Bạn có bao giờ tự hỏi tại sao đèn cầu thang, cửa garage hoặc hệ thống báo động có thể tự động bật/tắt mà không cần chạm vào công tắc? Đó chính là nhờ cảm biến hồng ngoại PIR sensor (Passive Infrared Sensor).
Khái niệm PIR Sensor, hay còn gọi là cảm biến hồng ngoại. PIR là từ viết tắt của Passive InfraRed sensor (bộ cảm biến thụ động dùng nguồn kích thích, nguồn kích thích ở đây là tia hồng ngoại).
Cảm biến hồng ngoại PIR Sensor là gì?
Cảm biến hồng ngoại thụ động (Cảm biến hồng ngoại pir sensor) là một cảm biến điện tử đo ánh sáng hồng ngoại phát ra từ các vật thể trong trường nhìn của nó. Vì vậy chúng được ứng dụng nhiều trong báo động an ninh.
Xét về mặt kỹ thuật, cảm biến hồng ngoại pir sensor có thể phát hiện được nhiều mức bức xạ hồng ngoại khác nhau. Nếu nhiệt độ của vật thể tăng lên thì mức độ bức xạ sẽ tăng lên và ngược lại. Nói chung, cảm biến hồng ngoại pir sensor có thể phát hiện được sự chuyển động của con người, các loài động vật trong một phạm vi nhất định.
Cấu tạo của cảm biến hồng ngoại PIR sensor
Cảm biến hồng ngoại PIR sensor thông thường gồm hai phần chính:
- Bộ phận dò: Nhận tia hồng ngoại phát ra từ vật thể.
- Bộ phận xử lý: Khi phát hiện sự thay đổi trong mức bức xạ hồng ngoại, cảm biến sẽ kích hoạt các hành động như kéo rèm, bật đèn, kéo báo động...
Nguyên lý hoạt động của cảm biến hồng ngoại PIR sensor
Báo động của cảm biến hồng ngoại thụ động sẽ hoạt động dựa vào việc nhận bức xạ hồng ngoại của vật thể để báo động. Chúng ta đã biết, mọi vật có nhiệt độ lớn hơn 0 độ K đều phát ra ngoài không gian bức xạ của tia hồng ngoại. Nhiệt độ cơ thể người là 36-37 °C, khi máy phát hiện con người chuyển động quanh mức bức xạ hoạt động của máy thì cũng sẽ phát ra tín hiệu.
Báo động hồng ngoại thụ động được chia làm hai phần gồm có phần dò và điều khiển cảnh báo. Khi bức xạ hồng ngoại của con người được chiếu đến máy dò thì nó sẽ làm thay đổi nhiệt độ để phát ra tín hiệu. Để tối ưu khoảng cách phát hiện của máy dò người ta cho dùng thêm hệ thống phản xạ quang học để làm hệ thống lấy nét cho bức xạ hồng ngoại.
Ưu nhược điểm của cảm biến hồng ngoại PIR Sensor
Khi đã hiểu được PIR Sensor là gì và biết được nguyên lý hoạt động của nó, chúng ta sẽ tò mò không biết nó có ưu và nhược điểm gì.
Về ưu điểm
- Ít tiêu thụ năng lượng, nên được ứng dụng làm công tắc bóng đèn, như vậy sẽ giúp tiết kiệm chi phí cho người sử dụng.
- Lắp đặt và sử dụng dễ dàng, cách đấu công tắc cảm biến hồng ngoại cũng rất đơn giản. Công tắc cảm biến hồng ngoại phổ biến thường được dùng là Công tắc cảm biến hồng ngoại 12V và 220V.
- Tối ưu chi phí cho người sử dụng vì nó ít tiêu hao năng lượng. Ví dụ: Nếu bạn dùng công tắc cảm biến hồng ngoại thì nó chỉ mở đèn khi có vật thể phát ra tia hồng ngoại đi qua. Cho nên, nếu bạn là người hay quên tắt thiết bị khi rời khỏi phòng thì việc lắp công tắc cảm biến cảm biến hiện diện, hoặc cảm biến hiện diện kết hợp chuyển động là vô cùng cần thiết.
