Cảm biến hồng ngoại hoạt động và thụ động

Cảm biến hồng ngoại là một phần của nhiều thiết bị chúng ta sử dụng mỗi ngày và chúng ta thậm chí có thể không nhận thấy.Bạn có thể tìm thấy các cảm biến này trong những thứ như hệ thống bảo mật TV hoặc chi tiết TV của bạn.Chúng hoạt động bằng cách sử dụng một loại ánh sáng gọi là hồng ngoại.Bằng cách tìm hiểu về các cảm biến hồng ngoại tích cực và thụ động, chúng ta có thể hiểu rõ hơn về cách các tiện ích yêu thích của chúng ta hoạt động và đánh giá cao vai trò của chúng trong công nghệ và an toàn.

Danh mục

Hình 1: Cảm biến hồng ngoại hoạt động và thụ động

Cảm biến hồng ngoại trong sử dụng hàng ngày

Các cảm biến hồng ngoại (IR) thường được sử dụng trong nhiều thứ hàng ngày, ngay cả khi bạn không chú ý đến chúng.Ví dụ: khi bạn thay đổi kênh TV bằng điều khiển từ xa, nó sẽ sử dụng cảm biến IR.Theo cách tương tự, các hệ thống bảo mật phát hiện chuyển động sử dụng ánh sáng IR.Cảm biến IR cũng được sử dụng rộng rãi trong cửa nhà để xe tự động.

Trong một thiết lập cảm biến IR điển hình, có một phần gửi ánh sáng hồng ngoại vô hình về phía một máy thu đặt một khoảng cách nhất định.Máy thu phát hiện ánh sáng này.Nếu một cái gì đó chặn ánh sáng, máy thu không nhấc tín hiệu, điều này làm cho cảm biến cho biết một cái gì đó đang cản trở.

Các phần chính của cảm biến IR bao gồm bộ phát (thường là đèn LED hồng ngoại), máy thu (thường là photodiode hoặc phototransistor) và các mạch cần thiết để xử lý tín hiệu.Bộ phát tạo ra ánh sáng hồng ngoại, di chuyển theo một đường thẳng.Máy thu phát hiện ánh sáng và biến nó thành tín hiệu điện.Nếu một cái gì đó chặn đường dẫn giữa bộ phát và máy thu, tín hiệu sẽ bị mất và cảm biến phản ứng tương ứng.

Công nghệ này được sử dụng theo nhiều cách thực tế.Ví dụ, trong một hệ thống cửa nhà để xe tự động, cảm biến IR giúp ngăn cửa đóng lại nếu có thứ gì đó theo cách của nó.Điều này giữ cho mọi người và mọi thứ an toàn bằng cách ngăn chặn cánh cửa gây hại hoặc thiệt hại.

Các cảm biến IR cũng được sử dụng trong các hệ thống bảo mật để phát hiện chuyển động.Khi ai đó di chuyển trong phạm vi của cảm biến, sự hiện diện của chúng làm gián đoạn chùm sáng hồng ngoại, kích hoạt báo thức hoặc cảnh báo.Điều này được sử dụng rộng rãi trong cả hệ thống an ninh gia đình và kinh doanh.

Cảm biến hồng ngoại hoạt động

Hình 2: Cảm biến hồng ngoại hoạt động

Làm thế nào để các cảm biến IR hoạt động hoạt động?

Các cảm biến hồng ngoại hoạt động (IR) sử dụng hai phần chính: bộ phát và máy thu.Bộ phát tạo ra một chùm ánh sáng hồng ngoại và chỉ nó vào máy thu.Máy thu được đặt để nó đối diện trực tiếp với bộ phát, cho phép nó luôn nhìn thấy chùm IR.

