Cảm biến hồng ngoại là gì? Nguyên lý hoạt động và ứng dụng trong thiết bị

Cảm biến hồng ngoại là gì? Hiện nay, những ứng dụng từ cảm biến hồng ngoại trong cuộc sống hằng ngày của con người trở nên ngày càng nhiều và phổ biến hơn. Những vẫn nhiều người thắc mắc, không hiểu cảm biến hồng ngoại là gì, do vậy bài viết này chúng tôi sẽ cùng các bạn tìm hiểu chi tiết về cảm biến hồng ngoại cũng như nguyên lý hoạt động của nó.

Cảm biến hồng ngoại là gì?

Cảm biến hồng ngoại là gì?
Cảm biến hồng ngoại là gì?

Cảm biến hồng ngoại (tiếng Anh là IR Sensor), chính là một thiết bị điện tử có khả năng đo cũng như phát hiện được những bức xạ hồng ngoại ở trong môi trường xung quanh. Thực sự tên tiếng anh của cảm biến hồng ngoại chính là Passive Infrared, viết tắt là PIR để dịch sát nghĩa là “hồng ngoại thụ động”. Cảm biến hồng ngoại (IR Sensor) sẽ phát ra những tia vô hình đối với mắt người và vì bức sóng của nó sẽ dài hơn ánh sáng có thể nhìn thấy ​​(mặc dù nó vẫn thuộc cùng một phổ điện từ). Bất cứ thứ gì phát ra nhiệt thì đều có thể phát ra bức xạ hồng ngoại.

Hồng ngoại hay còn được gọi là tia hồng ngoại chính là bức xạ điện từ có những bước sóng dài hơn ánh sáng và ngắn hơn các tia bức xạ Vi ba. Hồng ngoại chính là ngoài bức sóng đỏ. Màu đỏ chính là màu có bước sóng dài nhất trong ánh sáng thường. Thông thường thì những vật thể có nhiệt độ từ 35°C trở lên sẽ phát ra những bước sóng hồng ngoại. Bức xạ hồng ngoại cũng đã vô tình được phát hiện bởi một nhà thiên văn học nổi tiếng tên là William Herschel vào năm 1800. Trong khi đang đo nhiệt độ của từng màu ánh sáng thì ông phát hiện rằng nhiệt độ vượt ra ngoài ánh sáng đỏ là cao nhất

Phân loại cảm biến hồng ngoại

Có hai loại cảm biến hồng ngoại đó chính là cảm biến dạng chủ động và thụ động. Cảm biến hồng ngoại hoạt động bằng cách phát ra và phát hiện bức xạ hồng ngoại.

Cảm biến biến hồng ngoại chủ động: thường sẽ cấu tạo có hai phần: Diode phát sáng (còn gọi là đèn LED) và máy thu. Khi một vật thể nào đó đến gần cảm biến thì ánh sáng hồng ngoại từ đèn LED sẽ phản xạ ra khỏi vật thể và được người nhận phát hiện. Cảm biến hồng ngoại khi hoạt động đóng vai trò là cảm biến tiệm cận và chúng thường được sử dụng trong những hệ thống phát hiện ra chướng ngại vật (như trong robot).

Hồng ngoại thụ động: cũng có nghĩa là chỉ nhận các loại tia hồng ngoại phát ra kể từ vật thể khác như là người, động vật hoặc một số nguồn nhiệt bất kỳ khác, chứ tự nó không phát ra các tia hồng ngoại nào cả. Sau khi nhận biết được các nguồn nhiệt thì bộ phận cảm biến sẽ được phân tích để xác định điều kiện để báo động. Vì thế người ta còn gọi đó là thụ động, chỉ phát hiện chứ không phải là nguồn để phát ra tia hồng ngoại.

Nguyên lý hoạt động của cảm biến hồng ngoại

Nguyên lý hoạt động của cảm biến hồng ngoại
Nguyên lý hoạt động của cảm biến hồng ngoại

Cảm biến hồng ngoại sẽ hoạt động bằng quy trình sử dụng một cảm biến ánh sáng cụ thể để phát hiện được bức sóng ánh sáng đã chọn trong phổ hồng ngoại (IR). Bằng cách sử dụng đèn LED để tạo ra ánh sáng có cùng bước sóng với cảm biến đang tìm kiếm thì bạn có thể xem cường độ của ánh sáng đã nhận được. Khi một vật ở gần cảm biến thì ánh sáng từ đèn LED sẽ bật ra khỏi vật thể và đi vào trong cảm biến ánh sáng. Điều này sẽ dẫn đến một bước nhảy lớn về cường độ.

