Các loại cảm biến hồng ngoại phát hiện người chất lượng hiện nay

Trong thời đại công nghệ ngày nay, cảm biến hồng ngoại phát hiện người đã trở thành một phần thiết yếu trong cuộc sống, từ việc đảm bảo an ninh cho gia đình đến việc tối ưu hóa quy trình sản xuất trong công nghiệp. Hiểu rõ về công năng và ứng dụng của loại cảm biến này không chỉ giúp doanh nghiệp tận dụng tối đa tiện ích do công nghệ mang lại, mà còn định hình được tương lai của nhiều ngành công nghiệp. Hãy cùng RX Tradex tìm hiểu chi tiết hơn về các loại cảm biến hồng ngoại phát hiện người và những ứng dụng đa dạng của nó trong bài viết dưới đây.

1. Cảm biến hồng ngoại phát hiện người là gì? 

Cảm biến hồng ngoại phát hiện người là thiết bị sử dụng công nghệ cảm biến hồng ngoại (IR) để nhận biết sự hiện diện của con người. Thiết bị này hoạt động dựa trên nguyên lý phát hiện bức xạ nhiệt từ cơ thể người (có nhiệt độ khoảng 37 độ C), cũng như từ động vật hoặc bất kỳ vật thể nào phát ra tia hồng ngoại. 

Khi có người hoặc vật thể di chuyển vào vùng phát hiện của cảm biến, sự thay đổi bức xạ nhiệt được ghi nhận và xử lý, cho phép thiết bị xác định sự hiện diện và kích hoạt các phản hồi tương ứng như bật đèn, báo động hoặc điều khiển các thiết bị điện tử khác.

2. Các loại cảm biến phát hiện người 

Hiện nay, có hai loại cảm biến hồng ngoại phát hiện người phổ biến:

• Cảm biến hồng ngoại chủ động (IR): Cảm biến này phát ra tín hiệu hồng ngoại. Khi có đối tượng di chuyển đến gần, tín hiệu hồng ngoại sẽ phản xạ lại từ đối tượng và được cảm biến phát hiện, từ đó nhận dạng sự hiện diện của đối tượng.
• Cảm biến hồng ngoại thụ động (PIR): Cảm biến không phát ra tia hồng ngoại, cảm biến này tự động dò và nhận bức xạ hồng ngoại từ các vật thể phát ra nhiệt. Khi có người hoặc động vật di chuyển trong phạm vi cảm biến, sự thay đổi trong bức xạ nhiệt được phát hiện và tín hiệu được kích hoạt.

Cả hai loại cảm biến này đều được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống an ninh, chiếu sáng tự động và nhiều ứng dụng khác, nhờ khả năng phát hiện chính xác sự hiện diện và chuyển động của con người.

3. Ưu và nhược điểm cảm biến hồng ngoại phát hiện người 

Cảm biến hồng ngoại phát hiện người mang lại nhiều lợi ích đáng kể trong cuộc sống hàng ngày, tuy nhiên cũng tồn tại một số nhược điểm cần lưu ý khi sử dụng. Dưới đây là ưu và nhược điểm của cảm biến hồng ngoại phát hiện người:

Ưu điểm:

• Có khả năng phát hiện chuyển động và sự hiện diện của người hoặc động vật với độ nhạy cao, ngay cả trong điều kiện ánh sáng yếu hoặc ban đêm.
• Tiêu thụ ít năng lượng, đặc biệt là các cảm biến thụ động (PIR), giúp kéo dài tuổi thọ của pin và giảm chi phí vận hành.
• Thiết kế nhỏ gọn và dễ dàng tích hợp vào các hệ thống hiện có, cảm biến hồng ngoại rất linh hoạt và tiện lợi trong việc lắp đặt và bảo trì.
• Sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng như hệ thống an ninh, chiếu sáng tự động, điều khiển thiết bị điện tử, và hệ thống HVAC (sưởi ấm, thông gió và điều hòa không khí).
• Hoạt động dựa trên bức xạ nhiệt nên không bị ảnh hưởng bởi ánh sáng nhìn thấy, giúp hoạt động hiệu quả cả ban ngày và ban đêm.

Nhược điểm:

• Phạm vi phát hiện của cảm biến hồng ngoại có thể bị giới hạn, đặc biệt là trong môi trường rộng lớn hoặc khi có nhiều vật cản
• Hiệu suất của cảm biến có thể bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi nhiệt độ môi trường, đặc biệt là trong điều kiện nhiệt độ cao hoặc khi có nhiều nguồn nhiệt khác.
• Không thể phát hiện chuyển động hoặc sự hiện diện của người qua các vật cản như tường, cửa hoặc các vật thể rắn khác.
• Các nguồn nhiệt khác như lò sưởi, đèn hồng ngoại hoặc ánh nắng mặt trời trực tiếp có thể gây nhiễu và làm giảm độ chính xác của cảm biến.

4. Ứng dụng cảm biến người phát hiện chuyển động hoặc hiện diện

Cảm biến phát hiện người dựa trên chuyển động hoặc hiện diện là một công cụ quan trọng và được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như y tế, công nghiệp sản xuất, giao thông và trong cuộc sống hằng ngày. Một số ứng dụng cụ thể của loại cảm biến này có thể được kể đến như:

4.1. Ứng dụng trong hệ thống an ninh

• Báo động xâm nhập: Cảm biến phát hiện chuyển động được lắp đặt ở các vị trí chiến lược trong nhà, văn phòng, và khu vực công cộng để phát hiện sự hiện diện của kẻ xâm nhập. Khi phát hiện chuyển động, hệ thống sẽ kích hoạt báo động.
• Camera giám sát: Kết hợp với camera an ninh, cảm biến giúp kích hoạt ghi hình khi có chuyển động, tiết kiệm bộ nhớ và dễ dàng quản lý.

