Cảm biến hồng ngoại là gì? Phân loại cảm biến hồng ngoại? Nguyên lý hoạt động và các ứng dụng của cảm biến hồng ngoại ra sao? Nếu bạn đang có những thắc mắc này, hãy dành ra ít phút để cùng LabVIETCHEM đi tìm câu trả lời qua nội dung bài viết dưới đây nhé.

Cảm biến hồng ngoại là gì?

Cảm biến hồng ngoại là gì?

Cảm biến hồng ngoại (IR Senor) là thiết bị điện tử dùng để đo và phát hiện bức xạ hồng ngoại có trong môi trường xung quanh.

Bức xạ hồng ngoại được phát hiện bởi nhà thiên văn học tên là William Herchel vào năm 1800 một cách vô tình. Trong quá trình đo nhiệt độ của từng màu ánh sáng được cách nhau bởi một lăng kính, William Herchel nhận thấy rằng nhiệt độ vượt ra ngoài ánh sáng đỏ là cao nhất. Bức xạ hồng ngoại vô hình với mắt người vì bước sóng của nó dài hơn ánh sáng khả kiến ​​dù nằm trên cùng một phổ điện từ và và ngắn hơn bức xạ viba. Bất cứ vật gì phát ra nhiệt độ trên 5 độ Kelvin (35 độ C) đều phát ra bức xạ hồng ngoại.

Phân loại cảm biến hồng ngoại

Cảm biến hồng ngoại được chia thành 2 loại là cảm biến hồng ngoại chủ động và cảm biến hồng ngoại thụ động.

– 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.

– Cảm biến hồng ngoại chủ động (Active Infrared) có cấu tạo gồm 2 phần là diode phát sáng 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, nhờ đó người nhận sẽ phát hiện ra. Cảm biến hồng ngoại chủ động đóng vai trò như một cảm biến tiệm cận và nó được dùng để phát hiện các chướng ngại vật.

– Cảm biến hồng ngoại thụ động chỉ có thể phát hiện các bức xạ hồng ngoại mà không phát hiện ra từ đèn LED và nó gồm các bộ phận như sau:

+ 2 dải vật liệu nhiệt điện hay cảm biến nhiệt điện.

+ Một bộ lọc hồng ngoại để chặn tất cả các bước sóng ánh sáng khác.

+ Thấu kính Fresnel dùng để thu thập ánh sáng từ nhiều góc độ khác nhau vào một điểm duy nhất.

+ Vỏ bảo vệ cảm biến trước các nhân từ môi trường bên ngoài như hơi nước,…

Nguyên lý hoạt động của cảm biến hồng ngoại

Nguyên lý hoạt động của cảm biến hồng ngoại là sử dụng một cảm biến ánh sáng cụ thể để phát hiện bước sóng ánh sáng chọn trong giới hạn phổ hồng ngoại (IR). Thông qua việc sử dụng đèn LED để tạo ra ánh sáng có cùng bước sóng với cảm biến đang tìm kiếm, người thực hiện có thể xem cường độ của ánh sáng nhận được. Khi một vật ở gần với cảm biến, ánh sáng từ đèn LED sẽ bật ra khỏi vật thể và đi vào cảm biến ánh sáng tạo nên một bước nhảy lớn về cường độ.

Nguyên lý hoạt động của cảm biến hồng ngoại

Cảm biến hồng ngoại hoạt động được là nhờ có đầu dò, bên trong gắn 2 cảm biến tia nhiệt với 3 chân ra, 1 chân nối masse, 1 chân nối với nguồn volt DC. Nó hoạt động với mức điện áp dao động trong khoảng từ 3 – 15V và góc dò lớn. Để tăng độ nhạy cho đầu dò, người thực hiện sẽ dùng kính Fresnel để ngăn tia tử ngoại.

Ứng dụng của cảm biến nhiệt độ hồng ngoại

Vì hoạt động theo nguyên lý cảm biến hồng ngoại nên thiết bị này được sử dụng chủ yếu trong lĩnh vực sản xuất đèn tự động bật tắt và chống trộm. Cụ thể như sau:

– Cảm biến hồng ngoại giúp tự động bật tắt đèn: Cảm biến hồng ngoại thường được lắp đặt tại vị trí lối đi như hành lang, cầu thang,…và khi có người đi đến, đèn tại đó sẽ tự động sáng lên.

