xã hội ngày càng phát triển, công nghệ cũng phát triển rất nhanh. Cùng với đó, ý đồ xấu và tội phạm cũng gia tăng. Để giải quyết vấn đề này, người ta đã sử dụng nhiều cách khác nhau, trong đó có một loại cảm biến gọi là cảm biến chuyển động giúp chúng ta xác định kẻ xâm nhập.
pir là gì?
có nghĩa là cảm biến hồng ngoại thụ động (cảm biến pir), tức là cảm biến thụ động sử dụng nguồn kích thích là tia hồng ngoại. Tia hồng ngoại (IR) là tia nhiệt do vật nóng phát ra. trong cơ thể sống, chúng ta luôn có nhiệt độ cơ thể (thường là 37 độ C. cảm biến. phát hiện các đối tượng chuyển động nóng. Cảm biến này được gọi là thụ động vì nó không sử dụng nguồn nhiệt tự phát (như nguồn hoạt động hoặc hoạt động) mà chỉ phụ thuộc vào các nguồn nhiệt khác, đó là nhiệt độ cơ thể của các thực thể khác, chẳng hạn như con người hoặc động vật. …
trước tiên, chúng ta tìm hiểu cấu trúc của cảm biến pir (xem hình bên dưới).
ở trên là đầu dò pir, loại bên trong được kết nối với 2 cảm biến tia nhiệt, nó có 3 chân ra, một đầu nối đất, một chân kết nối với nguồn volt một chiều, điện áp làm việc có thể từ 3 đến 15v. góc phát hiện rộng. Kính Fresnel dùng để tăng độ nhạy của đầu dò, được thiết kế kiểu đầu dò có 2 cảm biến, góc dò rộng, ngăn tia cực tím hiệu quả.
Hình cho thấy cách sử dụng đầu dò pir để phát hiện người hoặc động vật đang di chuyển ngang.
nguyên tắc hoạt động của loại đầu dò pir như sau
tất cả các nguồn nhiệt (với con người và động vật là nguồn nhiệt cơ thể) đều phát ra tia hồng ngoại, xuyên qua kính Fresnel, qua bộ lọc hồng ngoại, hội tụ vào 2 cảm biến hồng ngoại gắn trên đầu dò và tạo ra điện áp khuếch đại với bóng bán dẫn fet . Khi có vật nóng đi qua, từ 2 cảm biến này sẽ xuất hiện 2 tín hiệu và tín hiệu này sẽ được khuếch đại để có biên độ đủ cao và đưa vào mạch so sánh điện áp để tác động đến thiết bị điều khiển hoặc báo động.
Hình vẽ cho thấy 2 vùng cảm ứng nhạy tương ứng với 2 cảm biến trên đầu dò. Khi một con vật đi qua, một tia nhiệt luôn được phát ra từ cơ thể con vật, nó được hội tụ mạnh bằng kính Fresnel, sau đó tập trung vào mục tiêu là cảm biến hồng ngoại, nên khi con vật đi qua, bên cạnh đầu dò sẽ phát ra. một tín hiệu xuất hiện, tín hiệu này sẽ được đưa đến mạch xử lý để tạo ra hiệu ứng điều khiển hoặc báo động.
bạn có thể xem hình ảnh động sau đây cho thấy nguyên lý hoạt động của đầu dò pir dành cho người qua đường:
mọi vật thể đều được tạo thành từ các phân tử cực nhỏ, nhiệt là một dạng năng lượng được tạo ra từ dao động của các phân tử (bạn có thể xem hình ảnh), là một chuyển động hỗn loạn và mất trật tự. từ những rung động này, nó phát ra những tia nhiệt, bằng cảm quan thông thường, con người chúng ta cho rằng đó là nhiệt. ở mỗi người nguồn nhiệt độ cơ thể thường được quy định ở 37 độ C. Đó là nguồn nhiệt mà tất cả chúng ta đều có và nếu sử dụng cảm biến nhiệt độ chúng ta sẽ có một thiết bị để phát hiện ra người, đó là ý tưởng nhưng một phong trào được phát minh ra. một máy dò thiết bị, được điều khiển bởi một nguồn nhiệt độ cơ thể đang chuyển động.
