Cảm biến hồng ngoại có tính ứng dụng cao trong rất nhiều hệ thống. Vậy cụ thể cảm biến hồng ngoại là gì? Nguyên lý hoạt động ra sao? Ứng dụng thực tế và cần lưu ý gì khi sử dụng loại cảm biến này? Tất cả sẽ được lý giải ở bài viết dưới đây!
Cảm biến hồng ngoại là gì?
Cảm biến hồng ngoại (IR sensor) được hiểu là thiết bị điện tự động hoạt động dựa trên nguyên tắc điện tử điện dung. Thiết bị này sử dụng để đo và phát hiện các bức xạ hồng ngoại. Trong đó, bức xạ hồng ngoại là các nguồn sáng mà mắt người không thể nhìn thấy được, do bước sóng hồng ngoại rộng hơn với ánh sáng khả biến. Vì vậy, bất kỳ vật thể gì phát ra mức nhiệt > 5 độ C đều phát ra bước sóng hồng ngoại.
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
Cảm biến hồng ngoại hoạt động dựa theo nguyên tắc cảm biến ánh sáng. Hơn nữa, thiết bị cảm ứng hồng ngoại có cấu tạo khá tương tự so với cảm biến ánh sáng.
Cấu tạo cảm biến hồng ngoại bao gồm những chi tiết sau:
- Đèn led hồng ngoại - Là thiết bị phát ra nguồn sáng hồng ngoại.
- Máy dò hồng ngoại - Là thiết bị nhận tín hiệu và phát hiện bức xạ hồng ngoại phản xạ trở lại.
- Điện trở - Thiết bị có tác dụng cản trở cường độ dòng điện quá lớn khi chạy quá đèn led làm hệ thống chập cháy.
- Dây điện - Có tác dụng kết nối nhiều chi tiết tạo nên cảm biến hồng ngoại hoạt động ổn định.
Nguyên lý hoạt động của cảm biến hồng ngoại thì không quá phức tạp, có thể hiểu đơn giản như sau: Bất cứ một vật thể nào cũng phát ra những bước xạ hồng ngoại, nhiều hoặc ít. Vì vậy, khi một người hoặc vật thể lạ đi ngang qua thiết bị cảm biến hồng ngoại thì sẽ xuất hiện 1 tín hiệu. Khi đó, tín hiệu này sẽ được cảm biến thu vào và cho vào mạch xử lý, đồng thời tạo tác dụng điều khiển hay báo động khi cần thiết.
Liên hệ Hotline để được báo giá nhanh nhất
Ưu nhược điểm của cảm biến hồng ngoại
Cảm biến hồng ngoại được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực đời sống, sản xuất công nghiệp. Chẳng hạn có thể kể đến như: cảm biến bật tắt đèn tự động, thiết bị chống trộm, cảm biến đóng mở cửa tự động, camera giám sát quay trong điều kiện thiếu sáng, truyền tín hiệu bật tắt tự động… Bên cạnh đó, cảm biến hồng ngoại còn ứng dụng nhiều trong y học, quân sự, thiên văn và cả nghệ thuật.
Cảm biến hồng ngoại có những ưu điểm nổi bật như:
- Cảm biến hồng ngoại có độ nhạy cao có thể xác định vật thể phát ra bức xạ hồng ngoại trong không gian.
- Thiết kế cảm biến cho phép xác định khoảng cách của vật thể phát bức xạ hồng ngoại một cách chuẩn xác.
- Thiết kế và cấu tạo đơn giản, mức giá rẻ.
Điểm hạn chế của cảm biến hồng ngoại:
- Cảm biến hồng ngoại phụ thuộc rất nhiều vào điều kiện nhiệt độ môi trường. Đối với những môi trường có nhiệt độ cao, cảm biến hồng ngoại sẽ hoạt động kém hiệu quả.
- Góc và phạm vi quét cảm biến hồng ngoại khá hạn chế, nhiều góc chết.
- Độ nhạy cao nên rất dễ nhầm lẫn khi phát hiện ra chuyển động.
Ứng dụng của cảm biến hồng ngoại
Cảm biến hồng ngoại được sử dụng để phát hiện chuyển động của con người, sau đó tự động điều khiển các thiết bị hoạt động theo như lập trình. Những ứng dụng nổi bật của cảm biến hồng ngoại gồm có:
Bật tắt đèn tự động
Bằng việc phát hiện chuyển động hay tia sóng hồng ngoại phát ra từ con người, thiết bị cảm biến hồng ngoại sẽ kết nối với đèn để có thể bật tắt tự động rất tiện lợi và tiết kiệm điện năng. Thiết bị cảm biến hồng ngoại thường được đặt ở vị trí giống như hàng lang để chiếu sáng lối đi cũng như cửa ra vào hoặc nhà vệ sinh.
