Hiện nay, cảm biến hồng ngoại được ứng dụng nhiều trong công việc cũng như trong đời sống. Đặc biệt là ở trong công nghệ đèn chiếu sáng thông minh. Vậy cảm biến hồng ngoại là gì? Nguyên lý hoạt động của chúng như thế nào? Theo dõi bài viết dưới đây để tìm hiểu về cảm biến hồng ngoại là gì nhé! Show
Cảm biến hồng ngoại là gì?Cảm biến hồng ngoại tên Tiếng anh là Passive Infrared, hay còn được gọi là IR Sensor. Là một thiết bị điện tử có khả năng đo và phát hiện được bức xạ hồng ngoại trong môi trường xung quanh. Vì bước sóng của IR Sensor dài hơn ánh sáng khả kiến. Nên cảm biến hồng ngoại phát ra các tia vô hình đối với mắt người. Bất cứ thứ gì phát ra nhiệt đều sẽ phát ra bức xạ hồng ngoại. Cảm biến hồng ngoại là gì?Hồng ngoại hay còn được gọi là tia hồng ngoại là bức xạ điện từ có bước sóng dài hơn so với ánh sáng. Và nó sẽ ngắn hơn tia bức xạ Vi ba. Hồng ngoại tức là ngoài bức sóng màu đỏ. Trong ánh sáng thường thì màu đỏ là màu có bước sóng dài nhất. Thông thường đối với những vật thể có nhiệt độ > 35°C sẽ phát ra bước sóng hồng ngoại. Bức xạ hồng ngoại đã vô tình được phát hiện vào năm 1800 bởi một nhà thiên văn học có tên là William Herschel. Trong khi đo nhiệt độ của từng màu ánh sáng (được cách nhau bởi một lăng kính) thì ông thấy rằng nhiệt độ vượt ra ngoài ánh sáng đỏ là cao nhất. Phân loại cảm biến hồng ngoạiCó hai loại cảm biến hồng ngoại hiện nay là cảm biến dạng chủ động và thụ động. Cảm biến hồng ngoại sẽ hoạt động bằng cách phát ra và phát hiện ra bức xạ hồng ngoại. Cảm biến hồng ngoại chủ động thường có cấu tạo gồm 2 phần là: diode phát sáng (LED) và máy thu. Khi một vật thể đến gần cảm biến thì ánh sáng hồng ngoại từ đèn LED sẽ phản xạ khỏi vật thể. Sau đó chúng sẽ được người nhận phát hiện. Phân loại cảm biến hồng ngoạiCảm biến hồng ngoại dạng thụ động là chỉ nhận các tia hồng ngoại phát ra từ các vật thể khác như người, động vật hoặc một nguồn nhiệt bất kỳ. Chứ tự bản thân nó không phát ra tia hồng ngoại nào cả. Bộ phận cảm biến sẽ phân tích để xách định điều kiện báo động sau khi nhận biết được nguồn nhiệt. Chính vì thế người ta gọi đó là thụ động. Chúng chỉ phát hiện được chứ không phải là nguồn phát ra tia hồng ngoại. Nguyên lý hoạt động của cảm biến hồng ngoạiNguyên lý hoạt động của cảm biến hồng ngoạiCảm biến hồng ngoại hoạt động bằng cách sử dụng một cảm biến ánh sáng cụ thể nào đó để phát hiện ra bước sóng ánh sáng chọn trong phổ hồng ngoại (IR). Bằng cách sử dụng đèn LED để tạo ra ánh sáng có cùng bước sóng với cảm biến đang tìm kiếm. Thì bạn có thể được xem cường độ của ánh sáng nhận được. Khi một vật ở gần cảm biến, ánh sáng từ đèn LED sẽ bật ra khỏi vật thể và đi vào cảm biến ánh sáng. Điều này dẫn đến một bước nhảy khá lớn về cường độ. Sơ đồ mạch thiết kế cảm biến hồng ngoạiSơ đồ mạch thiết kế cảm biến hồng ngoạiDo cảm biến hồng ngoại sử dụng cảm biến ánh sáng. Chính vì thế sơ đồ rất giống với cảm biến ánh sáng. Sự khác biệt duy nhất giữa chúng là việc bổ sung đèn LED hồng ngoại và đầu dò hồng ngoại yêu cầu kết nối với 5V và nối với đất. Nạn có thể tham khảo mạch thiết kế của cảm biến hồng ngoại ở dưới đây: Cách thiết lập cảm biến hồng ngoạiThiết lập BreadboardThiết lập BreadboardĐể thiết lập hoạt động của một cảm biến hồng ngoại thì các bạn cần chuẩn bị những thứ sau:
