Cảm biến hồng ngoại là gì? Nguyên lý, ứng dụng và những điều cần lưu ý

Cảm biến hồng ngoại là gì? Nguyên lý, ứng dụng và những điều cần lưu ý


Cảm biến hồng ngoại có tính ứng dụng cao, trong nhiều hệ thống. Vậy, cảm biến hồng ngoại là gì? Nguyên lý hoạt động của cảm biến hồng ngoại như thế nào? Ứng dụng thực tế và những lưu ý khi sử dụng

Cảm biến là thiết bị điện tự động hóa quan trọng, cần thiết giúp các hệ thống vận hành một cách hiệu quả, chính xác theo thiết kế kỹ thuật ban đầu. Cảm biến có nhiều loại, được thiết kế dựa trên các nguyên tắc vật lý cơ bản, tiếp nhận thông tin và chuyển đổi tín hiệu.

Trong đó có cảm biến hồng ngoại - tính ứng dụng cao trong nhiều hệ thống. Vậy, cảm biến hồng ngoại là gì? Nguyên lý hoạt động của cảm biến hồng ngoại như thế nào? Ứng dụng thực tế và những lưu ý khi sử dụng thiết bị? 

Cảm biến hồng ngoại là gì?

Cảm biến hồng ngoại (IR sensor) là thiết bị điện tự động hoạt động trên nguyên tắc điện tử điện dung, dùng để đo và phát hiện các bức xạ hồng ngoại. Bức xạ hồng ngoại là những nguồn sáng mà mắt người không thể nhìn thấy được, bởi bước sóng hồng ngoại rộng hơn với ánh sáng khả biến. Do vậy, bất cứ vật thể gì phát ra mức nhiệt lớn hơn 5 độ C đều phát ra bước sóng hồng ngoại.

Thiết kế cảm biến hồng ngoại nhằm xác định vật thể phát ra bức xạ có nhiệt độ lớn hơn 5 độ K, với độ nhạy cao. Hiện nay, có thể phân loại cảm biến hồng ngoại thành 2 loại:

  1. Chủ động (AIR): Có cấu tạo gồm diode phát sáng (LED) và máy thu. Khi một vật thể đến gần cảm biến, thiết bị sẽ chủ động phát ra ánh sáng hồng ngoại từ đèn LED và phản xạ vào vật thể trở lại mà người nhận có thể nhận thấy được. Ứng dụng này thường được sử dụng trong các hệ thống phát hiện chướng ngại vật (như trong robot).
  1. Thụ động (PIR): Thiết bị không thểphát ra bức xạ hồng ngoại mà chỉ có thể phát hiện được bức xạ phát ra từ các vật thể khác như người, độc vật hoặc nguồn nhiệt. Cảm biến hồng ngoại thụ động sẽ phát hiện vật thể phát bức xạ hồng ngoại và chuyển tín hiệu thành báo động. Vì vậy người ta gọi đó là thụ động, chỉ phát hiện chứ không phải là nguồn phát ra tia hồng ngoại. 

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động thiết bị cảm biến hồng ngoại

Cảm biến hồng ngoại hoạt động dựa trên nguyên tắc cảm biến ánh sáng. Đồng thời, thiết bị cảm ứng hồng ngoại có cấu tạo tương tự so với cảm biến ánh sáng.

Cấu tạo cảm biến hồng ngoại bao gồm các chi tiết sau:

  1. Đèn led hồng ngoại - thiết bị phát ra nguồn sáng hồng ngoại.
  2. Máy dò hồng ngoại - thiết bị nhận tín hiệu và phát hiện bức xạ hồng ngoại phản xạ trở lại.
  3. Điện trở - Thiết bị có tác dụng cản trở cường độ dòng điện quá lớn chạy quá đèn led làm hệ thống chập cháy.
  4. Dây điện - Có tác dụng kết nối các chi tiết tạo nên cảm biến hồng ngoại hoạt động ổn định.

