Khi sử dụng các thiết bị thông minh, bạn thường nghe đến công nghệ cảm biến chuyển động hồng ngoại. Các thiết bị có cảm biến chuyển động hồng ngoại có khả năng phát hiện chuyển động trong vùng quét để phát tín hiệu. Chẳng hạn đèn cảm biến phát hiện có người để tự động bật/ tắt, còi an ninh phát hiện có người sẽ tự động hú cảnh báo. 


Nguyên tắc hoạt động 

Cảm biến chuyển động hồng ngoại PIR là gì? 

Cảm biến chuyển động thực chất là cảm biến hồng ngoại thụ động PIR (chữ viết tắt của Passive InfraRed sensor (PIR sensor)), tức là bộ cảm biến thụ động dùng nguồn kích thích là tia hồng ngoại. Tia hồng ngoại (IR) chính là các tia nhiệt phát ra từ các vật thể nóng. 

Trong các cơ thể sống, trong chúng ta luôn có thân nhiệt (thông thường là ở 37 độ C), và từ cơ thể chúng ta sẽ luôn phát ra các tia nhiệt, hay còn gọi là các tia hồng ngoại, người ta sẽ dùng một tế bào điện để chuyển đổi tia nhiệt ra dạng tín hiệu điện và nhờ đó mà có thể làm ra cảm biến phát hiện các vật thể nóng đang chuyển động. 

Bản thân công tắc cảm biến không phát tia hồng ngoại, nó chỉ nhận tia hồng ngoại phát ra từ thân thể người (hoặc nguồn nhiệt bất kỳ), sau đó phân tích để xác định điều kiện báo động. Vậy nên nó “thụ động”, nó chỉ nhận chứ không phát tia hồng ngoại.

Nguyên lý hoạt động của cảm biến hồng ngoại chuyển động

Các cảm biến PIR luôn có sensor (mắt cảm biến) với 2 đơn vị (element). Sensor là các cảm biến, nó dùng để chuyển đổi các tín hiệu không thuộc điện (vd thân nhiệt) ra dạng tín hiệu điện và đưa vào các dạng mạch điện để xử lý.

 Chắn trước mắt sensor là một lăng kính (thường làm bằng plastic), chế tạo theo kiểu lăng kính fresnel. Lăng kính fresnel này có tác dụng chặn lại và phân thành nhiều vùng (zone) cho phép tia hồng ngoại đi vào mắt sensor. 

Chúng ta có thể hiểu đơn giản rằng, nếu không có lăng kính fresnel, toàn bộ bức xạ của môi trường sẽ chỉ coi như có 1 Zone dội hết vào mắt sensor, như vậy thì nó sẽ không có tác dụng phân biệt chuyển động, và sẽ cực kỳ nhạy với bất kỳ sự thay đổi nhiệt độ nào của môi trường.

2 đơn vị của mắt sensor có tác dụng phân thành 2 điện cực. Một cái là điện cực dương (+) và cái kia là âm (-). Khi 2 đơn vị này được tuần tự kích hoạt (cái này xong rồi mới đến cái kia) thì sẽ sinh ra một xung điện, xung điện này kích hoạt sensor (alarm-báo động). 

Chính vì nguyên lý này, khi có người đi theo hướng vuông góc với khu vực kiểm soát của sensor (hướng mũi tên), thân nhiệt từ người này (bức xạ hồng ngoại) sẽ lần lượt kích hoạt từng đơn vị cảm biến và làm sensor báo động.


Các lưu ý cần tránh khi lắp đặt cảm biến PIR :

1. Không hướng mắt sensor về phía dàn nóng máy lạnh. Vì dàn nóng máy lạnh khi hoạt động thường có nhiệt độ cao, tia bức xạ hồng ngoại của nó phát ra sẽ gây nhiễu cảm biến, khiến nó hoạt động không chính xác.

2. Không hướng mắt sensor về phía cửa sổ có rèm che. Theo tôi, lý do của việc này là để tránh báo động giả. Khi cửa sổ mở, nhiều nguồn nhiệt xâm nhập, rèm che gặp gió sẽ có thể gây nhiễu cảm biến vi sóng.

3. Không lắp đặt cảm biến PIR trong nhà ra ngoài trời. Điều này thường hay gặp. Cảm biến PIR loại trong nhà không có tính năng chịu mưa nắng, để ngoài trời dù không trực tiếp gặp mưa nắng, nó cũng dễ bị hỏng dần chất liệu vỏ, lăng kính fresnel, khiến chức năng hoạt động kém dần đi.

4. Không hướng trực tiếp mắt sensor về nơi nhiều nắng mặt trời. Khuyến cáo này rất dễ hiểu. Tia mặt trời có nhiều bức xạ hồng ngoại, khiến sensor bị nhiễu.

5. Không nên đặt sensor gần dây điện nguồn. Cảm biến PIR là một thiết bị điện tử, hoạt động ở điện áp thấp, nên hạn chế đặt gần điện nguồn cao áp.

6. Không nên hướng mắt sensor ra phía cổng sát đường đi. Lý do đơn giản là để tránh báo động giả không đáng có do người khác đi bộ hoặc chạy bộ ngang qua cổng. Sensor có thể lầm với việc đột nhập.

7. Không lắp sensor trên tường bị rung. Điều này giúp sensor hoạt động ổn định hơn