Cảm biến hồng ngoại là gì?

Cảm biến hồng ngoại hay còn gọi là IR sensor (Infrared sensor). Là một thiết bị điện tử có khả năng phát hoặc nhận bức xạ hồng ngoại trong môi trường xung quanh. Các vật thể phát ra nhiệt độ trên 35 độ C thì sẽ phát ra bức xạ hồng ngoại mà con người không thể nhìn thấy được. Bước sóng của cảm biến hồng ngoại dài hơn ánh sáng khả kiến, nên cảm biến hồng ngoại có thể phát ra các tia vô hình đối với mắt người cũng như nhận vào các tia hồng ngoại.

Phân loại cảm biến hồng ngoại

Có hai loại cảm biến hồng ngoại chính là cảm biến hồng ngoại chủ động và cảm biến hồng ngoại thụ động.

Cảm biến hồng ngoại chủ động thường có cấu tạo gồm 2 phần là: diode phát sáng (LED) và bộ thu. Khi một vật thể đến gần cảm biến thì ánh sáng hồng ngoại từ LED phát sẽ phản xạ khỏi vật thể. Sau đó chúng sẽ được bộ thu phát hiện.

Cảm biến vật cản hồng ngoại

Cảm biến hồng ngoại thụ động chỉ nhận được các tia hồng ngoại phát ra từ các vật thể như người, động vật hoặc một nguồn nhiệt bất kỳ. Bản thân cảm biến hồng ngoại thụ động không thể tự phát ra tia hồng ngoại nào cả. Bộ phận cảm biến sẽ phân tích để xác định điều kiện báo động sau khi nhận biết được nguồn nhiệt. Chính vì thế người ta gọi đó là thụ động.

Cảm biến thu hồng ngoại

Nguyên lý hoạt động

Cảm biến hồng ngoại chủ động sử dụng một cảm biến ánh sáng cụ thể nào đó để nhận biết bước sóng ánh sáng 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. Khi một vật thể vào vùng phát hiện của cảm biến, ánh sáng phát từ đèn LED sẽ gặp vật thể và phản xạ lại vào cảm biến ánh sáng. Điều này dẫn đến một bước nhảy khá lớn về cường độ.

Cảm biến hồng ngoại thụ động về cơ bản là máy dò hồng ngoại. Cảm biến hồng ngoại thụ động không sử dụng bất kỳ nguồn và máy dò hồng ngoại nào. Khi cảm biến nhận tín hiệu hồng ngoại từ nguồn phát sẽ gửi tín hiệu điện về cho bộ xử lý, tùy theo nguồn phát hồng ngoại mà tín hiệu gửi về sẽ khác nhau.

Ứng dụng của cảm biến hồng ngoại

Truyền lệnh điều khiển thông qua remote: 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.

Phát hiện vật cản.

Phát hiện lửa.

Tạo ánh sáng cho 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.

Nhiệt kế bức xạ.

Các lĩnh vực ứng dụng chính khác sử dụng cảm biến hồng ngoại như:

Khí hậu học
Khí tượng học
Điều chế quang
Máy dò khí
Phân tích nước
Máy phân tích độ ẩm
Thăm dò dầu khí