Hiện nay có rất nhiều thiết bị sử dụng cảm biến tiệm cận hồng ngoại như Smartphone, điều khiển, bộ cảm ứng tự động….. Mỗi thiết bị sẽ sử dụng các loại cảm biến tiệm cận và cách sử dụng khác nhau. Vậy nguyên lý hoạt động, cấu tạo và ứng dụng cũng như vai trò của cảm biến tiệm cận trong các thiết bị điện tử hiện đại như thế nào? Hãy cùng Vegafone tìm hiểu chi tiết qua bài viết dưới đây.
Cảm biến tiệm cận hồng ngoại là gì?
Cảm biến tiệm cận hồng ngoại hay còn gọi là IR Sensor. Đây là thiết bị điện tử có khả năng đo và phát hiện bức xạ hồng ngoại trong môi trường xung quanh. Ngoài ra theo tên tiếng anh, cảm biến vật cản hồng ngoại còn có tên là Passive Infrared (Viết tắt là PIR), tức là cảm biến hồng ngoại thụ động.
Cảm biến hồng ngoại sẽ phát ra những tia vô hình mà mắt người không thể thấy. Bởi vì bước sóng dài hơn ánh sáng khả kiến (Mặc dù nó vẫn nằm trong cùng 1 phổ điện từ). Do vậy bất cứ vật dụng nào phát ra nhiệt (Tức trên 5 độ Kelvin) thì sẽ đều phát ra bức xạ hồng ngoại.
Cảm biến tiệm cận sẽ được lắp ở vị trí cuối của các chi tiết máy, tín hiệu đầu ra của cảm biến và sẽ có chức năng khởi động 1 chức năng khác của thiết bị.
Ưu điểm lớn nhất của loại cảm biến này là có khả năng hoạt động tốt ngay cả khi trong môi trường khắc nghiệt.
Cảm biến tiệm cận hồng ngoại là gì?
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của cảm biến tiệm cận hồng ngoại
Về cấu tạo thì hầu hết các loại cảm biến tiệm cận hồng ngoại sẽ gồm 4 phần chính như sau: Phần cảm biến, mạch dao động, bộ mạch tín hiệu đầu ra, bộ cảm nhận.
Cảm biến tiệm cận hoạt động theo nguyên lý trường điện từ hoặc vùng điện xung. Trường điện từ hoặc điện dung thường phát ra quanh cảm biến trong khoảng cách lên tới 60 mm. Trong khoảng cách này, nếu gặp vật thể nào thì sẽ phát ra tín hiệu và truyền về bộ xử lý.
Tại đây, bộ xử lý sẽ chuyển đổi tín hiệu này về sự chuyển động hoặc tín hiệu điện. Tín hiệu này có thể dùng để điều khiển ứng dụng hoặc cảnh báo thông qua lập trình từ PLC hoặc máy chủ.
Cảm biến tiệm cận hồng ngoại hoạt động được nhờ vào đầu dò, bên trong có gắn 2 cảm biến tia nhiệt với 3 chân ra, 1 chân nối Masse, 1 chân nối với đầu nguồn Volt DC. Thiết bị hoạt động với mức điện áp từ 3 tới 15V và góc dò lớn. Để tăng độ nhạy, ta có thể dùng kính Fresnel để ngăn tia tử ngoại.
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của cảm biến tiệm cận hồng ngoại
Ứng dụng của cảm biến tiệm cận hồng ngoại trong đời sống
Vì hoạt động theo nguyên lý cảm biến tiệm cận hồng ngoại nên được ứng dụng trong rất nhiều thiết bị sử dụng trong lĩnh vực sản xuất đèn tự động bật tắt hoặc chống trộm. Cụ thể:
Cảm biến hồng ngoại trong việc tự động tắt/bật bóng đèn:
Cảm biến tiệm cận hồng ngoại thường được lắp đặt ở các vị trí lối đi như: Cầu thang, hành lang, cổng….nơi có người đi đến thì đèn sẽ cảm biến được lượng nhiệt là tự động sáng lên.
Cảm biến hồng ngoại chống trộm an toàn:
Chủ nhà khi sử dụng thiết bị này sẽ bảo vệ căn nhà một cách tốt nhất. Khi có sự xâm nhập của kẻ lạ mặt tại khuôn viên gia đình, ban công và vô tình đi ngang qua mắt cảm ứng được lắp đặt thì thiết bị sẽ tự động hú còi và ngay lập tức thông báo cho gia chủ biết có trộm và kịp thời xử lý.
Cảm biến hồng ngoại chống trộm an toàn
Module cảm biến hồng ngoại phát hiện vật cản:
Công dụng là phát hiện vật bằng tia hồng ngoại thích nghi với điều kiện ánh sáng xung quanh. Thiết bị sử dụng 1 đèn led phát ra tia hồng ngoại, 1 đèn led thu lại tia hồng ngoại, IC. Đèn Led báo sáng được sử dụng để cảnh báo có vật đến gần.
