Cảm biến hồng ngoại sử dụng tia hồng ngoại (IR Sensor) để phát ra và phát hiện lượng ánh sáng hồng ngoại trở lại. Tìm hiểu làm thế nào để sử dụng chúng để phát hiện các đối tượng. Cùng tìm hiểu thêm cảm biến hồng ngoại là gì?

Cảm biến hồng ngoại là gì

Cảm biến hồng ngoại (IR Sensor) là một thiết bị điện tử đo và phát hiện bức xạ hồng ngoại trong môi trường xung quanh. Bức xạ hồng ngoại đã vô tình được phát hiện bởi một nhà thiên văn học tên là William Herchel vào năm 1800. Trong khi đo nhiệt độ của từng màu ánh sáng (cách nhau bởi một lăng kính), ông nhận thấy rằng nhiệt độ vượt ra ngoài ánh sáng đỏ là cao nhất. IR Sensor là 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.

Nhiệt kế hồng ngoại sử dụng cảm biến IR

Có hai loại cảm biến hồng ngoại: chủ động và thụ động. Cảm biến hồng ngoại hoạt động cả phát ra và phát hiện bức xạ hồng ngoại. Cảm biến hồng ngoại chủ động 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).

Bạn đang đọc: Cảm biến hồng ngoại là gì?

Cảm biến hồng ngoại thụ động ( Pir ) chỉ phát hiện bức xạ hồng ngoại và không phát ra từ đèn LED. Cảm biến hồng ngoại thụ động gồm có :

Nguyên tắc hoạt động giải trí

Chúng tôi đã đàm đạo về cách một cảm biến ánh sáng hoạt động giải trí. Cảm biến hồng ngoại hoạt động giải trí bằng cách sử dụng một cảm biến ánh sáng đơn cử 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 hoàn toàn 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 tất cả chúng ta đã biết hoàn toàn có thể được phát hiện bằng cách sử dụng một ngưỡng .

Mô tả hoạt động của một cảm biến hồng ngoại

Phát hiện độ sáng

Vì cảm biến hoạt động bằng cách tìm kiếm ánh sáng phản xạ, có thể có một cảm biến có thể trả về giá trị của ánh sáng phản xạ. Loại cảm biến này sau đó có thể được sử dụng để đo mức độ “sáng” của vật thể. Điều này rất hữu ích cho các nhiệm vụ như theo dõi dòng.

Mô tả hoạt động của một Cảm biến hồng ngoại để đo độ sáng

Sơ đồ thiết kế cảm biến hồng ngoại

Vì cảm biến hồng ngoại sử dụng cảm biến ánh sáng, nên sơ đồ rất giống với cảm biến ánh sáng. Sự khác biệt duy nhất là việc bổ sung đèn LED hồng ngoại và đầu dò hồng ngoại yêu cầu kết nối với 5V và nối đất.

Sơ đồ cảm biến hồng ngoại

Thiết lập Breadboard

Để thiết lập những cảm biến bạn sẽ cần :

• Máy dò hồng ngoại 2x
• 2x đèn LED hồng ngoại trong vỏ
• Điện trở 2x 2kΩ (đỏ-đen-đỏ)
• Điện trở 2x 220Ω (đỏ-đỏ-nâu)
• Dây nhảy màu đỏ 2x
• Dây nhảy màu đen 2x
• Dây nhảy tín hiệu 2x (có thể có bất kỳ màu nào)

Trước tiên, tất cả chúng ta cần bảo vệ rằng những đèn LED hồng ngoại nằm trong vỏ của chúng :

1) Chèn IR LED vào phần vỏ lớn hơn với dây dẫn dính ra.
2) Nhấn mạnh đèn LED vào vỏ.
3) Đặt phần vỏ nhỏ hơn trên đèn LED.

Đặt đèn LED hồng ngoại

Bây giờ tất cả chúng ta hoàn toàn có thể đặt đèn LED IR vào bảng. Lưu ý rằng cực dương ( chì dài hơn, cạnh tròn ) là cực dương và cực âm ( chì ngắn hơn, cạnh phẳng ) là cực âm. Đảo ngược cực hoàn toàn có thể làm hỏng đèn LED .

Breadboard ảo với đèn LED IR

Breadboard với đèn LED hồng ngoại

Đặt máy dò hồng ngoại

Bây giờ chúng ta có thể đặt Máy dò hồng ngoại vào bảng. Phần giữa của bộ thu phải nằm trên cùng một bus với cực âm của đèn LED (để buộc nó xuống đất).