Nguyên lý hoạt động của cảm biến hồng ngoại không quá phức tạp, có thể hiểu đơn giản như sau: Bât kỳ một vật thể nào cũng phát ra các bước xạ hồng ngoại, nhiều hoặc ít. Nên khi một người hoặc vật thể lại đi ngang qua thiết bị cảm biến hồng ngoại sẽ xuất hiện 1 tín hiệu. Tín hiệu này sẽ được cảm biến thu vào và cho vào mạch xử lý, tạo tác dụng điều khiển hay báo động khi cần thiết.

 

Ưu nhược điểm của cảm biến hồng ngoại và ứng dụng

Cảm biến hồng ngoại được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực đời sống, sản xuất công nghiệp. Cụ thể có thể kể đến như: thiết bị chống trộm, cảm biến bật tắt đèn tự động, camera giám sát quay trong điều kiện thiếu sáng, cảm biến đóng mở cửa tự động, truyền tín hiệu bật tắt tự động… Ngoài ra, 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:

  1. Cảm biến hồng ngoại có độ nhạy cao trong xác định vật thể phát ra bức xạ hồng ngoại trong không gian. 
  2. Thiết kế cảm biến cho phép xác định khoảng cách chính xác của vật thể phát bức xạ hồng ngoại.
  3. Thiết kế và cấu tạo đơn giản, giá thành rẻ.

Hạn chế của cảm biến hồng ngoại:

  1. Cảm biến hồng ngoại phụ thuộc nhiều vào điều kiện nhiệt độ môi trường. Với những môi trường có nhiệt độ cao, cảm biến sẽ hoạt động kém hiệu quả.
  2. Góc và phạm vi quét cảm biến hồng ngoại hạn chế, nhiều góc chết.
  3. Độ nhạy cao nên dễ nhầm lẫn khi phát hiện ra chuyển động.

 

Ứng dụng của cảm biến hồng ngoại

Lưu ý khi mua và sử dụng cảm biến hồng ngoại

Mua cảm biến hồng ngoại, người dùng cần lưu ý lựa chọn địa chỉ phân phối uy tín để đảm bảo chất lượng và hiệu quả hoạt động của thiết bị. Người mua cần chú ý đến yêu cầu hệ thống, giới hạn kỹ thuật, môi trường hoạt động của cảm biến phù hợp hay không.

Chọnmua cảm biến hồng ngoại cần kiểm tra các chứng nhận chất lượng đảm bảo hàng chính hãng, chất lượng. Ngoài ra, khi sử dụng cảm biến hồng ngoại cần lưu ý những điểm quan trọng sau:

  1. Lắp đặt cảm biến không hướng thiết bị đến các nguồn tỏa nhiệt lớn như: dàn nóng lạnh, thiết bị điện, rèm cửa khi có gió cũng sẽ làm nhiễu tín hiệu.
  2. Lắp đặt ở nơi quang đãng, tránh vùng khuất, điểm mù khiến cảm biến khó xác định chính xác vật thể.
  3. Không lắp đặt cảm biến gần nguồn điện bởi nguồn điện từ sẽ bị cảm biến hồng ngoại hấp thụ, gây nhiễu.

Thiết bị cảm biến hồng ngoại sẽ là giải pháp cho các hệ thống tự động hóa, chiếu sáng nhà xưởng, tòa nhà, bảo mật an ninh… Kỹ thuật viên cần hiểu đặc trưng của hệ thống để chọn thiết bị cảm ứng hồng ngoại phù hợp, đảm bảo độ nhạy, khả năng đo đạc chính xác.