4.2. Tích hợp hệ thống nhà thông minh (smart home)

• Điều khiển thiết bị điện: Kích hoạt các thiết bị điện như quạt, điều hòa, và hệ thống âm thanh khi có người trong phòng.
• Hệ thống điều khiển trung tâm: Tích hợp vào các hệ thống nhà thông minh để tối ưu hóa năng lượng và nâng cao tiện ích cho người dùng.

4.3. Ứng dụng trong công nghiệp

• Giám sát và điều khiển các quá trình sản xuất bằng cách phát hiện sự hiện diện và chuyển động của nhân viên và máy móc.
• Theo dõi và kiểm soát hoạt động trong kho hàng để tăng cường hiệu quả và giảm thiểu rủi ro an toàn.

4.4. Y Tế và Chăm Sóc Sức Khỏe

• Phát hiện chuyển động của bệnh nhân trong phòng bệnh, giúp theo dõi tình trạng sức khỏe và ngăn ngừa tai nạn.
• Kích hoạt thiết bị y tế khi có sự hiện diện của bệnh nhân hoặc nhân viên y tế.

4.5. Ứng dụng trong giao thông

• Hệ thống đèn giao thông thông minh: Điều chỉnh thời gian đèn tín hiệu giao thông dựa trên lưu lượng người và phương tiện.
• Hệ thống bãi đỗ xe: Phát hiện và hướng dẫn xe vào chỗ đỗ trống, cải thiện hiệu quả sử dụng bãi đỗ xe.

5. Mạch cảm biến người nâng cao 

Mạch cảm biến người nâng cao là một loại mạch cảm biến hồng ngoại phát hiện người sử dụng cảm biến hồng ngoại thân nhiệt để phát ra một tia chùm có tần số cao khoảng 5kHz. Tín hiệu này được thu nhận bởi một điện trở quang ở phần máy thu. Khi không có vật thể nào cắt qua chùm tia, hai phần của mạch này sẽ ở trong pha, dẫn đến không có tín hiệu đầu ra nào được tạo ra.

Tuy nhiên, khi có vật thể di chuyển và cắt qua chùm tia hồng ngoại, pha của tín hiệu sẽ bị lệch. Điều này sẽ được phát hiện ngay lập tức bởi điện trở quang, kích hoạt bộ hẹn giờ 555 để đưa ra cảnh báo qua loa.

Nếu không có hoạt động nào từ cảm biến hồng ngoại, bóng bán dẫn quang sẽ giữ chân 2 của bộ đếm thời gian 555 ở mức cao ổn định, không tạo ra bất kỳ tín hiệu đầu ra nào. Tuy nhiên, nếu có chuyển động được phát hiện, chân 2 của bộ đếm thời gian sẽ được đặt ở mức thấp, kích hoạt chuông báo động. Thời gian chuông báo động được điều chỉnh thông qua biến trở POT và tụ C1.

5.1. Cảm biến phát hiện người chủ động 

Cảm biến phát hiện người chủ động thường bao gồm một đèn LED để phát ra ánh sáng hồng ngoại và một bộ thu để nhận tín hiệu phản xạ từ các đối tượng gần cảm biến. Khi có một đối tượng xuất hiện trong phạm vi của cảm biến, nó sẽ kích hoạt đèn LED và thu nhận ánh sáng được phản xạ từ đối tượng đó. Ứng dụng này thường được sử dụng trong các hệ thống phát hiện chướng ngại vật như trong các robot di động.

5.2. Cảm biến phát hiện người thụ động – Cảm biến hồng ngoại thụ động

Cảm biến người thụ động thường chỉ nhận và phản ứng với ánh sáng hồng ngoại từ các nguồn bên ngoài như người, động vật hoặc nguồn nhiệt. Thay vì tự phát ánh sáng, cảm biến này nhận diện và chuyển đổi tín hiệu từ ánh sáng hồng ngoại phát ra bởi các đối tượng khác. Do đó, nó được gọi là thụ động, chỉ phản ứng và không tạo ra bức xạ hồng ngoại.

6. Tổng kết

Cảm biến hồng ngoại phát hiện người đóng vai trò không thể phủ nhận trong việc nâng cao hiệu suất, an toàn và tiện ích trong nhiều lĩnh vực như an ninh, nhà thông minh và công nghiệp sản xuất. Hy vọng bài viết này đã giúp quý doanh nghiệp hiểu rõ hơn về các loại cảm biến hồng ngoại phát hiện người phổ biến hiện nay.

Đồng thời, để khám phá thêm các thiết bị máy móc tiên tiến trong lĩnh vực sản xuất và công nghiệp hỗ trợ, quý doanh nghiệp có thể tham dự Triển lãm Quốc tế NEPCON Vietnam do RX Tradex tổ chức. Với sự góp mặt của hàng trăm thương hiệu hàng đầu, triển lãm hứa hẹn sẽ là cơ hội tuyệt vời để quý doanh nghiệp tiếp cận với những công nghệ mới, ứng dụng trong sản xuất và tạo ra sự đột phá trong quá trình sản xuất và kinh doanh của doanh nghiệp.