Biến trở của thiết bị có khả năng điều chỉnh VR vuông lên tới 10K, hỗ trợ mạch có chân AO, DO, GND, VCC. Cảm biến sử dụng điện áp từ 3 tới 5V cho dòng 1 chiều.
Cảm biến vật cản Gương phản xạ hồng ngoại
Cảm biến này sẽ dùng ánh sáng hồng ngoại để xác định khoảng cách tới vật cảm một cách chính xác nhất. Ngoài ra cảm biến còn có thể chỉnh khoảng cách mong muốn thông qua biến trở được tích hợp tự động trên mạch.
Thiết bị này sử dụng bước sóng 660nm nên thường không bị nhiễu bởi tia hồng ngoại từ môi trường tự nhiên.
Cảm biến vật cản Gương phản xạ hồng ngoại
Cảm biến hồng ngoại mở cửa tự động
Hiện nay có rất nhiều loại thiết bị cảm biến hồng ngoại được lắp đặt với chế độ đóng mở cửa tự động. Đây là 1 trong những ứng dụng phổ biến nhất của cảm biến hồng ngoại.
Cảm biến hồng ngoại trong quốc phòng, dân sự
Thiết bị này có vai trò vô cùng quan trọng, được ứng dụng trong tên lửa không đối cự ly gần trong máy bay chiến đấu để dẫn đường trong quân sự.
Những lưu ý khi sử dụng thiết bị có tiệm cận hồng ngoại
Mặc dù được ứng dụng rộng rãi trong nhiều thiết bị, tuy nhiên khi sử dụng và lắp đặt cảm biến tiệm cận hồng ngoại, chúng ta cần tránh một số điều sau:
Mẹo lắp đặt thiết bị có tiệm cận hồng ngoại
Để lắp đặt thiết bị tiệm cận hồng ngoại thì người sử dụng cần lưu ý một số mẹo để thiết bị chạy an toàn, hiệu quả nhất:
- Không được hướng mắt Sensor vào phía giàn nóng máy lạnh vì trong lúc máy hoạt động thường sẽ toả ra nhiệt độ cao, tia bức xạ hồng ngoại sẽ gây ra nhiễu cảm biến, khiến cho thiết bị của bạn hoạt động không tốt.
- Không nên lắp đặt cảm biến tiệm cận trong nhà ở ngoài trời vì thường loại cảm biến này không có tính năng chịu nắng mưa nên mặc dù không tiếp xúc trực tiếp ngoài trời mưa nắng nhưng cũng rất dễ gây hỏng hóc, từ đó chức năng hoạt động bị kém dần.
- Không nên hướng mắt Sensor về phía rèm cửa vì có thể gây ra những báo động giả không đáng có. Hơn thế khi mở cửa sổ thường nguồn nhiệt xâm nhập gặp gió có thể cũng gây nhiễu cảm biến tiệm cận.
- Không nên đặt Sensor ở gần đường dây điện nguồn vì PIR thực chất là thiết bị điện tử, hoạt động ở điện áp thấp nên sẽ cần phải hạn chế gần các nguồn điện cao áp.
- Không nên hướng mắt Sensor vào phía cổng sát với mặt đường đi để hạn chế tối đa báo động giả do người khác đi bộ ngang qua.
- Không nên lắp Sensor ở phía trên tường thường xuyên bị rung vì điều này làm cho Sensor hoạt động không được ổn định.
Những lưu ý khi sử dụng thiết bị cảm biến hồng ngoại
Khi sử dụng các thiết bị cảm biến, người dùng cần lưu ý một số điều như sau:
- Nên kiểm tra thật kỹ sức ảnh hưởng của môi trường xung quanh khu vực đo để xem từ trường có đủ lớn hay không. Vì đây sẽ là nguyên nhân dẫn tới sai số khi đo của các thiết bị cảm biến.
- Nên tính toán lại vùng cảm nhận của phần đầu báo sao cho phù hợp với yêu cầu, nên tránh những điểm mù ở nơi lắp đặt để hạn chế những báo động sai không đáng có.
- Đầu báo thường rất nhạy cảm với năng lượng hồng ngoại nên người lắp cần tránh các nguồn phát nhiệt như gần cửa ra vào thường xuyên, điều hoà hoặc bếp lửa…..
Những lưu ý khi sử dụng thiết bị có tiệm cận hồng ngoại
Như vậy có thể thấy cảm biến tiệm cận hồng ngoại đang được ứng dụng vô cùng phổ biến tại nhiều thiết bị hiện đại ngày nay. Nhờ có cảm biến tiệm cận đã giải phóng sức người và cũng góp phần vào sự phát triển của công nghệ hiện đại. Hy vọng qua bài viết này, mọi người đã hiểu hơn về cảm biến hồng ngoại và biết cách sử dụng và lắp đặt các thiết bị một cách chính xác và an toàn nhất.