Hình dưới đây cho thấy các vật liệu nhóm nhiệt điện được sử dụng làm máy dò tia nhiệt.
Người ta giữ chất nhiệt điện giữa 2 cực, khi có tia nhiệt thì 2 cực sẽ phát ra tín hiệu điện, vì tín hiệu yếu, cần có mạch khuếch đại.
Trong cụm đầu dò pir, hai cảm biến pir nằm ngang được gắn và kết nối với cực cổng của bóng bán dẫn fet khuếch đại. khi cảm biến nhiệt điện thứ nhất nhận được chùm nhiệt, nó sẽ phát ra tín hiệu và khi nguồn nóng di chuyển sang một bên, cảm biến nhiệt điện thứ hai nhận chùm nhiệt và phát ra tín hiệu điện trở lại. sự hiện diện của hai tín hiệu này chứng tỏ có một nguồn nhiệt di động nằm ngang và mạch điện tử sẽ tạo ra tín hiệu điều khiển. tín hiệu này có thể được sử dụng để bật, tắt đèn hoặc để cảnh báo khi có người lạ vào nhà.
bây giờ hãy nói về tụ điện chiếu sáng trên bề mặt của cảm biến pir
chúng ta biết rằng các tia nhiệt do cơ thể con người tỏa ra rất yếu và rất tán xạ, để tăng độ nhạy cần dùng kính có kính lồi tạo chức năng hội tụ, gọi là thấu kính hội tụ, hình ảnh động dưới đây chứng tỏ ta có thể thấy mặt sóng của tia sáng đi qua một tấm kính lồi đã ngưng tụ lại thành một điểm nhỏ, điểm đó gọi là tiêu điểm (theo âm Hán Việt, chữ 焦 bên dưới có ngọn lửa cháy 灬 火, nên nó có nghĩa là điểm nóng, nhiều bạn dùng kính lúp để tạo điểm nóng, điểm nóng này có thể làm cháy giấy, đó là trò của trẻ con).
Nhược điểm của thấu kính lồi cầu lồi thông thường là khi kính được phóng to, tiêu điểm sẽ không nằm ở một chỗ, độ lệch này được sửa lại bằng kính Fresnel (xem ảnh, mặt cong ở xa trục quang học có đã được sửa). Bạn sẽ thấy rằng khi nó ở xa trục quang học, độ cong của kính được hiệu chỉnh lại, với cách tiếp cận này, chúng tôi sẽ có thể tập trung tốt hơn nhiều tia sáng hơn, trong một khu vực lớn hơn và do đó tăng độ nhạy cao hơn và phát hiện rộng hơn góc.
cảm biến chuyển động pir là gì?
cảm biến pir là cảm biến thụ động sử dụng nguồn kích thích hồng ngoại.
loại pir bên trong có 2 cảm biến tia nhiệt, nó có 3 chân đầu ra, một chân nối đất, một giắc cắm nguồn một chiều, điện áp làm việc có thể là 3-15v. góc phát hiện rộng. Kính Fresnel dùng để tăng độ nhạy của đầu dò, được thiết kế kiểu đầu dò có 2 cảm biến, góc dò rộng, ngăn tia cực tím hiệu quả.
nguyên tắc hoạt động của cảm biến chuyển động pir
Nguồn nhiệt (với con người và động vật là nguồn nhiệt cơ thể) phát ra tia hồng ngoại, qua thấu kính Fresnel, qua bộ lọc hồng ngoại. Trong đầu dò PIR, có 2 cảm biến hồng ngoại ở 2 khe của PIR. bình thường, cảm biến không hoạt động, cả hai khe nhận được lượng hồng ngoại như nhau (phát ra từ môi trường xung quanh: phòng, tường hoặc bên ngoài). khi một cơ thể ấm, chẳng hạn như người hoặc động vật, đi qua cảm biến. bằng cách lần đầu tiên đi vào vùng bị ảnh hưởng 1, khe 1 của cảm biến bị chặn (nhận một lượng tia hồng ngoại khác với khe 2), điều này sẽ gây ra sự thay đổi tín hiệu (pha tích cực). bên cạnh vùng ảnh hưởng 2, khe 2 của cảm biến bị chặn gây ra sự thay đổi tín hiệu (pha âm).