- Đem đến sự an toàn và tiện lợi cho người sử dụng. Trong trường hợp dùng công tắc cảm biến hồng ngoại thì đèn sẽ tự phát sáng nếu quét được tia hồng ngoại từ cơ thể bạn. Như vậy, bạn sẽ không còn phải trong cảnh loay hoay đi tìm công tắc mở bóng đèn mỗi khi trời tối nữa.
- Có thể tự điều chỉnh phạm vi hoạt động của cảm biến. Sóng hồng ngoại không có khả năng đi qua vật cản nên chỉ cần bạn dùng vắt ngăn để che cảm biến. Bạn có thể chủ động cho cảm biến hoạt động trong phạm vi mà mình mong muốn.
Về nhược điểm
- Phạm vi hoạt động của nó khá nhỏ và có nhiều góc chết. Thông thường chỉ hoạt động trong phạm vi tối đa là 6m và góc quét là 120 độ.
- Không có khả năng xuyên vật cản nên khi bị che khuất bởi một hoạt vật thể gì đó thiết bị sẽ không hoạt động chính xác.
- Bị ảnh hưởng bởi điều kiện và nhiệt độ môi trường, nếu lắp ở những nơi có nhiệt độ cao thì công tắc sẽ hay hoạt động bất thường.
- Đôi khi những chuyển động chậm của vật thể sẽ khiến thiết bị cảm biến không phát hiện được.
So sánh cảm biến hồng ngoại PIR sensor và Microwave sensor
Bảng so sánh PIR sensor và Microwave sensor
Khi tìm hiểu về cảm biến chuyển động, có thể bạn thường phân vân giữa hai loại phổ biến nhất: PIR Sensor và cảm biến vi sóng (Microwave). Mỗi loại cảm biến có nguyên lý hoạt động và ưu nhược điểm riêng, tùy thuộc vào nhu cầu sử dụng. Dưới đây là bảng so sánh giúp bạn hiểu rõ hơn về sự khác biệt giữa hai loại cảm biến này.
Tiêu chí | PIR Sensor |
Cảm biến vi sóng (Microwave) |
Nguyên lý hoạt động | Phát hiện tia hồng ngoại từ vật thể |
Phát và nhận tín hiệu vi sóng |
Phạm vi hoạt động | 3-7m | Lên đến 15m |
Khả năng xuyên vật cản | Không | Có |
Độ nhạy | Cao, nhưng giới hạn bởI nhiệt độ và vật cản |
Rất cao, hoạt động độc lập với nhiệt độ |
Tiêu thụ năng lượng | Thấp | Cao |
Ứng dụng chính | Báo động, bật đèn tự động, nhà thông minh |
Các khu vực yêu cầu phạm vi quét rộng như an ninh ngoài trời, cần độ chính xác cao, nhiều vật cản, các hệ thống tự động hóa phức tạp |
Mặc dù cảm biến vi sóng có nhiều ưu điểm vượt trội hơn về phạm vi hoạt động và khả năng xuyên vật cản, nhưng PIR Sensor vẫn là lựa chọn lý tưởng cho các ứng dụng trong nhà thông minh vì:
- PIR Sensor tiêu thụ điện năng rất thấp, phù hợp với các thiết bị cần hoạt động liên tục.
- Cảm biến PIR có độ tin cậy cao, không hề bị ảnh hưởng bởi các nhiễu điện từ như cảm biến vi sóng.
- Ngoài ra thiết bị cũng dễ lắp đặt và tích hợp. Không yêu cầu nhiều điều kiện phức tạp khi lắp đặt, phù hợp với hầu hết các hệ thống nhà thông minh.
Nên chọn cảm biến PIR hay cảm biến vi sóng?
Khi cân nhắc giữa cảm biến PIR và cảm biến vi sóng, điều quan trọng là bạn phải xác định nhu cầu thực tế của mình. Nếu ưu tiên hàng đầu là tiết kiệm chi phí và sự gọn nhẹ, cảm biến PIR sẽ là lựa chọn phù hợp. Loại cảm biến này tiêu thụ ít năng lượng, giá thành thấp và hoạt động ổn định trong các không gian kín như hành lang, lối đi hay trước cửa nhà. Với những nhu cầu cơ bản trong sinh hoạt, PIR đáp ứng tốt và rất kinh tế.