Đây là cách nó hoạt động:

• Bộ phát tạo ra và gửi một chùm sáng IR.Chùm tia này di chuyển theo một đường thẳng đến máy thu;

• Máy thu được xếp hàng với bộ phát, vì vậy thông thường nó nhìn thấy chùm sáng IR mọi lúc;

• Khi một cái gì đó cản trở chùm tia IR, nó chặn ánh sáng tiếp cận máy thu;

• Người nhận thông báo rằng chùm IR đã biến mất.Điều này có nghĩa là một cái gì đó đang chặn ánh sáng IR.

Cách phát hiện đơn giản này nếu chùm tia IR ở đó hoặc không làm cho các cảm biến IR hoạt động đáng tin cậy cho nhiều mục đích sử dụng.Chúng được sử dụng trong những thứ như dụng cụ mở cửa tự động, hệ thống phát hiện trở ngại và một số hệ thống bảo mật.

Hình 3: Biến thể và việc sử dụng các cảm biến hồng ngoại hoạt động

Một cách khác để sử dụng cảm biến hồng ngoại hoạt động tiêu chuẩn (IR) liên quan đến việc có cả bộ phát và máy thu phải đối mặt với cùng một hướng.Khi một cái gì đó đi vào khu vực phát hiện, tín hiệu IR được gửi ra được phản ánh lại cho máy thu.Điều này cho phép cảm biến biết rằng một cái gì đó có mặt dựa trên tín hiệu phản xạ.

Một cách khác sử dụng bộ phản xạ cố định để trả tín hiệu đã gửi trở lại máy thu.Thiết lập này làm cho hệ thống dễ dàng hơn vì nó loại bỏ sự cần thiết của một bộ phận điện từ xa tại điểm phát hiện.Điều này làm cho nó đơn giản hơn để cài đặt và chăm sóc.

Các cảm biến IR hoạt động thường được sử dụng trong các nhà máy, đặc biệt là để theo dõi các vật thể trên băng chuyền.Các cảm biến này giúp đảm bảo hoạt động trơn tru và hiệu quả bằng cách phát hiện xem các mặt hàng có ở đó hay không, cho phép kiểm soát chính xác và tự động hóa quy trình sản xuất.

Cảm biến hồng ngoại thụ động (PIR)

Hình 4: Cảm biến hồng ngoại thụ động (PIR)

Pir có nghĩa là gì?

Một cảm biến hồng ngoại thụ động (PIR) là một loại cảm biến phát hiện nhiệt phát ra từ các vật thể xung quanh nó.Nó được gọi là "thụ động" bởi vì nó không phát ra bất kỳ ánh sáng hồng ngoại nào;Thay vào đó, nó chỉ phát hiện những thay đổi trong mức nhiệt trong môi trường của nó.Tính năng này làm cho các cảm biến PIR trở nên phổ biến trong các hệ thống bảo mật và thiết lập chiếu sáng tự động, nơi chúng giúp phát hiện chuyển động.

Các thành phần chính của cảm biến PIR bao gồm cảm biến quang điện, rất nhạy cảm với ánh sáng hồng ngoại và ống kính Fresnel tập trung ánh sáng này vào cảm biến.Cảm biến có hai khe phát hiện.Thông thường, cả hai khe cắm lại cùng một lượng bức xạ hồng ngoại từ môi trường xung quanh.Tuy nhiên, khi một vật thể ấm áp, chẳng hạn như con người, di chuyển vào phạm vi của cảm biến, nó phá vỡ sự cân bằng này.Một khe sau đó phát hiện nhiều bức xạ hơn loại khác.Sự khác biệt này được phát hiện bởi các thiết bị điện tử của cảm biến, sau đó có thể kích hoạt báo động hoặc kích hoạt đèn.

Các cảm biến PIR được đánh giá cao trong các ứng dụng bảo mật để phát hiện mục nhập trái phép và trong các hệ thống chiếu sáng để tự động bật đèn khi ai đó vào phòng và tắt khi chúng rời đi, do đó tiết kiệm năng lượng.Điều này làm cho chúng các lựa chọn hiệu quả và thân thiện với môi trường để quản lý việc sử dụng năng lượng trong các tòa nhà.

