Cảm biến chuyển động PIR là gì?
PIR là viết tắt của Passive InfraRed, cảm biến chuyển động PIR là bộ cảm biến điện tử thụ động, có thể nhận tín hiệu hồng ngoại phát ra từ người, động vật hay từ các nguồn phát bất kỳ. Đặc điểm của loại cảm biến này là không phát ra bất kỳ nguồn hồng ngoại nào. Cảm biến PIR thường được sử dụng trong báo động an ninh và các ứng dụng chiếu sáng tự động.

Cảm biến chuyển động HC-SR501

Về mặt kỹ thuật, PIR được làm bằng một cảm biến nhiệt điện, có thể phát hiện các mức bức xạ hồng ngoại khác nhau. Ví dụ, mọi thứ phát ra bức xạ ở mức độ khác nhau và mức độ bức xạ sẽ tăng lên khi nhiệt độ của vật thể tăng lên. Trên thực tế, máy dò chuyển động được tách biệt bởi hai phần vì thay đổi chuyển động là những gì chúng ta quan tâm, chứ không phải mức IR. Đầu ra sẽ tăng cao hoặc thấp nếu một nửa bức xạ IR khác với nửa kia của cảm biến.
Nguyên lý hoạt động
Một bộ cảm biến chuyển động PIR cơ bản gồm có 3 bộ phận chính: đầu dò cảm biến nhiệt IR, kính Fresnel và mạch khuếch đại tín hiệu ngõ ra.

Cách hoạt động của cảm biến chuyển động

Loại cảm biến này sử dụng một cặp cảm biến nhiệt để phát hiện ánh sáng hồng ngoại từ môi trường xung quanh. Hai cảm biến này được thiết kế nằm cạnh nhau để tạo sự chênh lệch về tín hiệu từ đó xác định chuyển động. Có 2 vùng phát hiện hồng ngoại tương ứng với 2 đầu cảm biến của đầu dò. Khi có nguồn nhiệt đi qua, ánh sáng hồng ngoại từ nguồn nhiệt hội tụ lại vào một trong hai cảm biến bằng cách sử dụng thấu kính Fresnel. Những thấu kính này giúp mở rộng vùng cảm nhận của cảm biến và được đặt bao phủ bên ngoài cảm biến. Cảm biến nhận ánh sáng hồng ngoại và xuất tín hiệu ngõ ra. Tín hiệu này được cho vào mạch khuếch đại và xử lý để tạo thành tín hiệu điều khiển cho các ứng dụng.
Nhóm vật liệu Pyroelectric thường được sử dụng làm cảm biến nhiệt.
Vật liệu Pyroelectric được kẹp giữa hai bản cực, khi có sự kích thích từ ánh sáng hồng ngoại, trên hai bản cực sẽ xuất hiện tín hiệu điện, nhưng tín hiệu này khá yếu nên cần có mạch khuếch đại.

Trong đầu dò PIR, người ta gắn 2 cảm biến nhiệt nằm ngang. Khi cảm biến Pyroelectric thứ nhất nhận được tia nhiệt, nó sẽ phát ra tín hiệu và khi nguồn phát di chuyển ngang, sẽ đến cảm biến Pyroelectric thứ hai nhận được tia nhiệt và nó lại phát ra tín hiệu điện. Sự xuất hiện của 2 tín hiệu này cho nhận biết là đã có một nguồn nhiệt di động ngang và mạch điện tử sẽ phát ra tín hiệu điều khiển.
Ứng dụng của cảm biến chuyển động PIR
PIR có thể phát hiện chuyển động của động vật / con người trong một phạm vi yêu cầu, được xác định bởi thông số kỹ thuật của cảm biến cụ thể. Bản thân cảm biến không phát ra bất kỳ năng lượng nào mà tiếp nhận một cách thụ động, phát hiện bức xạ hồng ngoại từ môi trường. Khi có bức xạ hồng ngoại từ cơ thể người hay vật với nhiệt độ, tập trung vào hệ thống quang học khiến thiết bị nhiệt ra tín hiệu điện đột ngột và báo động được phát ra hay để điều khiển thiết bị.
Cảm biến chuyển động rất hữu ích khi chúng hoạt động cùng với các thiết bị khác như camera an ninh, đèn chiếu sáng... Trên thực tế, cảm biến này được sử dụng phổ biến nhất để bảo vệ tài sản và cảnh báo xâm nhập trái phép trong nhà. Ngày nay, cảm biến chuyển động cũng được tích hợp vào một số công nghệ mới như cửa tự động, điện thoại thông minh, tay cầm chơi game, robot...

Ứng dụng cảm biến chuyển động để bật tắt đèn tự động