Cảm biến hồng ngoại là gì?
Cảm biến hồng ngoại tên Tiếng anh là Passive Infrared, còn gọi là IR Sensor. Cảm biến hồng ngoại là thiết bị điện tử có khả năng đo cũng như phát hiện bức xạ hồng ngoại từ môi trường xung quanh chúng ta. Vì bước sóng của IR Sensor dài hơn ánh sáng khả kiến. Vì thế cảm biến hồng ngoại phát ra nhiều tia vô hình và mắt người khó quan sát được. Bất cứ thứ gì phát nhiệt ra đều có thể phát ra bức xạ hồng ngoại.
Phân loại cảm biến hồng ngoại
Cảm biến hồng ngoại dạng chủ động là loại cảm biến sử dụng bức xạ hồng ngoại phát ra từ chính nó để phát hiện và đo lường các vật thể hoặc môi trường xung quanh. Ví dụ về cảm biến hồng ngoại dạng chủ động là các loại cảm biến hồng ngoại được sử dụng trong hệ thống giám sát và an ninh như camera an ninh và cảm biến chuyển động.
Cảm biến hồng ngoại thụ động là loại cảm biến sử dụng bức xạ hồng ngoại từ các nguồn khác để phát hiện và đo lường các vật thể hoặc môi trường xung quanh. Ví dụ về cảm biến hồng ngoại thụ động là các cảm biến hồng ngoại được sử dụng trong điều khiển từ xa, đo nhiệt độ cơ thể và đo nhiệt độ môi trường.
Nguyên tắc hoạt động cảm biến hồng ngoại
Cảm biến hồng ngoại (IR) hoạt động dựa trên nguyên lý phát hiện các tia hồng ngoại phát ra từ các nguồn nhiệt độ khác nhau. Các tia hồng ngoại này không thể nhìn thấy bằng mắt thường vì chúng nằm ở bên dưới phạm vi của phổ ánh sáng nhìn thấy.
Bằng cách sử dụng các đèn LED nhằm tạo ra ánh sáng có cùng bước sóng với cảm biến đang tìm kiếm. Người dùng có thể xem được cường độ ánh sáng nhận được ở một vật gần cảm biến, ánh sáng từ đèn LED sẽ bật ra khỏi vật thể và đi vào cảm biến ánh sáng.
Ứng dụng của cảm biến hồng ngoại
Cảm biến hồng ngoại được ứng dụng phổ biến trong các thiết bị nhận diện di chuyển hành động của con người. Cụ thể:
Bật tắt đèn tự động
Cảm biến hồng ngoại (IR) được sử dụng rộng rãi trong bật tắt đèn tự động. Cảm biến IR có khả năng nhận biết sự xuất hiện của người hoặc vật thể di chuyển trong tầm nhìn của nó, và từ đó kích hoạt bật tắt đèn.
Khi một người đi qua khu vực được trang bị cảm biến IR, cảm biến sẽ nhận biết sự hiện diện của người đó thông qua tín hiệu hồng ngoại phát ra từ cơ thể người đó. Sau đó, cảm biến sẽ kích hoạt bật đèn và giữ cho đèn sáng cho đến khi không còn sự hiện diện nào trong tầm nhìn của cảm biến, sau đó đèn sẽ tắt tự động.
Cảm biến hồng ngoại giúp chống trộm
Cảm biến hồng ngoại thường được sử dụng trong các thiết bị an ninh như hệ thống báo động chống trộm.
Khi được lắp đặt trong các thiết bị an ninh, cảm biến hồng ngoại sẽ phát hiện sự di chuyển của các đối tượng trong khu vực được giám sát. Khi có sự di chuyển, cảm biến sẽ tạo ra một tín hiệu điện, thông báo cho hệ thống báo động kích hoạt. Hệ thống báo động sau đó sẽ báo động cho người sử dụng thông qua cảnh báo âm thanh hoặc thông báo trên điện thoại.
Giúp mở cửa tự động
Cảm biến này sử dụng sóng hồng ngoại để phát hiện sự xuất hiện của đối tượng, và khi có đối tượng đi qua, nó sẽ gửi tín hiệu đến bộ điều khiển để mở cửa.
Các ứng dụng của cảm biến hồng ngoại để mở cửa tự động có thể được sử dụng trong nhiều vị trí khác nhau, bao gồm các cửa ra vào của các tòa nhà, các cửa hàng, cửa garage, hay các cửa của các phòng thí nghiệm, bệnh viện hay trường học.
Giúp truyền lệnh điều khiển
Khi được kết hợp với bộ điều khiển hồng ngoại, cảm biến hồng ngoại có thể giúp truyền tín hiệu từ người dùng đến các thiết bị khác, chẳng hạn như điều khiển tivi, đầu đĩa DVD, hoặc các thiết bị gia đình khác.