Làm thế nào để cảm biến IR thụ động hoạt động?

Hình 5: Làm thế nào để các cảm biến IR thụ động hoạt động

Các cảm biến hồng ngoại thụ động (PIR) phát hiện nhiệt được làm ra bởi những thứ ấm áp như con người hoặc động vật.

Đây là cách nó hoạt động:

• Tại trung tâm của cảm biến Pir là một phần đặc biệt cảm nhận được nhiệt từ môi trường xung quanh.Nó được điều chỉnh để nhận thấy những thay đổi về nhiệt gây ra bởi các vật thể ấm áp;

• Cảm biến được chia thành hai phần, mỗi phần nhạy cảm với nhiệt.Thông thường, cả hai phần đều cảm nhận được cùng một lượng nhiệt, vì vậy không có tín hiệu nào được tạo ra;

• Khi một vật thể ấm như một người di chuyển vào khu vực đồng hồ cảm biến, nó sẽ thay đổi độ cân bằng nhiệt.Một phần cảm nhận nhiệt hơn so với phần kia, tạo ra sự khác biệt về điện áp (một loại tín hiệu điện);

• Cảm biến xem xét sự thay đổi điện áp này.Nếu sự thay đổi đủ lớn so với một cấp độ đã đặt, điều đó có nghĩa là có chuyển động;

• Sau khi phát hiện chuyển động, cảm biến kích hoạt các thiết bị được kết nối, chẳng hạn như đèn hoặc báo động.Điều này có thể giúp cải thiện an ninh hoặc tiết kiệm năng lượng bằng cách bật đèn khi cần;

• Cảm biến sử dụng ống kính đặc biệt để tập trung các tín hiệu nhiệt vào nó và để làm cho khu vực xem của nó lớn hơn.Điều này giúp cảm biến bao phủ một khu vực rộng hơn một cách hiệu quả.

Những cảm biến này rất tốt cho những nơi bạn cần phát hiện chuyển động mà không rõ ràng, như trong các hệ thống an ninh gia đình hoặc trong các tòa nhà để giúp tiết kiệm năng lượng.

So sánh các cảm biến IR hoạt động và thụ động

So sánh bảng giữa các cảm biến IR hoạt động và cảm biến IR thụ động.

Cảm biến IR (hồng ngoại) hoạt động cảm biến thụ động IR (hồng ngoại)

Những cảm biến này cung cấp ánh sáng của riêng họ.Những cảm biến này không tỏa ra ánh sáng của riêng họ.

Họ có thể trực tiếp đo khoảng cách và tốc độ của các đối tượng.Họ gặp khó khăn khi đo khoảng cách và tốc độ.

Họ làm việc tốt vào ban ngày, vào ban đêm và với các vật lạnh.Chúng không hoạt động tốt vào ban đêm hoặc với các vật lạnh.

Chúng có thể dễ dàng tìm thấy bởi các hệ thống phát hiện của kẻ thù.Chúng không dễ dàng tìm thấy bởi các hệ thống phát hiện của kẻ thù.

Chúng là những cảm biến nhỏ và nhẹ.Chúng là những cảm biến nhỏ và nhẹ.

Họ không tốn kém.Họ không tốn kém.

Khả năng phát hiện và đo lường không tốt bằng radar.Khả năng phát hiện và đo lường không tốt bằng radar.

Cảm biến Hồng ngoại (không khí) hoạt động

Các cảm biến Hồng ngoại hoạt động (không khí) sử dụng đèn hồng ngoại LED để phát ra ánh sáng, được phát hiện bởi một máy thu.Khi một vật thể phá vỡ chùm tia, nó kích hoạt các hành động như mở cửa, phát ra báo động hoặc bật đèn.Chúng được sử dụng trong các hệ thống cửa tự động, hệ thống bảo mật và cài đặt công nghiệp.Hiệu quả của chúng phụ thuộc vào sự liên kết của các thành phần, phản xạ ánh sáng và điều kiện môi trường.

