Cảm biến hồng ngoại là một công nghệ ngày càng được ứng dụng nhiều trong các sản phẩm gia dụng để tạo nên một ngôi nhà thông minh SmartHome. Cùng vfu2.edu.vn tìm hiểu về cảm biến hồng ngoại và các ứng dụng phổ biến của nó nhé.

Cảm biến hồng ngoại là gì?

Cảm biến hồng ngoại (Tiếng Anh: Infrared Sensor hoặc viết tắt IR Sensor) là một thiết bị điện tử phát hoặc nhận bức xạ hồng ngoại trong môi trường xung quanh. Khi vật thể phát ra nhiệt độ trên 35 độ C thì sẽ phát ra bức xạ hồng ngoại con người không thể nhìn thấy được.

Phân loại cảm biến hồng ngoại

Cảm biến hồng ngoại hiện nay gồm có 2 loại chính là:

• Cảm biến hồng ngoại chủ động: Khi vật thể đến gần, tia hồng ngoại phát ra từ thiết bị sẽ sẽ đụng vào các vật thể và phản xạ lại, từ đó cảm biến nhận diện được vật thể.
• Cảm biến hồng ngoại thụ động: Không tự phát ra tia hồng ngoại mà sẽ tự phát hiện và nhận tia hồng ngoại từ các vật thể khát.

Nguyên tắc hoạt động cảm biến hồng ngoại

Nguyên tắc hoạt động của các loại cảm biến hồng ngoại là:

• Cảm biến hồng ngoại chủ động: Gồm 2 thành phần: nguồn phát hồng ngoại sử dụng một bóng đèn LED để phát ra tia sóng hồng ngoại và cảm biến hồng ngoại. Khi gặp vật thể, tia hồng ngoại bật ngược lại và đi vào cảm biến hồng ngoại.

• Cảm biến hồng ngoại thụ động: Đơn giản là cảm biến nhiệt điện, bộ lọc hồng ngoại và thấu kính Fresnel để phát hiện ra tia hồng ngoại phát ra từ vật thể.

Cách thiết lập cảm biến hồng ngoại

Ứng dụng của cảm biến hồng ngoại

Cảm biến hồng ngoại được sử dụng trong các thiết bị SmartHome để phát hiện chuyển động của con người, từ đó tự động điều khiển các thiết bị hoạt động theo như lập trình. Các ứng dụng nổi bật của cảm biến hồng ngoại gồm có:

Bật tắt đèn tự động

Bằng việc phát hiện chuyển động hoặc tia sóng hồng ngoại phát ra từ con người, cảm biến hồng ngoại sẽ kết nối với đèn để bật tắt tự động rất tiện lợi và tiết kiệm điện năng. Cảm biến hồng ngoại thường được đặt ở vị trí như hàng lang để chiếu sáng lối đi, cửa ra vào hoặc nhà vệ sinh.

Cảm biến hồng ngoại giúp chống trộm

Khi phát hiện ra vật thể lạ xâm nhập vào nhà như hàng rào, ban công, cảm biến hồng ngoại nhận diện được sẽ kết nối với thiết bị âm thanh phát ra tiếng để báo động chủ nhà để đề phòng và có biện pháp xử lý.

Giúp mở cửa tự động

Cảm biến hồng ngoại được đặt ở phía trên sẽ phát hiện các chuyển động ra vào từ đó điều khiển cửa đóng/mở cho phù hợp. Bạn có thể thấy rõ nhất ứng dụng này ở các trung tâm thương mại hay văn phòng.

Giúp truyền lệnh điều khiển

Tia hồng ngoại từ lâu đã được ứng dụng trong các remote tivi, máy lạnh để phát ra tín hiệu điều khiển từ xa. Hiện nay với việc tích hợp cảm biến hồng ngoại trên các thiết bị và điện thoại thông minh có thể phát ra được tia hồng ngoại, bạn có thể sử dụng điện thoại thông minh để điều khiển các vật dụng 

Cảm biến hồng ngoại giúp sáng tạo thiết bị nhìn đêm

Nhờ nguyên lý chuyển đổi photon ánh sáng xung quanh thành electron, sau đó khuếch đại bằng chất hóa học sẽ tạo nên thiết bị giúp chúng nhìn thấy trong môi trường không có ánh sáng khả kiến. Thiết bị này được thường được sử dụng nhiều trong lực lượng quân đội, cảnh sát.

Ứng dụng trong thiên văn

Cảm biến hồng ngoại cũng được ứng dụng trong việc chế tạo kính viễn vọng, hệ thống cảm biến và máy dò trạng thái rắn. Các vật thể phát xạ nhiệt hay hồng ngoại sẽ phát hiện được bằng kính, qua đó giúp nhà thiên văn học có thể quan sát các vật thể trong vũ trụ.

Ứng dụng trong nghệ thuật chế tác và phục hồi tranh ảnh

Các nhà nghiên cứu ứng dụng phản xạ hồng ngoại để phân tích và nghiên cứu các lớp ẩn trong các bức tranh nghệ thuật.  Các đặc điểm của bức tranh như chất liệu, tuổi đời sẽ được phát hiện và từ đó được nhận định bức tranh là thật hay giả. 

Ứng dụng trong một số lĩnh vực quan trọng khác

Bên cạnh những ứng dụng trên, cảm biến hồng ngoại còn được ứng dụng trong một số các lĩnh vực khác như: 

• Khí hậu học
• Khí tượng học
• Điều chế quang học
• Máy dò khí
• Phân tích nước
• Phân tích độ ẩm
• Phân tích khí
• Thử nghiệm gây mê
• Thăm dò dầu khí
• An toàn đường sắt

Một số lưu ý khi lắp đặt và sử dụng cảm biến hồng ngoại

Để đảm bảo cảm biến hồng ngoại hoạt động đúng với ý đồ mong muốn, bạn hãy lưu ý một số điều sau khi lắp đặt:

• Không lắp đặt cảm biến hồng ngoại ở những điểm mù, có vật cản khiến đầu báo không thể phát hiện được mục tiêu.
• Tránh lắp đặt gần các nguồn phát nhiệt, dễ gây ra báo động giả như điều hoà, lỗ thoát khí, bếp lửa và ánh sáng mặt trời vì đầu hồng ngoại rất nhạy cảm với năng lượng hồng ngoại.
• Đầu báo hiệu hồng ngoại cần phải đặt ở đúng với độ cao như trong tài liệu kỹ thuật.
• Kiểm tra đầu báo kỹ càng sau khi lắp đặt để đảm bảo hoạt động hiệu quả.

Hy vọng bài viết trên đã cung cấp đến bạn các thông tin bổ ích về cảm biến hồng ngoại và ứng dụng của nó trong SmartHome. Nếu có thắc mắc, hãy để bình luận bên dưới để vfu2.edu.vn giải đáp nhé.