Chống trộm
Khi phát hiện ra vật thể lạ xâm nhập vào nhà như ban công, hàng rào, cảm biến hồng ngoại nhận diện được sẽ được kết nối với thiết bị âm thanh phát ra tiếng để có thể báo động chủ nhà đề phòng và có biện pháp xử lý.
Giúp mở cửa tự động
Cảm biến hồng ngoại được đặt ở phía trên để phát hiện các chuyển động ra vào sau đó điều khiển để cửa kính tự động có thể đóng/mở cửa phù hợp. Bạn có thể thấy rõ nhất ứng dụng này tại các trung tâm thương mại hay văn phòng.
Giúp truyền lệnh điều khiển
Tia hồng ngoại từ lâu đã được ứng dụng trong điều khiển tivi, máy lạnh để phát ra tín hiệu điều khiển từ xa. Ngày nay với việc tích hợp cảm biến hồng ngoại trên những thiết bị và điện thoại thông minh đều có thể phát ra được tia hồng ngoại, các bạn có thể sử dụng điện thoại thông minh để có thể điều khiển các vật dụng.
Giúp sáng tạo thiết bị nhìn đêm
Nhờ vào nguyên lý chuyển đổi photon ánh sáng xung quanh thành electron, từ đó khuếch đại bằng chất hóa học sẽ giúp chúng nhìn thấy trong môi trường không có ánh sáng khả kiến. Cảm biến hồng ngoại được thường được sử dụng nhiều trong lực lượng quân đội, cảnh sát.
Ứng dụng trong thiên văn
Cảm biến hồng ngoại cũng được ứng dụng phổ biến trong việc chế tạo kính viễn vọng, hệ thống cảm biến cũng như máy dò trạng thái rắn. Những vật thể phát xạ nhiệt hay hồng ngoại có thể phát hiện được bằng kính, từ đó giúp nhà thiên văn học có thể quan sát những vật thể trong vũ trụ.
Ứng dụng trong nghệ thuật chế tác và phục hồi tranh ảnh
Các nhà nghiên cứu ứng dụng phản xạ hồng ngoại có tác dụng phân tích và nghiên cứu những lớp ẩn trong các bức tranh nghệ thuật. Những đặc điểm của bức tranh như chất liệu, tuổi đời sản phẩm sẽ được phát hiện và từ đó được nhận định bức tranh đó là thật hay giả.
Ứng dụng trong một số lĩnh vực quan trọng khác
Bên cạnh các ứng dụng trên, cảm biến hồng ngoại còn được ứng dụng rộng rãi trong những lĩnh vực khác như sau:
- Khí hậu học
- Khí tượng học
- Điều chế quang học
- Máy dò khí
- Phân tích nước
- Phân tích độ ẩm
- Phân tích khí
- Thử nghiệm gây mê
- Thăm dò dầu khí
- An toàn đường sắt
Lưu ý khi mua và sử dụng cảm biến hồng ngoại
Mua cảm biến hồng ngoại, người dùng cần phải lưu ý lựa chọn địa chỉ phân phối uy tín để bảo đảm chất lượng và hiệu quả hoạt động của thiết bị. Đối tượng mua hàng cần chú ý tới yêu cầu hệ thống, giới hạn kỹ thuật, môi trường hoạt động của thiết bị cảm biến phù hợp hay không.
Lựa chọn mua cảm biến hồng ngoại cần phải kiểm tra các chứng nhận CO, CQ đảm bảo hàng chính hãng và chất lượng. Bên cạnh đó khi sử dụng cảm biến hồng ngoại, các bạn cần lưu ý những điểm quan trọng sau:
- Lắp đặt cảm biến không hướng thiết bị tới các nguồn tỏa nhiệt lớn như: thiết bị điện, dàn nóng lạnh, rèm cửa khi có gió cũng sẽ làm nhiễu tín hiệu.
- Lắp đặt ở nơi quang đãng, hạn chế vùng khuất, điểm mù khiến mọi người cảm biến khó xác định chính xác vật thể.
- Không lắp đặt cảm biến gần nguồn điện vì nguồn điện từ sẽ bị cảm biến hồng ngoại hấp thụ, gây nhiễu.
- Thiết bị cảm biến hồng ngoại chính là giải pháp cho các hệ thống tự động hóa, chiếu sáng cho nhà xưởng, tòa nhà, bảo mật an ninh… Kỹ thuật viên cần phải hiểu đặc trưng của hệ thống để có thể lựa chọn thiết bị cảm ứng hồng ngoại phù hợp, bảo đảm độ nhạy, khả năng đo đạc chuẩn xác.
Với nội dung bài viết này, chắc hẳn các bạn đã biết cảm biến hồng ngoại là gì? Nguyên lý hoạt động và ứng dụng cảm biến hồng ngoại trong thực tế đời sống. Nếu như còn bất cứ thắc mắc nào liên quan tới thiết bị này, hãy truy cập ngày vào web https://casca.vn/ nhé