Trước tiên, cần đảm bảo rằng các đèn LED hồng ngoại nằm trong vỏ của chúng:
Đặt đèn LED hồng ngoạiĐặt đèn LED hồng ngoạiTiếp theo là bạn đặt đèn LED IR vào bảng mạch. Trong quá trình đó bạn nên lưu ý về chân của thiết bị như sau:
Đặt máy dò hồng ngoạiĐặt máy dò hồng ngoạiPhần giữa của bộ thu phải được nằm trên cùng một bus với cực âm của đèn LED. Đặt điện trởĐặt điện trởBạn cần nhớ rằng đèn LED IR vẫn là một dạng của đèn LED. Và chúng sẽ cần một điện trở để hạn chế dòng điện chạy qua. Điều này đặc biệt quan trọng đối với đèn LED hồng ngoại mà bạn cần ghi nhớ. Bởi vì các bước sóng ánh sáng mà chúng phát ra không thể nhìn thấy bằng mắt người được. Chúng ta không thể nào hoặc rất khó để có thể xác định được nó có làm việc hay là không. Đi dây điệnĐi dây điệnĐiều cuối cùng bạn cần làm là nối các đèn LED IR, điện trở và bộ thu IR vào Arduino. Cụ thể cách nối như sau:
Ứng dụng của cảm biến hồng ngoạiỨng dụng của cảm biến hồng ngoạiNgày nay cảm biến hồng ngoại được ứng dụng khá phổ biến trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Dưới đây là một số ứng dụng của cảm biến hồng ngoại mà chúng tôi muốn chia sẻ tới bạn đọc:
Các ưu điểm, nhược điểm khi sử dụng cảm biến hồng ngoạiCác ưu điểm, nhược điểm khi sử dụng cảm biến hồng ngoạiƯu điểmNếu bạn muốn dùng loại đèn có độ nhạy cao, có khả năng phát hiện ra chuyển động nhỏ xuyên qua tường mỏng, gỗ, nhựa… thì có thể chọn loại đèn dùng công nghệ cảm biến radar. Với công nghệ này thì ưu điểm của nó là đèn có góc quét rộng, 3600, không có điểm chết và cảm ứng với khoảng cách là 6 – 8m. Đèn áp dụng công nghệ radar sẽ không phụ thuộc nhiều vào cảm biến vào nhiệt độ môi trường. Đối với công nghệ cảm biến hồng ngoại thì có ưu điểm là đèn có khả năng phân biệt được cả chuyển động của người và của cả đồ vật. Bạn hoàn toàn có thể điều chỉnh được góc cảm ứng theo ý muốn của mình một cách dễ dàng. Ngoài ra còn có thể sử dụng vách ngăn để tránh vùng không muốn cảm ứng. Nhược điểmĐộ nhạy cao của cảm biến radar đôi khi cũng là nhược điểm lớn của công nghệ này. Bởi chúng dễ bị nhầm lẫn khi phát hiện vật chuyển động. Đèn dùng công nghệ cảm biến hồng ngoại có nhược điểm lớn là góc quét nhỏ, có điểm chết và không thể cảm biến xuyên vật cản. Chính vì công nghệ này phụ thuộc rất nhiều vào nhiệt độ để cảm biến nên tại môi trường có nhiệt độ cao thì đèn sẽ càng kém nhạy. Phạm vi đèn cảm biến được chỉ trong khoảng từ 2 – 3m. Những lưu ý khi lắp đặt và sử dụng cảm biến hồng ngoạiNhững vấn đề cần tránh khi lắp đặt cảm biến hồng ngoại
Một số lưu ý khác bạn cần biếtHầu hết nhà sản xuất nào cũng đều có hướng dẫn cách dẫn lắp đặt cảm biến hồng ngoại cũng như những ghi chú về các vị trí lắp cảm biến cần tránh. Nếu không để ý kỹ, người lắp đặt sẽ dễ dàng phạm phải. Kết quả là cảm biến có khi hoạt động không đúng chức năng. Đôi khi lại báo động giả. Chúng ta cần lưu ý một số vấn đề sau:
Trên đây là toàn bộ thông tin về cảm biến hồng ngoại là gì mà thietbikythuat muốn chia sẻ tới bạn đọc. Hy vọng qua những chia sẻ trên giúp bạn hiểu hơn về cảm biến hồng ngoại là gì? Cũng như nắm được những lưu ý khi lắp đặt và sử dụng cảm biến hồng ngoại. |