Cảm biến hồng ngoại là gì ?

Cảm biến hồng ngoại hay còn được gọi là IR Sensor, chúng là một thiết bị điện tử có khả năng đo và phát hiện bức xạ hồng ngoại trong môi trường xung quanh. Thực ra, tên tiếng anh của cảm biến hồng ngoại là Passive Infrared, viết tắt là PIR dịch sát nghĩa là “hồng ngoại thụ động”. Cảm biến hồng ngoại (IR Sensor) phát ra các tia vô hình đối với mắt người, vì bước sóng của nó dài hơn ánh sáng khả kiến ​​(mặc dù nó vẫn nằm trên cùng một phổ điện từ). Bất cứ thứ gì phát ra nhiệt (mọi thứ có nhiệt độ trên năm độ Kelvin) đều phát ra bức xạ hồng ngoại.

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

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

Nguyên tắc hoạt động của cảm biến hồng ngoại ?

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

Sơ đồ mạch nguyên lý cảm biến vật cản hồng ngoại

 

Có rất nhiều loại cảm biến vật cản hồng ngoại trên thị trường, tôi sẽ trình bày 02 loại cảm biến vật cản hồng ngoại thông dụng như sau:

Loại cơ bản:

Cảm biến vật cản hồng ngoại có khả năng thích nghi với môi trường, có một cặp truyền và nhận tia hồng ngoại. Tia hồng ngoại phát ra một tần số nhất định, khi phát hiện hướng truyền có vật cản (mặt phản xạ), phản xạ vào đèn thu hồng ngoại, sau khi so sánh, đèn màu xanh sẽ sáng lên, đồng thời đầu cho tín hiệu số đầu ra (một tín hiệu bậc thấp).

Khoảng cách làm việc hiệu quả 2 ~ 5cm, điện áp làm việc là 3.3 V đến 5V. Độ nhạy sáng của cảm biến vật cản hồng ngoại được điều chỉnh bằng chiết áp, cảm biến dễ lắp ráp, dễ sử dụng,….

Có thể được sử dụng rộng rãi trong robot tránh chướng ngại vật, xe tránh chướng ngại vật  và dò đường….

THÔNG SỐ KỸ THUẬT

Bộ so sánh sử dụng LM393, làm việc ổn định

Điện áp làm việc: 3.3V – 5V DC.

Khi bật nguồn, đèn báo nguồn màu đỏ sáng.

Lỗ vít 3 mm, dễ dàng cố định, lắp đặt.

Kích thước: 3.2cm * 1.4cm .

Nhận xét: Cảm biến vật cản hồng ngoại trên không có vỏ bảo vệ chống nước, không dùng cho máy rửa tay sát khuẩn tự động, dễ bị nhiễu khi sử dụng ngài trời, khu vực nhiều ánh sáng mặt trời, cảm biến hoạt động không ổn định.

Loại chuyên dùng: Cảm Biến Vật Cản Hồng Ngoại E3F-DS10C4Cảm biến vật cản hồng ngoại E3F-DS10C4 Adjustable IR Infrared Proximity Sensor  là loại chất lượng tốt với độ bền và độ ổn định cao, cảm biến sử dụng ánh sáng hồng ngoại để xác định vật cản phía trước cảm biến, cảm biến phát ra tia hồng ngoại với dải tần số chuyên biệt cho khả năng chống nhiễu tốt kể cả ở điều khiện ánh sáng ngoài trời.Cảm biến vật cản hồng ngoại E3F-DS10C4 Adjustable IR Infrared Proximity Sensor có thể chỉnh khoảng cách mong muốn thông qua biến trở trên cảm biến, ngõ ra cảm biến ở dạng cực thu hở NPN nên cần thêm trở kéo lên VCC (khoảng 1~10k Ohm) trước khi giao tiếp với Vi điều khiển.

Thông số kỹ thuật:

Model: E3F-DS10C4

Dạng đóng ngắt: Thường mở (NO – Normally Open)

Số dây tín hiệu: 3 dây (2 dây cấp nguồn DC và 1 dây tín hiệu ngõ ra cực thu hở NPN).

Nguồn điện cung cấp: 6 ~ 36VDC

Dòng tiêu thụ: 20~35mA

Khoảng cách điều chỉnh cảm biến: 2~10cm

Khoảng cách phát hiện vật cản: 0~10cm

Góc khuếch tán (góc chiếu): 3~5 độ

Có thể điều chỉnh khoảng cách nhận của cảm biến bằng biến trở tinh chỉnh.

Dòng kích ngõ ra: 300mA.

Ngõ ra dạng NPN cực thu hở cần thêm trở kéo lên VCC (khoảng 1~10k Ohm) trước khi giao tiếp với Vi điều khiển.

Có led hiển thị ngõ ra màu đỏ.

Chất liệu sản phẩm: vỏ ngoài nhựa ABS, phía trong đổ keo chống nước, chống va đập.

Kích thước: 18 x 68mm

Sơ đồ dây:

Nâu: VCC

Đen: Ngõ ra dạng NPN cực thu hở cần thêm trở kéo lên VCC (khoảng 1~10k Ohm) trước khi giao tiếp với Vi điều khiển.

Xanh dương: GND

Nhận xét: Cảm Biến Vật Cản Hồng Ngoại E3F-DS10C4 rất phù hợp cho máy rửa tay sát khuẩn tự động.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *