Pir Sensor là gì? Nguyên lý hoạt động của cảm biến hồng ngoại?

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 PIR (Passive Infrared Sensor). Vậy PIR Sensor là gì, hoạt động như thế nào và có ưu nhược điểm gì?

Pir Sensor là gì? Nó 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). Mọi vật có nhiệt độ lớn hơn 0 độ K đều có thể phát ra tia hồng ngoại, trong đó có cả con người và động vật.

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.

Cảm biến PIR hoạt động như thế nào?

Cảm biến PIR 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...

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.

Cảm biến PIR phát hiện chuyển động bằng cách nhận diện sự thay đổi bức xạ hồng ngoại từ cơ thể con người hoặc vật thể. 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 cảm biến chuyển động 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 PIR sensor và Microwave

Bảng so sánh PIR sensor và Microwave

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.

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?

Nếu bạn đang tìm một giải pháp tiết kiệm chi phí, cảm biến PIR là lựa chọn phù hợp. Chúng tiêu thụ ít năng lượng, giá thành rẻ hơn và hoạt động hiệu quả trong những không gian kín như hành lang, lối đi hoặc trước cửa nhà.

Nếu bạn muốn tăng cường an ninh với độ nhạy cao hơn, cảm biến vi sóng là lựa chọn tốt hơn. Chúng có thể phát hiện chuyển động ở khoảng cách xa, hoạt động tốt ngay cả khi có vật cản, nhưng cần cài đặt cẩn thận để tránh báo động giả.

Nếu bạn đang tìm kiếm cảm biến PIR hoặc vi sóng để tích hợp vào hệ thống tự động hóa ngôi nhà hoặc văn phòng, KNXStore có đầy đủ các dòng sản phẩm chất lượng cao để đáp ứng nhu cầu của bạn. Chúng tôi cung cấp cảm biến độc lập, module tích hợp KNX, thiết bị an ninh thông minh, giúp bạn dễ dàng kiểm soát và nâng cao độ an toàn cho không gian sống. Bạn có thể tham khảo các sản phẩm tại KNXStore để tìm giải pháp phù hợp nhất!

>> Có thể bạn quan tâm: Cảm biến phát hiện chuyển động trong nhà tích hợp cảm biến PIR và cảm biến vi sóng (PW) Satel

Cảm biến PIR 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.

Tóm lại, PIR Sensor được ứng dụng rộng rãi trong hệ thống nhà thông minh với các chức năng như:

• Chiếu sáng tự động, khi phát hiện chuyển động, các bóng đèn sẽ bật/tắt tự động.

• Báo động an ninh, sừ dụng trong hệ thống báo trộm.

• Hệ thống HVAC, tự điều chỉnh nhiệt độ phòng dựa trên sự hiện diện của con người.

>> Có thể bạn quan tâm: Các thiết bị cảm biến hiện diện KNX phổ biến hiện nay

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 KNX Store để chọn được sản phẩm phù hợp nhất nhé!