Ngược lại, nếu mục tiêu của bạn là tăng cường an ninh và cần độ nhạy cao hơn, cảm biến vi sóng sẽ mang lại hiệu quả vượt trội. Loại cảm biến này có thể phát hiện chuyển động ở khoảng cách xa và vẫn hoạt động ngay cả khi có vật cản che chắn. Tuy nhiên, độ nhạy cao đồng nghĩa với việc bạn phải cài đặt cẩn thận để tránh báo động giả, đặc biệt trong những khu vực có nhiều nguồn gây nhiễu.
Cuối cùng, lựa chọn nào phù hợp hơn còn tùy thuộc vào bối cảnh sử dụng. Với nhu cầu cơ bản và không gian đơn giản, PIR là giải pháp tiết kiệm. Với những môi trường cần kiểm soát chặt chẽ và độ chính xác cao, vi sóng lại chiếm ưu thế.
Tại KNXStore, bạn có thể tìm thấy cả hai dòng cảm biến này ở nhiều phiên bản khác nhau, từ thiết bị độc lập cho đến module KNX tích hợp hệ thống tự động hóa. Nhờ đó, bạn dễ dàng lựa chọn được giải pháp tối ưu nhất để vừa đảm bảo an toàn, vừa nâng cao sự tiện nghi cho ngôi nhà hay văn phòng của mình.
Cảm biến hồng ngoại PIR sensor phù hợp với những không gian nào?
Cảm biến PIR (hồng ngoại thụ động) là lựa chọn tuyệt vời cho những không gian khép kín. Chúng hoạt động tốt ở hành lang, trước cửa nhà, văn phòng hoặc lối đi, vừa giúp tự động bật đèn vừa có thể dùng làm đèn an ninh hiệu quả.
Tuy nhiên, cảm biến PIR có thể bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ môi trường, vì vậy vị trí lắp đặt rất quan trọng. Bạn nên đặt chúng ở nơi tránh ánh nắng trực tiếp hoặc thời tiết khắc nghiệt, chẳng hạn như dưới mái hiên hoặc góc khuất có mái che.
Nơi lý tưởng để lắp cảm biến PIR:
- Đèn an ninh
- Hành lang, lối đi
- Trước cửa nhà
- Khu vực trong nhà, văn phòng
Ứng dụng của PIR Sensor trong đời sống hiện đại
Có rất nhiều người quan tâm và muốn biết ứng dụng của PIR Sensor là gì. Như đã nói trên, cảm biến hồng ngoại PIR Sensor có công dụng phát hiện chuyển động vật thể có tia hồng ngoại từ đó sẽ đưa ra những báo hiệu. Dựa vào mục đích sử dụng khác nhau mà người ta sẽ thiết kế báo hiệu .
Ví dụ như khi kết với với hệ thống chiếu sáng để giúp bạn mở đèn tại các khu vực cửa ra vào, cửa garage, cầu thang,...hoặc kết hợp với hệ thống mở cửa thường dùng trong các văn phòng). Khi con người đi xa thiết bị thì tia hồng ngoại không nằm trong phạm vi quét của thiết bị nữa thì đèn sẽ tự tắt, cửa sẽ tự đóng.
Tương tự như vậy, nó còn ứng dụng trong công tắc mở bóng đèn. Khi có người đến vùng quét của thiết bị đèn sẽ tự sáng, khi người đi khỏi vùng quét đèn sẽ tự động tắt đi.
PIR Sensor không chỉ giúp tiết kiệm điện mà còn nâng cao sự tiện lợi và an toàn cho cuộc sống hiện đại, đóng vai trò như các loại cảm biến an ninh. Nếu bạn đang tìm hiểu về các thiết bị an ninh thông minh, đừng quên khám phá thêm tại KNXStore để chọn được sản phẩm phù hợp nhất nhé!