 (Theo batiea.com)

Bình Luận
Cùng danh mục: Điện - Điện tử căn bản

Dòng điện một chiều - Công thức tính toán và ứng dụng thực tế

16/10/2023 21:34:31 / Lượt xem: 1463 / Người đăng: biendt

Điện là nguồn năng lượng quan trọng, góp phần tạo nên sự phát triển của máy móc, thiết bị điện tử… và mang lại nhiều tiện nghi cho con người. Dòng điện 1 chiều quen thuộc, cơ bản được phát minh đầu tiên có tính ứng dụng cao trong cuộc sống. Việc hiểu rõ về dòng điện 1 chiều sẽ giúp bạn sử dụng các thiết bị một cách hiệu quả. Đặc biệt với những người làm việc trong lĩnh vực kỹ thuật điện cần hiểu về dòng điện 1 chiều là gì? Nguyên lý làm việc và công thức tính để đảm bảo sử dụng an toàn, lắp đặt thiết bị hiệu quả.

Linh kiện DIAC là gì? Cấu trúc lớp, ký hiệu, nguyên lý và ứng dụng thực tế.

10/09/2023 06:55:49 / Lượt xem: 771 / Người đăng: biendt

DIAC viết tắt của cụm từ Diode for alternating current hay Diode AC là một linh kiện bán dẫn cho dòng điện xoay chiều. Bản chất của DIAC là một diode bán dẫn có thể chuyển sang trại thái dẫn dòng, ngay khi điện áp rơi đạt mức bị đánh thủng VBO (break out). Có thể hiểu đơn giản, DIAC có thể dẫn dòng điện xoay chiều, nếu như điện áp đặt lên nó lớn hơn giới hạn điện áp ngưỡng của nó. Thông thường, điện áp ngưỡng của một DIAC là 30V.

Sơ đồ chân IC 74LS00 và Mạch ứng dụng

06/03/2022 12:01:50 / Lượt xem: 1759 / Người đăng: biendt

74LS00 là một thành viên học IC (vi mạch) 74XXYY. Các vi mạch 74xxyy là các cổng logic của điện tử kỹ thuật số. IC 74LS00 có bốn cổng NAND . Ngoài ra mỗi cổng có hai đầu vào. Do đó đặt tên CỔNG NAND ĐẦU VÀO QUAD HAI. Các ứng dụng : + Logic mục đích chung+ Điện tử kỹ thuật số+ PC và máy tính xách tay+ Máy chủ+ ALU+ Kết nối mạng+ Hệ thống kỹ thuật số

Điện 2 pha là gì? Điện 2 pha khác gì so với điện 1 pha

08/09/2021 17:09:45 / Lượt xem: 2050 / Người đăng: biendt

Trên thực tế nhiều người vẫn lầm tưởng và không phân biệt được giữa điện 1 pha, 2 pha và 3 pha. Thông thường, điện 1 pha được sử dụng cho sinh hoạt gia đình, công suất thiết bị nhỏ, các thiết bị không bị hao phí về điện năng nhiều. Điện 3 pha được dùng cho việc truyền tải, sản xuất công nghiệp sử dụng thiết bị điện có công suất lớn nhằm giải quyết các vấn đề tổn hao điện năng. Còn điện 2 pha được sử dụng như thế nào thì các bạn tham khảo bài viết dưới đây

Cảm biến điện trở dòng (Rshunt) : Sự khác nhau giữa đặt đo ở bên thấp và bên cao?

14/08/2021 10:25:45 / Lượt xem: 3090 / Người đăng: biendt

Sự khác nhau giữa việc đặt cảm biến điện trở dòng điện (shunt) ở phía bên cao và bên thấp của tải là gì? Bài viết này giải thích cho chúng ta những điều cơ bản để lựa chọn phù hợp trong thiết kế sử dụng cảm biến điện trở dòng cho đo dòng điện? Nhiều ứng dụng thực tế như quản lý nguồn, nạp xả PIN, điều khiển động cơ, các mạch bảo vệ dòng điện...đều sử dụng cảm biến điện trở dòng (shunt). Có hai kiểu để mắc nối tiếp điện trở cảm biến dòng trong nối tiếp với tải là mắc ở bên phía cao của tải và bên phía thấp của tải.