Cảm biến hồng ngoại là gì ? Nguyên lý và mạch ứng dụng

Nếu như bạn tìm kiếm trên internet các sản phẩm tích hợp cảm biến hồng ngoại thì nó xuất hiện ra một lượng rất lớn các kết quả.

Bài viết này, mình không phải muốn chia sẻ đến mọi người danh sách các sản phẩm đó. Điều mà mình muốn giới thiệu chính là những đặc điểm và tính chất của loại cảm biến đặc biệt này.

Đây là một trong những cảm biến được ACIS tích hợp vào một số sản phẩm của mình. Sau nhiều năm đánh giá nhận thấy rắng nó mang đến hiệu quả cao và được người dùng cực kỳ ưa thích.

Chúng ta hãy cũng nhau tìm hiểu về những nội dung như sau nhé:

• Khái niệm về cảm biến hồng ngoại
• Nguyên lý hoạt động
• Hướng dẫn thiết lập cảm biến
• Một vài ứng dụng của nó
• …

Giờ thì cùng nhau tìm hiểu ngay thôi nào !

Cảm biến hồng ngoại là gì ?

Cảm biến hồng ngoại là một trong những thiết bị được sử dụng với mục đích kiểm tra và phát hiện các bức xạ hồng ngoại ở trong một khoảng không gian nhất định.

Có thể bạn chưa biết, bức xạ hồng ngoại được một nhà khoa học có tên là William phát hiện ra từ năm 1800.

Sau một khoảng thời gian nghiên cứu thì người ta đã tạo ra một thiết bị mang tên cảm biến hồng ngoại nhằm phát hiện ra búc xạ này.

Cảm biến hồng ngoại còn có tên gọi là IR Sensor. Nó có bước sóng nằm ngoài khả năng phát hiện của mắt con người. Do đo, chúng ta không thể nào nhìn thấy nó bằng bắt thường được.

Bản thân con người cũng có một lượng lớn các bức xạ hồng ngoại, vậy nên các nhà sản xuất bóng đèn thông minh thường dựa vào đây để tích hợp cảm biến vào sản phẩm của mình.

Ngoài ra, các sản phẩm như Tivi, Quạt, Rèm cửa thông minh… tất cả đều được tích hợp cảm biến hồng ngoại trong đó để có thể điều khiển từ xa bằng remote.

Trên thị trường hiện nay có 2 dòng cảm biến hồng ngoại chính là:

• Cảm biến dạng chủ động
• Cảm biến dạng thụ động

Mỗi loại đều có cấu tạo và nguyên lý hoạt động khác nhau. Để tìm hiểu sâu hơn chúng ta cùng nhau tham khảo nội dụng phần tiếp theo nhé.

>> Xem thêm: Cảm biến cửa – Ứng dụng hiệu quả cho giải pháp Smarthome

Nguyên lý hoạt động cảm biến hồng ngoại

Để có thể hoạt động được, các sản phẩm như cảm biến hồng ngoại phải dựa vào một dòng cảm biến ánh sáng khác nhằm phát hiện ra ánh sáng ở trong phổ hồng ngoại.

Cụ thể thì nó sẽ dùng một loại đèn LED để tạo tạo ra một loại ánh sáng có cùng bước sóng với loai cảm biến hồng ngoại mà bạn đang tìm.

Khi tia hồng ngoại chạm với ánh sáng đèn LED thì  nó sẽ đi vào trong cảm biến ánh sáng. Sau đó tạo ra một bước nhảy lớn về cường độ, khi đó chúng ta sẽ xác định được thiết bị mà ta cần điều khiển.

Ví dụ:

Khi bạn sử dụng remote TV, lúc bạn nhấn một nút nào đó trên remote thì đèn LED sẽ sáng và nhận diện nguồn tìn hiệu hộng ngoại của cảm biến trên TV. Sau đó tia hồng ngoại từ cảm biến TV sẽ đi vào điều khiển để đồng bộ cả 2 tia.

Sau cùng, chúng ta có thể dễ dàng điều khiển các thiết bị mà bạn mong muốn.

Sơ đồ thiết kế cảm biến hồng ngoại bạn nên biết

Để mọi người thuận lợi hơn trong việc tìm hiểu về sơ đô mạch thiết kế của cảm biến hồng ngoại. Mình có để hình ảnh minh họa ở phần dưới đây.

Như bạn thấy trong hình thì mạch sẽ bao gồm các phần tử như:

• Diot
• Điện trở
• Ampe kế
• Vol kế
• Mạch đóng ngắt
• Đèn LED
• Đầu vào, đầu ra
• Nguồn
• …

Bạn có thể tham khảo kỹ hơn thông qua sơ đồ cảm biến hồng ngoại dưới đây nhé.

Các bước thiết lập cảm biến hồng ngoại

Về nguyên lý và sơ đồ cấu tạo thì bạn cũng đã ít nhiều hình dung ra được rồi. Giờ mình sẽ giới thiệu thêm về cách thiết bược cảm biến dành cho mọi người nhé.

Với cách thiết lập cảm biến hồng ngoại này từ nay bạn sẽ luôn chủ động với các thiết bị của gia đình mình rồi nhé.

Nếu xét theo quy trình chúng ta sẽ phải trải qua 5 bước bao gồm:

#1. Thiết lập Breadboard của cảm biến hồng ngoại

Một số thiết bị cần phải chuẩn bị bao gồm:

• Máy dò hồng ngoại loại 2x
• Đèn LED hồng ngoại
• Điện trở ( đỏ đen đỏ )
• Điện trở ( đỏ đen nâu )
• Dây nhảy màu đỏ, màu đen
• Dây nhảy tín hiệu

Bước 1: Chèn cảm biến hồng ngoại đèn LED vào trong phần vỏ đã bao gồm dây dẫn.

