không thể tự phát ra bức xạ hồng ngoại mà chỉ có khả năng phát hiện được bức xạ phát ra từ người, động vật hoặc nguồn nhiệt tạo bức xạ hồng ngoại.
Cảm biến hồng ngoại thụ động phát hiện vật thể phát bức xạ hồng ngoại và chuyển tín hiệu cho bộ xử lý. Đó là lý do gọi là thụ động vì chỉ phát hiện vật thể có bức xạ hồng ngoại chứ không có nguồn phát ra tia hồng ngoại.
Cấu tạo của cảm biến hồng ngoại
IR sensor có nguyên lý hoạt động dựa trên việc cảm biến ánh sáng. Đó là lý do mà thiết bị cảm ứng hồng ngoại có cấu tạo tương tự so với cảm biến ánh sáng thông thường.
Cảm biến hồng ngoại có cấu tạo như sau:
- Đèn led hồng ngoại: Có chức năng phát ra nguồn sáng hồng ngoại. (Nếu là bộ cảm biến chủ động)
- Máy dò hồng ngoại: Bộ phận nhận tín hiệu và phát hiện bức xạ hồng ngoại.
- Điện trở: Có tác dụng cản trở cường độ dòng điện quá lớn chạy quá đèn led, đảm bảo an toàn cho hệ thống.
- Dây điện: Để kết nối các chi tiết tạo nên bộ cảm biến hồng ngoại hoạt động ổn định.
Nguyên lý hoạt động của cảm biến hồng ngoại
Nguyên lý hoạt động của bộ cảm biến hồng ngoại không quá phức tạp, bạn có thể hiểu một cách đơn giản như sau:
Bất kỳ một vật thể nào phát ra các bức xạ hồng ngoại, dù nhiều hay ít. Khi một người hoặc vật thể lại đi ngang qua cảm biến hồng ngoại sẽ xuất hiện 1 tín hiệu. Tín hiệu này sẽ được cảm biến thu vào và đưa đến mạch xử lý. Sau đó, hệ thống sẽ thực hiện một chức năng như tạo tác dụng điều khiển hay báo động khi cần thiết.
Các ứng dụng phổ biến của cảm biến hồng ngoại
Cảm biến hồng ngoại được ứng dụng trong:
Hệ thống bật tắt đèn tự động
Khi phát hiện chuyển động hoặc bức xạ hồng ngoại phát ra từ con người, cảm biến hồng ngoại kết nối với đèn để tự động bật tắt một cách nhanh chóng đem lại sự tiện lợi và tiết kiệm điện năng. Cảm biến hồng ngoại kết hợp đèn chiếu sáng thường được lắp ở các vị trí như cửa ra vào, hành lang, lối đi hoặc nhà vệ sinh.
Ứng dụng trong cửa tự động
Cảm biến hồng ngoại được đặt ở phía trên cửa sẽ phát hiện các chuyển động ra vào của các đối tượng như người, động vật, từ đó điều khiển cửa đóng/mở cửa cho phù hợp. ứng dụng này được dùng nhiều ở các trung tâm thương mại, văn phòng, trung tâm chăm sóc khách hàng.
Ứng dụng cảm biến hồng ngoại trong chống trộm
Khi phát hiện ra người lạ xâm nhập vào một khu vực nào đó, cảm biến hồng ngoại nhận diện và kết nối với thiết bị âm thanh báo động để chủ nhà đề phòng và có biện pháp xử lý phù hợp.
Ứng dụng điều khiển thiết bị
Từ lâu, tia hồng ngoại đã được ứng dụng trong các điều khiển thiết bị trong gia đình để điều khiển các vật dụng.
Bên cạnh đó, cảm biến hồng ngoại còn được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác như:
- Tạo kính nhìn xuyên đêm
- Ứng dụng trong thiên văn
- Ứng dụng cảm biến hồng ngoại trong phục hồi tranh vẽ
- Điều chế quang học
- Dùng tỏng máy dò khí
- Ứng dụng trong phân tích nước
- Ứng dụng trong phân tích độ ẩm
- …
Những lưu ý khi mua và lắp đặt cảm biến hồng ngoại
Để đảm bảo cảm biến IR hoạt động đúng với mục đích sử dụng, bạn cần lưu ý một số điểm sau:
- Lắp cảm biến hồng ngoại ở vị trí thích hợp, không lắp ở điểm mù, nơi có vật cản khiến cho cảm biến không nhận diện được vật thể.
- Tránh lắp đặt ở nơi gần nguồn phát nhiệt như điều hòa, lỗ thoát khí, bếp hồng ngoại,… vì dễ tạo ra báo động giả.
- Đầu của cảm biến hồng ngoại cần được lắp đặt ở đúng độ cao như trong tài liệu kỹ thuật.
- Lựa chọn loại cảm biến phù hợp với nhu cầu sử dụng đó là cảm biến thụ động và chủ động.
- Kiểm tra lại hoạt động của cảm biến sau khi lắp đặt.
Trên đây là những thông tin về cảm biến hồng ngoại. Mong rằng bài viết sẽ giúp bạn có thêm nhiều kiến thức hữu ích để ứng dụng cho cuộc sống.