Cảm biến hồng ngoại được ứng dụng vào đâu?

  • Cảm biến hồng ngoại chính là thiết bị có rất nhiều tính năng nổi bật như: bật tắt đèn tự động, mở cửa tự động, báo trộm,…
  • Cảm biến hồng ngoại dùng cho bật tắt đèn tự động: với chức năng bật đèn tự động khi cảm nhận được người bước vào thì cảm biến hồng ngoại sẽ tự động đèn sẽ sáng lên. Và khi những người di chuyển đến đâu thì đèn sẽ sáng đến đấy. Vì thế mà ở những không gian lắp đặt các thiết bị cảm biến hồng ngoại tại những vị trí như là hành lang dùng để bật đèn chiếu sáng lối đi hoặc là nhà vệ sinh cũng sẽ giúp cho những không gian đó được chiếu sáng.
  • Cảm biến hồng ngoại sẽ giúp chống trộm: so với những thiết bị chống trộm khác thì việc sử dụng các thiết bị cảm biến hồng ngoại sẽ giúp chống trộm tốt nhất, đảm bảo an toàn cho gia đình. Bởi khi đêm đến thì nếu như có trộm bước vào nhà hoặc đi qua bất cứ nơi nào của nhà bạn, khi chúng đi ngang qua mắt cảm ứng của cảm biến thì thiết bị sẽ hú còi ngay lúc đó và chủ nhà sẽ biết có trộm để đề phòng và có những biện pháp xử lý kịp thời 
  • Cảm biến hồng ngoại còn giúp mở cửa tự động: hiện nay có rất nhiều thiết bị cảm biến hồng ngoại đang được lắp đặt kèm theo chế độ mở cửa tự động, điều này sẽ rất tốt cho tình hình dịch bệnh hiện nay, không cần phải chạm vào tay nắm cửa.

Những ưu nhược điểm khi sử dụng cảm biến hồng ngoại

Cảm biến hồng ngoại của đèn cảm biến Xiaomi
Cảm biến hồng ngoại của đèn cảm biến Xiaomi

Dù chúng ta sử dụng một loại thiết bị nào thì nó cũng sẽ có những thế mạnh và những điều hạn chế. Cảm biến hồng ngoại cũng như vậy, hãy cùng Ruby xem những ưu nhược điểm của loại cảm biến này nhé!

Ưu điểm

  • Nếu như bạn đang muốn dùng loại đèn có độ nhạy cao, có khả năng phát hiện được chuyển động nhỏ thì có thể chọn loại đèn dùng công nghệ cảm biến. Với công nghệ này thì đèn có những góc quét rộng, 360 độ, không có điểm chết và cảm ứng được với khoảng cách từ 6 – 8m. Đèn áp dụng công nghệ radar sẽ không bị phụ thuộc vào cảm biến nhiệt độ trong môi trường.
  • Đối với công nghệ cảm biến hồng ngoại thì đèn có khả năng phân biệt được cả những chuyển động của người và đồ vật. Bạn hoàn toàn có thể điều chỉnh được những góc cảm ứng theo ý muốn của mình cũng như sử dụng các vách ngăn để tránh được vùng không muốn cảm ứng.

Nhược điểm

  • Độ nhạy cao của cảm biến đôi khi cũng có thể là nhược điểm của công nghệ này vì sẽ dễ bị nhầm lẫn khi phát hiện các vật chuyển động.
  • Đèn dùng công nghệ cảm biến hồng ngoại lại có những yếu điểm là góc quét nhỏ, có điểm chết, không thể cảm biến được xuyên vật cản. Chính vì vậy công nghệ này phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ để có thể cảm biến nên ở những môi trường có nhiệt độ cao thì đèn sẽ càng kém nhạy. Phạm vi đèn cảm biến được chỉ trong vòng từ 2 – 3m.

Bài viết đã giải đáp cho bạn về cảm biến hồng ngoại là gì cũng như tổng hợp một số thông tin liên quan đến công nghệ cảm biến này. Trong thực tế, nhiều loại đèn được áp dụng côn nghệ cảm biến hồng ngoại và mang lại sự thông minh, tinh tế trên thiết bị. Chẳng han như Đèn ngủ cảm biến hồng ngoại Xiaomi Mijia Night Light 2 với chứng năng cảm biến thông minh, tự động bật và điều chỉnh độ sáng phù hợp, phù hợp đặt tại những nơi như cầu trang, hành lang hay tủ đồ ở góc tối để dễ dàng trong việc đi lại.

Xem thêm bài viết: Các loại đèn ngủ thịnh hành được ưu chuộng nhất năm 2021