Cảm biến thụ động hồng ngoại (PIR)

Cảm biến hồng ngoại thụ động (PIR) phát hiện nhiệt phát ra từ các vật thể và con người.Họ không gửi tín hiệu nhưng phát hiện các thay đổi trong các mẫu nhiệt, khiến cảm biến kích hoạt thiết bị được kết nối.Cảm biến Pir sử dụng cảm biến và ống kính pyroelectric để tập trung nhiệt vào cảm biến, cho phép nó bao phủ các khu vực lớn hơn.Chúng thường được sử dụng trong các hệ thống bảo mật và đèn tự động do hiệu quả và độ nhạy năng lượng của chúng.

Sự khác biệt chính giữa hai là các cảm biến không khí phát ra và phát hiện dầm hồng ngoại, làm cho chúng lý tưởng để phát hiện các vật cản cụ thể.Cảm biến PIR phát hiện bức xạ hồng ngoại tự nhiên, làm cho chúng phù hợp để phát hiện chuyển động rộng hơn.Chọn giữa chúng phụ thuộc vào việc bạn cần phát hiện tắc nghẽn cụ thể hay giám sát các khu vực rộng hơn để chuyển động.

Tương lai của các cảm biến hồng ngoại về an toàn và an ninh

Các cảm biến hồng ngoại rất hữu ích cho sự an toàn và an ninh, cung cấp giám sát linh hoạt và chính xác bằng cách phát hiện ánh sáng hồng ngoại phát ra dưới dạng nhiệt từ các vật thể.Điều này làm cho chúng có giá trị trong các khu vực có khả năng xem xét thấp.

Có hai loại cảm biến hồng ngoại: hoạt động và thụ động.Các cảm biến hoạt động phát ra ánh sáng hồng ngoại của chính chúng, bật ra khỏi các vật thể và quay trở lại cảm biến, hỗ trợ phát hiện chuyển động và đo khoảng cách.Điều này rất hữu ích trong các hệ thống sản xuất tự động và bảo mật tiên tiến.Mặt khác, các cảm biến thụ động phát hiện ánh sáng hồng ngoại phát ra một cách tự nhiên bởi các vật thể ấm áp như cơ thể con người, khiến chúng trở nên lý tưởng cho máy ảnh an ninh và máy dò chuyển động khi chúng cung cấp giám sát kín đáo.

Tương lai của các cảm biến hồng ngoại về an toàn và bảo mật có vẻ đầy hứa hẹn.Những tiến bộ trong công nghệ sẽ làm cho các cảm biến này nhạy cảm hơn, nhỏ hơn và tiết kiệm năng lượng.Điều này sẽ dẫn đến nhiều ứng dụng hơn, chẳng hạn như các hệ thống giám sát tiên tiến để phân biệt giữa các nguồn nhiệt khác nhau, điều hướng tốt hơn cho các phương tiện tự lái trong các điều kiện khác nhau và cải thiện các hệ thống phát hiện lửa nhanh chóng định vị các nguồn nhiệt.

Khi các hệ thống tiên tiến này được tích hợp nhiều hơn vào cuộc sống hàng ngày, vai trò của các cảm biến hồng ngoại trong việc duy trì sự an toàn và an ninh sẽ phát triển.Chúng sẽ trở nên phổ biến hơn trong cả không gian công cộng và tư nhân, tăng cường khả năng bảo vệ tài sản và cuộc sống của chúng tôi, làm cho môi trường an toàn và an toàn hơn.