Bước 2: Cho đèn LED vào phần trong vỏ bọc cùng với cảm biến

Bước 3: Hoàn thiện với phần vỏ bọc đầu ngoài đèn LED để bảo vệ.

#2. Lắp đặt đèn LED cảm biến hồng ngoại vào bảng mạch

Ở bước này bạn cần lưu ý các cực của cảm biến:

• Chân dài sẽ là cực dương
• Chân ngắn là cực âm

Nhớ đấu kỹ ở chân cực để tránh việc làm hư hỏng các linh kiện nhé.

#3. Lắp máy dò hồng ngoại vào mạch

Phân chân giữa của máy dò phải nằm cùng hàng ( cùng bus ) với cực âm của đèn LED. Bạn có thể tham khảo thêm trong hình ảnh minh họa phía dưới.

#4. Thiết lập điện trở cho mạch

Tiếp theo ta sẽ cần phải thiết lập các điện trở cho mạch điện. Với các loại điện trở đỏ đen đỏ và đỏ đen nâu thì cứ 1 thứ một cái tạo thành một cặp của mạch.

Bạn có thể tham khảo hình ảnh phía dưới để xác định cách đấu nối điện trở cho phù hợp.

#5. Đấu nối đường dây điện để kết hợp các linh kiện vào Arduino

Bước 1: Kết nối các ngạnh cùng với nguồn điện áp 5V của máy dò bằng dây đỏ. Nối dây điện theo phương pháp trực tiếp với Arduino.

Bước 2: Kết nối các chân mặt đất của máy dò cùng bus với cực âm đèn LED, cổng  GND của Arduino bằng dây đen.

Bước 3: Chân thứ 3 hoặc các chân tín hiệu nên được đấu nối trực tiếp với chân 7, 8 của Arduino bằng các dây màu xám.

Bước 4: Cực dương của đèn LED bạn đen nấu với chân số 9 của Arduino bằng dây vàng.

Bước 5: Kiểm tra thủ công bằng bảng mạch nhằm đảm bảo đã được kết nối chính xác.

Một số ứng dụng của cảm biến hồng ngoại

Hiện nay, cảm biến hồng ngoại được ứng dụng trong rất nhiều ngành nghề khác nhau. Từ cơ khí, điện, xây dựng….

Tuy nhiên, ở đây mình sẽ gợi ý một số ứng dụng chính được nhiều người biết đến nhất gồm:

• Giúp bật tắt bóng đèn tự động với cảm biến hồng ngoại: Trong một số bài viết chia sẻ về các loại công tắc của mình. ACIS cũng có chia sẻ về tính năng đặc biệt này. Bạn có thể tham khảo thêm ở dưới nhé.
• Cải thiện an ninh dành cho ngôi nhà: Bên cạnh tăng thêm sự tiện lợi cho người sử dụng, thì nó còn có thể giúp phát hiện ra một số hành động bất thường nhằm phát ra tín hiệu cảnh báo.
• Mở cửa tự động khi phát hiện người: Nếu như kết hợp với cảm biến cửa thì nó có thể phát hiện ra người dùng để có thể tự đông mở và đóng cửa.

Tiếp theo, chúng ta cùng nhau xem một vài lưu ý nhỏ khi sử dụng thiết bị này nhé.

Một số lưu ý khi ứng dụng cảm biến hồng ngoại

• Đối với máy lạnh bạn không được hướng mắt của cám biến về phần gián nóng của máy lạnh.
• Hạn chế việc lắp mắt cảm biến xoay về hướng của các loại rèm cửa thông minh.
• Sử dụng cảm biến phù hợp với từng tính chất và môi trường khác nhau.
• Hạn chế để cảm biến tiếp xúc trực tiếp với ánh sáng mặt trời.
• Không đặt cảm biến ở quá sát dây nguồn điện áp cao.
• Nếu lắp ở cửa thì không nên hướng qua xa để tranh báo động giả.
• Không lắp thiết bị trên các vật bị rung chuyển liên tục.
• Đặt cảm biến ở nơi phù hợp để đảm bảo hiệu suất hoạt động.
• Tránh các nguồn phát nhiệt

Lời kết về cảm biến hồng ngoại

Với nội dung của bài viết trên đây, hi vọng rằng bạn sẽ có một cái nhìn tổng quan hơn về một trong những loại cảm biến được sử dụng nhiều nhất này.

Như mình cũng đã chia sẻ, thì các sản phẩm ứng dụng cảm biến hồng ngoại rất nhiều. Nếu bạn không chuyên thì nên mua sẵn các sản phẩm đó rồi về lắp đặt cho gia đình mình nhé.

Tuy nhiên, chúng ta cũng nên cập nhật thêm cho mình một vài kiến thức cơ bản để có thể khi mua hàng được chính xác hơn với nhu cầu.

Nếu bạn cần thêm những thông tin nào khác có thể liên hệ đến ACIS, chúng tôi luôn sẵn sàng hỗ trợ cho bạn.

Một số dòng cảm biến khác có thể bạn chưa biết:

>> Cảm biến chuyển động là gì ? Nguyên lý và ứng dụng của nó

>> Cảm biến hàng rào chống trộm – Cách thực và vai trò