Cảm biến hồng ngoại là loại thiết bị được sử dụng phổ biến cho các ứng dụng thông minh hiện nay. Vậy tại sao chúng lại được dùng rộng rãi và có vai trò quan trọng trong đời sống sản xuất của con người? Sau đây, bài viết sẽ chia sẻ những kiến thức cần thiết về loại thiết bị này để bạn có thêm thông tin hữu ích.
Cảm biến hồng ngoại được ứng dụng vào nhiều lĩnh vực khoa học kỹ thuật
>>> Tham khảo thêm: Ứng dụng công nghệ cảm biến laser trong đời sống và công nghiệp
Contents
Cảm biến hồng ngoại là gì?
Cảm biến hồng ngoại (tên tiếng anh là Infrared Sensor) thực chất là một thiết bị điện tử được sử dụng để đo và phát hiện bức xạ hồng ngoại dựa trên nguyên tắc điện tử điện dung. Vì tia bức xạ hồng ngoại rộng hơn ánh sáng khả biến nên đây chính là những nguồn sáng mà mắt thường không thể nhìn thấy. Ngoài ra, bất cứ đối tượng nào phát ra mức nhiệt từ 35 độ C trở lên thì đều phát ra tia bức xạ hồng ngoại.
Cảm biến hồng ngoại giúp phát hiện các đối tượng phát ra tia bức xạ hồng ngoại
Cấu tạo cảm biến hồng ngoại
Các bộ phận cấu tạo chi tiết của loại thiết bị này như sau:
- Thiết bị đèn LED hồng ngoại dùng để phát ra ánh sáng hồng ngoại.
- Thiết bị dò hồng ngoại dùng để thu tín hiệu và nhận diện bức xạ hồng ngoại bị phản xạ
- Thiết bị điện trở có nhiệm vụ ngăn chặn cường độ dòng điện lớn dễ làm hệ thống chập cháy.
- Thiết bị dây điện được sử dụng để kết nối các chi tiết để tạo nên bộ máy hoạt động ổn định.
Các bộ phận cấu tạo chi tiết của thiết bị cảm biến hồng ngoại
>> Có thể bạn quan tâm: Cảm biến là gì? Các loại cảm biến thông dụng hiện nay
Các loại cảm biến hồng ngoại
- Cảm biến hồng ngoại chủ động
Bao gồm một điốt phát sáng (LED) và một bộ thu (Điốt quang), loại cảm biến chủ động này sử dụng bộ xử lý tín hiệu để lấy những thông tin cần thiết. Đồng thời, chúng phát ra bức xạ hồng ngoại và phát hiệu điều đó cùng một lúc.
- Cảm biến hồng ngoại thụ động (PIR)
Loại cảm biến thụ động này bao gồm máy dò nhưng không bao gồm máy phát. Các vật thể xung quanh môi trường phát ra năng tia bức xạ và được phát hiện thông qua mắt thu của thiết bị. Từ đó, một bộ phận sẽ xử lý tín hiệu được truyền tới để thu được những thông tin cần thiết.
Quy tắc hoạt động của cảm biến thụ động do các vật chuyển động
Nguyên lý hoạt động cảm biến hồng ngoại
Bạn nên nhớ nguyên tắc sau để hiểu rõ hơn cơ chế hoạt động của cảm biến hồng ngoại: Bất kỳ một vật thể nào toả ra nhiệt thì đều phát ra bức xạ hồng ngoại. Áp dụng nguyên tắc này mà con người sử dụng cảm biến hồng ngoại phát hiện người và các đối tượng khác
- Đối với cảm biến hồng ngoại chủ động: Nếu một đối tượng tiếp xúc gần hệ thống cảm biến thì nguồn sáng hồng ngoại từ đèn LED sẽ phản xạ ngược lại vào bộ thu cảm biến.
- Đối với cảm biến hồng ngoại bị động: Hiểu đơn giản thì đây chính là cảm biến nhiệt điện. Loại thiết bị này sử dụng thấu kính Fresnel và bộ lọc để phát hiện ra tia bức xạ hồng ngoại.
Bộ phận thu sáng của cảm biến hồng ngoại giúp thiết bị nhận diện các vật thể
Ứng dụng cảm biến hồng ngoại
Trong thời đại công nghệ 4.0, sử dụng cảm biến hồng ngoại để phát hiện người và những các vật thể khác là một trong những công nghệ tiên tiến và hiện đại nhất. Những ứng dụng nổi bật đã được áp dụng loại thiết bị này bao gồm:
Hệ thống đóng/mở cửa tự động
Thông thường, người ta sẽ đặt cảm biến hồng ngoại ở chính giữa phía trên cùng của hệ thống cửa ra vào giúp chế độ đóng/mở được tự động hoá mà không cần dùng sức của con người. Bạn sẽ dễ dàng bắt gặp chúng tại trung tâm thương mại hay siêu thị.
Ứng dụng cảm biến hồng ngoại tại các cánh cửa đóng mở tự động tại các siêu thị
Hệ thống bật/tắt đèn tự động
Ứng dụng cảm biến hồng ngoại phát hiện người cho việc bật hoặc tắt đèn tự động tại một nhà vệ sinh hay hành lang lối đi đã trở nên không còn xa lạ. Nhờ khả năng phát hiện chuyển động từ những tia bức xạ do con người phát ra, thiết bị cảm biến kết nối với đèn để bật hoặc tắt tự động. Điều này giúp các doanh nghiệp tiết kiệm được một khoản chi phí về điện năng.
Cảm biến hồng ngoại giúp giảm thiểu chi phí điện năng từ việc sử tắt mở bóng đèn
Điều khiển thiết bị từ xa
Nhờ việc kết hợp cảm biến hồng ngoại trên các thiết bị và những chiếc điện thoại thông minh có thể phát ra tia bức xạ mà việc truyền lệnh điều khiển trở nên dễ dàng hơn. Bạn hoàn toàn có thể dùng chiếc điện thoại thông minh để điều khiển vật dụng.
Bạn có thể dùng thiết bị di động để điều khiển từ xa nhờ cảm biến hồng ngoại
Thiết bị nhìn ban đêm
Bằng việc biến các photon ánh sáng trở thành các electron mà cảm biến hồng ngoại có thể khuếch đại chúng bằng chất hoá học để từ đó giúp chúng ta nhìn thấy mọi thứ trong môi trường không đủ ánh sáng. Đây là một vật dụng quan trọng được sử dụng nhiều trong lực lượng cảnh sát.
Nhờ sự khuếch tán các electron mà cảm biến hồng ngoại giúp ta nhìn rõ vào ban đêm
Trong lĩnh vực thiên văn
Các nhà thiên văn học sử dụng những loại kính viễn vọng được chế tạo từ cảm biến hồng ngoại để phát hiện các vật thể phát xạ nhiệt. Nhờ vậy mà các nhà thiên văn học có thể dễ dàng quan sát các vật thể trong vũ trụ.
Các loại kính trong lĩnh vực thiên văn được chế tạo từ cảm biến hồng ngoại
Cảm biến hồng ngoại là thiết bị được ứng dụng rộng rãi và phổ biến, đem lại nhiều thành tựu cho nền kinh tế phát triển mạnh mẽ. Mong rằng, với những thông tin được cung cấp trên đây, bạn sẽ có thêm nhiều kiến thức hữu ích hơn về loại thiết bị này.