Phần kết luận

Các cảm biến hồng ngoại, cả các loại hoạt động và thụ động, đóng một vai trò lớn trong các thiết lập an toàn và bảo mật hiện đại.Bạn tìm thấy chúng trong rất nhiều mặt hàng phổ biến và các thiết lập công nghiệp lớn.Các cảm biến hoạt động, phát ra và phát hiện ánh sáng hồng ngoại, thực sự hữu ích cho các tác vụ mà bạn cần tìm sự tắc nghẽn hoặc chướng ngại vật cụ thể.Các cảm biến thụ động phù hợp hơn để theo dõi các khu vực lớn hơn cho bất kỳ chuyển động nào, điều này làm cho chúng hữu ích để giữ cho các khu vực an toàn và tiết kiệm năng lượng.Khi công nghệ tiến bộ, các cảm biến này có khả năng trở nên chính xác hơn, nhỏ hơn và tiết kiệm năng lượng hơn.Điều này có nghĩa là chúng có thể được sử dụng theo những cách mới, như trong các hệ thống bảo mật phức tạp hơn có thể phân biệt giữa các nguồn nhiệt khác nhau, điều hướng tốt hơn cho xe tự lái và hệ thống phát hiện hỏa lực nhanh hơn.Khi các công nghệ này đóng một vai trò lớn hơn trong cuộc sống của chúng ta, vai trò của các cảm biến hồng ngoại trong việc giữ cho chúng ta an toàn và an toàn sẽ phát triển.Chúng sẽ trở nên phổ biến hơn trong cả không gian công cộng và tư nhân, giúp chúng tôi bảo vệ tài sản của mình và đảm bảo sự an toàn của mọi người theo những cách thông minh hơn và hiệu quả hơn.

Câu hỏi thường gặp [Câu hỏi thường gặp]

1. Việc xây dựng cảm biến hồng ngoại thụ động là gì?

Một cảm biến hồng ngoại thụ động được tạo thành từ một cảm biến phát hiện nhiệt, một ống kính tập trung tín hiệu nhiệt vào cảm biến và hai khu vực nhạy cảm đo lượng nhiệt.Nó thường được đặt bên trong một hộp nhựa bảo vệ nó khỏi các nguồn nhiệt bên ngoài ngoại trừ những nguồn đi qua ống kính.

2. Máy ảnh hồng ngoại thụ động là gì?

Một camera hồng ngoại thụ động sử dụng các cảm biến để lấy nhiệt từ các vật thể như người và động vật theo quan điểm của nó.Các máy ảnh này thường được sử dụng trong các hệ thống bảo mật để chụp ảnh hoặc quay video dựa trên sức nóng đến từ các vật thể này, đặc biệt là ở những nơi không được chiếu sáng tốt.

3. Tại sao nó được gọi là cảm biến hồng ngoại thụ động?

Nó được gọi là một cảm biến hồng ngoại thụ động vì nó chỉ thu được nhiệt tự nhiên đến từ các vật thể xung quanh nó.Nó không gửi ra bất kỳ nhiệt hoặc ánh sáng nào, không giống như các cảm biến hoạt động gửi ánh sáng và sau đó đo cách nó bật trở lại.

4. Sự khác biệt giữa các cảm biến hồng ngoại hoạt động và thụ động là gì?

Các cảm biến hồng ngoại hoạt động gửi ánh sáng của chính họ và đo cách nó trả lại từ các vật thể để tìm ra chúng ở đâu hoặc chúng ở đâu, giống như một radar hoạt động.Cảm biến hồng ngoại thụ động don don gửi bất kỳ ánh sáng.Thay vào đó, họ chỉ phát hiện nhiệt tự nhiên được tạo ra bởi các vật thể ấm như con người và động vật.

5. Mục đích của cảm biến hồng ngoại là gì?

Mục đích của một cảm biến hồng ngoại là cảm nhận và đo năng lượng nhiệt vô hình mà các đối tượng phát ra.Tính năng này giúp nó phát hiện các đối tượng hoặc những người ở gần đó mà không cần chạm vào chúng hoặc nhìn thấy chúng bằng ánh sáng, làm cho nó rất hữu ích để giữ các địa điểm an toàn, kiểm tra môi trường và giúp máy móc hoạt động tự động.