Cảm biến hồng ngoại giúp tự động bật tắt đèn

– Cảm biến hồng ngoại giúp chống trộm hiệu quả: Với cảm biến hồng ngoại loại chống trộm, gia chủ sẽ được bảo vệ tốt nhất. Khi có sự xâm nhập của kẻ lạ mặt vào sân vườn, ban công và chúng vô tình đi ngang qua mắt cảm ứng đã được lắp đặt trước thì thiết bị hú còi và ngay lúc đó thì gia chủ sẽ biết có trộm và kịp thời có biện pháp xử lý.

Cảm biến hồng ngoại giúp chống trộm hiệu quả

Ngoài ra, có một số loại thiết bị cảm biến hồng ngoại được lắp đặt kèm theo chế độ mở cửa tự động giúp cho người dùng có thể nhanh chóng, dễ dàng hơn khi sử dụng và lắp đặt các thiết bị.

Các lưu ý cần nhớ khi lắp đặt và sử dụng cảm biến hồng ngoại

+> Khi lắp đặt

– Không hướng mắt của sensor về phía dàn máy nóng, lạnh vì các máy này khi hoạt động sẽ tạo ra nhiệt độ cao, tia bức xạ hồng ngoại phát ra sẽ gây nhiễu cảm biến và khiến cảm biến hồng ngoại hoạt động không chính xác.

– Không hướng mắt sensor về phía cửa sổ có rèm che để tránh các báo động giả vì khi cửa mở, nguồn nhiệt xâm nhập hoặc khi gặp gió cũng có thể làm nhiễu cảm biến vi sóng.

– Không lắp đặt cảm biến PIR trong nhà ra ngoài trời bởi cảm biến PIR loại trong nhà không thể chịu được các tác động của nắng mưa do chất liệu vỏ, lăng kính fresnel không tương thích, khiến chức năng hoạt động kém dần đi.

– Không trực tiếp hướng mắt của sensor về nơi nhiều nắng mặt trời vì trong ánh sáng mặt trời có nhiều bức xạ hồng ngoại, khiến sensor bị nhiễu.

– Không lắp đặt sensor gần dây điện nguồn cao áp vì cảm biến PIR là một thiết bị điện tử, hoạt động ở điện áp thấp.

– Không nên hướng mắt sensor ra phía cổng sát đường đi để tránh báo động giả do người đi đường đi ngang qua.

– Không lắp sensor trên tường bị rung để thiết bị hoạt động được ổn định.

+> Khi sử dụng

– Trước khi sử dụng cần phải hiểu rõ về nguyên lý hoạt động của các thiết bị cảm biến hồng ngoại và loại cảm biến chúng ta thường dùng là cảm biến thụ động, nhận tia hồng ngoại phát ra từ thân thể người hoặc nguồn nhiệt bất kỳ, phân tích và phát ra báo động chứ bản thân cảm biến đó không tự phát ra tia hồng ngoại.

– Đọc kỹ hướng dẫn của nhà sản xuất để tránh lắp đặt sai vị trí của cảm biến.

– Đặt đầu báo của cảm biến hồng ngoại tại nơi kẻ xâm nhập phải đi qua hoặc ở nơi có thể tạo ra một cái bẫy với kẻ gian.

– Độ cao của đầu báo phải đúng với 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 các điểm mù ở nơi lắp đặt vì như vậy cảm biến sẽ không thể phát hiện được chuyển động.

– Sau khi lắp đặt cần phải kiểm tra khả năng cảm nhận của đầu báo.

– Vì đầu báo động hồng ngoại nhạy cảm với năng lượng hồng ngoại nên khi lắp cần tránh các vị trí như của, điều hoà, lỗ thoát khí, bếp lửa, cửa sổ,….

– Công nghệ giúp phân biệt vật nuôi.

Trên đây là một số thông tin về cảm biến hồng ngoại mà LabVIETCHEM muốn chia sẻ đến bạn đọc. Để xem thêm nhiều bài viết hay và ý nghĩa hơn nữa, hãy truy cập ngay website mobitool.net.

Xem thêm:

• Ô nhiễm ánh sáng – Tác dụng phụ của nền văn minh công nghệ
• Ánh sáng là gì? Tác dụng của ánh sáng đến con người và các loài sinh vật sống