Khi người dùng nhấn nút trên bộ điều khiển hồng ngoại, cảm biến hồng ngoại sẽ nhận tín hiệu và gửi nó đến bộ điều khiển. Bộ điều khiển sẽ xử lý tín hiệu này và gửi lệnh điều khiển tương ứng đến thiết bị mà người dùng muốn điều khiển.
Cảm biến hồng ngoại giúp sáng tạo thiết bị nhìn đêm
Các thiết bị nhìn đêm sử dụng cảm biến hồng ngoại để phát hiện các vật thể bằng cách nhận sóng hồng ngoại được phát ra từ chúng. Khi sóng hồng ngoại đến, cảm biến sẽ thu nhận nó và chuyển đổi thành tín hiệu điện tử, từ đó máy tính sẽ xử lý và tạo ra hình ảnh của vật thể đó.
Thiết bị nhìn đêm được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng quân sự, an ninh và giám sát. Ngoài ra, cảm biến hồng ngoại còn được sử dụng trong các thiết bị gia dụng như điều khiển từ xa, máy chụp hình kỹ thuật số, đồng hồ thông minh và thiết bị y tế.
Ứng dụng trong thiên văn
Cảm biến hồng ngoại có thể được dùng trong việc chế tạo kính viễn vọng, hệ thống cảm biến và máy dò tìm kim loại. Các vật thể phát xạ ra nhiệt hay hồng ngoại đều sẽ phát hiện và truyền về bằng kính để các nhà nghiên cứu có thể quan sát được.
Ứng dụng trong nghệ thuật chế tác và phục hồi tranh ảnh
Các nhà nghiên cứu kỹ thuật và nghệ thuật sử dụng cảm biến hồng ngoại để phân tích, nghiên cứu các lớp ẩn trong bức tranh nghệ thuật. Các đặc điểm nổi bật của bức tranh như chất liệu, tuổi đời đều sẽ được phát hiện là bức tranh giả hay thật.
Ứng dụng trong một số lĩnh vực quan trọng khác
Bên cạnh những ứng dụng nổi bật nêu trên thì cảm biến hồng ngoại còn được ứng dụng trong các ngành như khí hậu, điều chế quang học, thăm dò dầu khí, phân tích khí, gây mê, an toàn đường sắt…
Một số lưu ý khi lắp đặt và sử dụng cảm biến hồng ngoại
Lắp đặt và sử dụng cảm biến hồng ngoại là một công việc quan trọng trong việc bảo vệ an ninh tại nhà hoặc trong các khu vực công cộng. Sau đây là một số lưu ý khi lắp đặt và sử dụng cảm biến hồng ngoại:
- Vị trí lắp đặt: Chọn vị trí lắp đặt sao cho cảm biến có thể quét được toàn bộ khu vực cần bảo vệ, đồng thời tránh được ánh sáng mặt trời, gió và mưa. Tránh các điểm mù, vật cản khiến cảm biến không phát hiện được đối tượng.
- Điều chỉnh cảm biến: Trước khi lắp đặt, hãy điều chỉnh cảm biến sao cho phù hợp với khu vực cần bảo vệ, đảm bảo không có chỗ trống hoặc đèn báo giả. Không lắp thiết bị ở gần các thiết bị sinh nhiệt như điều hòa, ánh nắng mặt trời sẽ gây hư hỏng thiết bị nhanh chóng
- Đặt cảm biến ở độ cao phù hợp: Nếu cảm biến hồng ngoại được lắp đặt quá thấp, nó sẽ không phát hiện được những người đi bò hoặc trẻ em. Nếu quá cao, nó có thể phát hiện những đối tượng không cần thiết như chim hoặc lá cây.
- Kiểm tra định kỳ: Hãy kiểm tra cảm biến hồng ngoại định kỳ để đảm bảo chúng hoạt động tốt và không bị hỏng hóc.
- Lắp đặt cùng với hệ thống báo động: Để tăng cường tính bảo mật, cảm biến hồng ngoại nên được lắp đặt cùng với hệ thống báo động, để khi phát hiện ra nguy cơ bất thường, hệ thống sẽ tự động gửi thông báo đến người dùng hoặc cơ quan chức năng.
- Bảo dưỡng định kỳ: Cần bảo dưỡng định kỳ để đảm bảo cảm biến hoạt động tốt và không bị hỏng hóc, đồng thời kéo dài tuổi thọ của sản phẩm.
Trên đây là toàn bộ thông tin về cảm biến hồng ngoại, ứng dụng của cảm biến trong thực tiễn. Mong rằng những thông tin này sẽ hữu ích với mọi người trong cuộc sống và công việc.
