Hướng dẫn sử dụng
Cảm biến hồng ngoại là gì?
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 cách 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 đo điện tử và phát hiện bức xạ hồng ngoại trừ 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 kiến trúc (mặc dù nó vẫn nằm trên cùng một phổ điện từ). Bất cứ điều gì thứ phát ra nhiệt độ (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 biến thể gần, ánh sáng hồng ngoại từ đèn LED sẽ phản xạ khỏi vật thể và được người nhận hiện. Cảm biến hồng ngoại hoạt động đóng vai trò là cảm biến lá cận và chúng thường được sử dụng trong hệ thống phát hiện vật cản (như trong robot).
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 bao gồm:
Nguyên tắc hoạt động
Chúng tôi đã thảo luận về cách thức hoạt động của một loại ánh sáng. Cảm biến hồng ngoại hoạt động bằng cách sử dụng một công cụ cảm biến ánh sáng có thể phát hiện bước sóng ánh sáng lựa 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 có thể xem được cường độ ánh sáng được nhận. Khi một vật ở gần cảm biến, ánh sáng từ đèn LED bật ra từ vật thể và đi vào cảm biến ánh sáng. Điều này dẫn đến một bước nhảy lớn hơn về cường độ, mà chúng tôi biết rằng có thể phát hiện được bằng cách sử dụng một ngưỡng.
Mô tả hoạt động của một biến hồng ngoại
Phát hiện độ sáng
Vì cảm biến hoạt động bằng cách tìm kiếm ánh sáng phản xạ, có thể có một biến cảm ứng có thể trả về giá trị của ánh sáng phản xạ. Sau đó, biến cảm xúc này có thể được sử dụng để đo “sáng” của vật thể. Điều này rất hữu ích cho các nhiệm vụ như theo dõi dòng. Mô tả hoạt động của một 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 việc khác biệt duy nhất là việc bổ sung đèn LED hồng ngoại và đầu dây hồng ngoại yêu cầu kết nối với 5V và kết nối đất.
Sơ đồ cảm biến hồng ngoại
Thiết bị Breadboard
Để thiết lập các biến cảm ứng bạn 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, chúng tôi cần đảm bảo rằng các đèn LED hồng ngoại nằm trong vỏ của chúng:
1) Insert IR LED vào phần vỏ lớn hơn với dây Gmail ra.
2) Nhấn mạnh đèn LED vào vỏ.
3) Đặt phần vỏ nhỏ hơn trên đèn LED.
Đặt đèn LED hồng ngoại
Bây giờ chúng ta có thể đặt đèn LED IR vào bảng. Lưu ý rằng cực dương (chì dài hơn, viền tròn) là cực dương và cực âm (chì ngắn hơn, viền) là cực âm. Ngược cực có thể làm hỏng đèn LED.
 Breadboard Virtual với đèn LED IR |  Breadboard với đèn LED hồng ngoại |
Đặt máy 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).
 Breadboard Virtual with thiết bị dò hồng ngoại được thêm vào |  Breadboard with máy dò hồng ngoại |
Điện trở
Xin hãy nhớ rằng, đèn LED IR vẫn là một dạng đèn LED và cần có một loại điện để chạy theo chế độ điện hạn chế. Điều này đặc biệt quan trọng cần nhớ với đèn LED hồng ngoại vì các bước sóng ánh sáng mà chúng phát ra không thể nhìn thấy bằng mắt người; có thể khó xác định xem họ có công việc nào hay không.
 Breadboard Virtual có thêm điện |  Breadboard với điện trở |
Dây điện
Điều cuối cùng cần thực hiện là kết nối các đèn LED IR, điện trở và bộ thu IR vào Arduino. Đầu tiên, kết nối các ngạnh + 5v của các máy thu IR (ngạnh phải đối diện với máy thu) bằng dây màu đỏ. Chúng ta nên kết nối trực tiếp lên cổng +5 volt trên Arduino mà không có điện kết nối tiếp.
Tiếp theo, kết nối các ngạnh mặt đất của các 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 các tín hiệu ngạnh của các máy thu IR (ngạnh trái nếu đối diện với máy thu) nên kết nối qua các điện trở 220 ohm với các 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, đèn LED IR cực dương sẽ được chạy qua các điện trở thành 2k riêng biệt trên cổng 9 bằng cách sử dụng các dây màu vàng. Kiểm tra bảng ảo để đảm bảo mỗi dây được kết nối chính xác.
 Breadboard Virtual có thêm dây |  Breadboard với dây |
So sánh cảm biến hồng ngoại bình thường
Một cảm biến hồng ngoại bình thường chỉ có thể biết liệu có một vật thể bị dội ngược ánh sáng hồng ngoại hay không. Tuy nhiên, có những lúc bạn cũng cần biết vật thể đó ở bảo xa. Đây là nơi mà Sharp IR phát huy tác dụng. Biến cảm biến Sharp có một máy dò đặc biệt không được xác định cụ thể dù có độ sáng nhẹ nhưng vẫn có thể đo khoảng cách của một vật thể và trả về giá trị tương thích của khoảng cách.
Cảm biến hồng ngoại hoạt động như thế nào
Máy dò trong cảm biến Sharp IR tương tự như cảm biến hình ảnh được tìm thấy trong máy ảnh kỹ thuật số. Do máy dò và đèn LED hồng ngoại có các cách và định hướng khoảng cách khác nhau nên khoảng cách của một vật sẽ ảnh hưởng đến góc mà ánh sáng từ đèn LED IR chiếu vào máy thu. Bằng cách nhìn vào nơi chiếu sáng vào máy dò, có tính toán được góc của ánh sáng và từ góc đó rút ra khoảng cách đến vật thể (tất cả đều được thực hiện bởi biến chính cảm ứng).
Biến Sharp IR có thể phát hiện khoảng cách đối tượng
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.
Video giới thiệu biến hồng ngoại
Lưu ý:
> Không sử dụng từ khóa trong mục "Tên".
> Không chèn các đường dẫn vào bình luận.
> Hãy sử dụng tên thật và địa chỉ email chính xác.
> Vui lòng bình luận bằng tiếng Anh hoặc tiếng Việt có dấu.
Mọi bình luận trái quy định sẽ bị gỡ bỏ link hoặc xóa bỏ hoàn toàn.