Cảm biến hồng ngoại – Nguyên lý, ứng dụng và các lưu ý khi lắp đặt, sử dụng thiết bị

Chu Văn An

Cảm biến hồng ngoại Đó là cái gì vậy? Phân loại cảm biến hồng ngoại? Nguyên lý hoạt động và ứng dụng của cảm biến hồng ngoại là gì? Nếu bạn đang có những thắc mắc này, hãy dành vài phút để tìm câu trả lời cùng LabvietCHEM qua 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 ở môi trường xung quanh.

Bức xạ hồng ngoại được nhà thiên văn học tên là William Herchel vô tình phát hiện vào năm 1800. Trong quá trình đo nhiệt độ của từng màu ánh sáng cách nhau bởi lăng kính, William Herchel nhận thấy nhiệt độ bên ngoài ánh sáng đỏ là cao nhất. Mắt người không thể nhìn thấy bức xạ hồng ngoại vì bước sóng của nó dài hơn ánh sáng khả kiến ​​mặc dù có cùng phổ điện từ và ngắn hơn bức xạ vi sóng. Bất cứ thứ 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 hai loại: cảm biến hồng ngoại chủ động và cảm biến hồng ngoại thụ động.

– Cảm biến hồng ngoại thụ động có nghĩa là nó chỉ nhận tia hồng ngoại phát ra từ các vật thể khác như con người, động vật hay bất kỳ nguồn nhiệt nào chứ bản thân nó không phát ra bất kỳ tia hồng ngoại nào. Sau khi xác định được nguồn nhiệt, cảm biến sẽ phân tích để xác định tình trạng báo động. Chính vì vậy mà người ta gọi nó là thụ động, nó chỉ phát hiện chứ không phải là nguồn phát ra tia hồng ngoại.

– Cảm biến hồng ngoại chủ động gồm có 2 phần: diode phát quang và bộ thu. Khi một vật thể đến gần cảm biến, ánh sáng hồng ngoại từ đèn LED sẽ phản chiếu vật thể đó, cho phép máy thu phát hiện được vật thể đó. Cảm biến hồng ngoại hoạt động hoạt động như một cảm biến tiệm cận và nó được sử dụng để phát hiện chướng ngại vật.

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

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

+ Bộ lọc hồng ngoại có tác dụng chặn tất cả các bước sóng ánh sáng khác.

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

+ Lớp vỏ bảo vệ cảm biến khỏi các tác nhân 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 các bước sóng ánh sáng đã chọn trong phổ hồng ngoại (IR). Thông qua việc sử dụng đèn LED để tạo ra ánh sáng có cùng bước sóng mà cảm biến đang tìm kiếm, người vận hành có thể thấy cường độ ánh sáng được nhận. Khi một vật thể ở gần cảm biến, ánh sáng từ đèn LED sẽ bật ra khỏi vật thể và đi vào cảm biến ánh sáng tạo ra bước nhảy lớn về cường độ.

Nguyên lý hoạt động của cảm biến hồng ngoại

Cảm biến hồng ngoại hoạt động nhờ đầu dò, bên trong có 2 cảm biến tia nhiệt với 3 chân ra, 1 chân masse, 1 chân nối với nguồn volt DC. Nó hoạt động với điện áp từ 3 – 15V và góc phát hiện lớn. Để tăng độ nhạy của đầu dò, người thực hiện sẽ sử dụng kính Fresnel để chặn tia cực tím.

Ứng dụng của cảm biến nhiệt độ hồng ngoại

Do hoạt động dựa trên nguyên lý cảm biến hồng ngoại nên thiết bị này chủ yếu được sử dụng 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 ở các lối đi như hành lang, cầu thang,… và khi có người đến thì đèn ở 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 chống trộm, gia chủ sẽ được bảo vệ tốt nhất. Khi có người lạ đột nhập vào sân vườn, ban công và vô tình đi ngang qua cảm biến cài sẵn, thiết bị sẽ phát ra còi báo động và lúc đó gia chủ sẽ biết có kẻ trộm và kịp thời có biện pháp xử lý.

Cảm biến hồng ngoại giúp chống trộm hiệu quả

Ngoài ra, còn có một số loại thiết bị cảm biến hồng ngoại được cài đặt chế độ mở cửa tự động giúp người dùng sử dụng, lắp đặt thiết bị một cách nhanh chóng, dễ dàng.

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

+> Khi cài đặt

– Không hướng mắt cảm biến về phía máy nóng hoặc máy lạnh vì những máy này khi hoạt động sẽ tạo ra nhiệt độ cao, 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 cảm biến về phía cửa sổ có rèm để tránh báo động sai vì khi cửa mở, nguồn nhiệt lọt vào hoặc khi có gió cũng có thể gây nhiễu cảm biến vi sóng.

– Không lắp đặt cảm biến PIR trong nhà ngoài trời vì cảm biến PIR trong nhà không chịu được tác động của nắng, mưa do vật liệu vỏ và lăng kính fresnel không tương thích, khiến chức năng dần xuống cấp.

– Không hướng mắt cảm biến về nơi có nhiều ánh nắng vì ánh sáng mặt trời chứa nhiều bức xạ hồng ngoại khiến cảm biến bị nhiễu.

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

– Không hướng mắt cảm biến về phía cổng sát đường để tránh báo động sai do người qua đường gây ra.

– Không lắp cảm biến trên tường rung để thiết bị hoạt động ổn định.

+> Khi sử dụng

– Trước khi sử dụng, bạn cần hiểu rõ nguyên lý hoạt động của cảm biến hồng ngoại và loại cảm biến chúng ta thường sử dụng là cảm biến thụ động, có chức năng nhận tia hồng ngoại phát ra từ cơ thể người hoặc bất kỳ nguồn nhiệt nào, phân tích và phát ra cảnh báo nhưng bản thân cảm biến không phát ra tia hồng ngoại.

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

– Đặt đầu dò của cảm biến hồng ngoại ở nơi kẻ đột nhập phải đi qua hoặc nơi có thể tạo bẫy cho kẻ đột nhập.

– Chiều cao của máy dò phải tuân thủ theo tài liệu kỹ thuật.

– Tính toán diện tích cảm biến của đầu dò sao cho phù hợp với diện tích cảm biến cần thiết.

– Tránh điểm mù tại khu vực lắp đặt vì cảm biến sẽ không thể phát hiện được chuyển động.

– Sau khi lắp đặt cần kiểm tra khả năng cảm biến của đầu dò.

– Vì đầu báo hồng ngoại rất nhạy cảm với năng lượng hồng ngoại nên khi lắp đặt cần tránh các vị trí như cửa ra vào, điều hòa, lỗ thông hơi, bếp nấu, cửa sổ,…

– Công nghệ giúp phân biệt vật nuôi.

Trên đây là một số thông tin về cảm biến hồng ngoại mà LabTrường Chu Văn An muốn chia sẻ tới bạn đọc. Để xem thêm nhiều bài viết hay và ý nghĩa hơn, vui lòng truy cập website labvietchem.com.vn.

Xem thêm:

• Ô nhiễm ánh sáng – Tác hại của nền văn minh công nghệ
• Ánh sáng là gì? Tác dụng của ánh sáng đối với con người và sinh vật