Xem thêm: Cảm biến vị trí bàn đạp ga: 9 điểm quan trọng, giải thích tất cả – VATC

Breadboard ảo với thiết bị dò hồng ngoại được thêm vào

Breadboard với máy dò hồng ngoại

Điện trở

Hãy nhớ rằng, đèn LED IR vẫn là một dạng của đèn LED và sẽ cần một điện trở để hạn chế dòng điện chạy qua chúng. Điều này đặc biệt quan trọng quan trọng cần nhớ với đèn LED hồng ngoại vì những bước sóng ánh sáng mà chúng phát ra không hề nhìn thấy bằng mắt người ; hoàn toàn có thể khó xác lập xem họ có thao tác hay không .

Breadboard ảo có thêm điện trở

Breadboard với điện trở

Dây điện

Điều ở đầu cuối cần làm là nối những đèn LED IR, điện trở và bộ thu IR vào Arduino. Đầu tiên, liên kết những ngạnh + 5 v của những máy thu IR ( ngạnh phải nếu đối lập với máy thu ) bằng những dây màu đỏ. Chúng nên được nối trực tiếp lên cổng + 5 volt trên Arduino mà không có điện trở tiếp nối đuôi nhau .
Tiếp theo, liên kết những ngạnh mặt đất của những máy thu hồng ngoại ( ngạnh giữa ), trên cùng một bus với cực âm của đèn LED IR, với cổng GND của Arduino bằng dây màu đen .
Các ngạnh thứ ba, hoặc những ngạnh tín hiệu của những máy thu IR ( ngạnh trái nếu đối lập với máy thu ) nên được liên kết qua những điện trở 220 ohm với những chân 7 và 8 của Arduino ( đầu thu phải trên chân 7, đầu thu bên trái trên chân 8 ) bằng cách sử dụng dây màu xám .
Cuối cùng, cực dương của đèn LED IR ‘ s nên được chạy qua những điện trở 2 k riêng không liên quan gì đến nhau vào cổng 9 bằng cách sử dụng những dây màu vàng. Kiểm tra bảng mạch ảo để bảo vệ mỗi dây được nối đúng chuẩn .

Breadboard ảo có thêm dây

Breadboard với dây

So sánh với cảm biến hồng ngoại bình thường

Một cảm biến hồng ngoại thông thường chỉ hoàn toàn có thể cho biết nếu một vật thể bị dội ngược lại ánh sáng hồng ngoại. Tuy nhiên, có những lúc bạn cũng cần biết vật thể đó ở bao xa. Đây là nơi mà cảm biến Sharp IR phát huy công dụng. Cảm biến Sharp có một máy dò đặc biệt quan trọng không chỉ xác lập nếu có ánh sáng, mà còn hoàn toàn có thể đo khoảng cách của một vật thể và trả về giá trị tương tự như của khoảng cách .

Cảm biến hồng ngoại hoạt động như thế nào

Máy dò trong cảm biến Sharp IR tương tự như như cảm biến hình ảnh được tìm thấy trong máy ảnh kỹ thuật số. Do máy dò và đèn LED hồng ngoại có khoảng cách và hướng cố định và thắt chặt so với nhau, nên khoảng cách của một vật sẽ tác động ảnh hưởng đến góc mà ánh sáng từ đèn LED IR chiếu vào máy thu. Bằng cách nhìn vào nơi ánh sáng chiếu vào máy dò, hoàn toàn có thể tính được góc của ánh sáng và từ góc đó rút ra khoảng cách đến vật thể ( toàn bộ đều được triển khai bởi chính cảm biến ) .

Cảm biến Sharp IR hoàn toàn có thể phát hiện khoảng cách đối tượng người dùng

Bạn đang xem bài viết cảm biến hồng ngoại là gì, hy vọng bạn sẽ có nhiều thông tin hữu ích. Đôi khi cảm biến hồng ngoại cũng được sử dụng thay thế cho cảm biến nhiệt độ trong nhiệt kế hồng ngoại.

Xem thêm: Linh Kiện Máy Tính | Linh Kiện PC Chính Hãng, Xây Dựng Mọi Cấu Hình

Video giới thiệu cảm biến hồng ngoại

Source: https://dichvubachkhoa.vn
Category : Linh Kiện Và Vật Tư