Cảm biến hồng ngoại là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của IR Sensor trên camera quan sát

Trong thế giới giám sát hiện đại, hồng ngoại (Infrared – IR) là một trong những công nghệ quan trọng giúp camera “nhìn thấy trong bóng tối”, giám sát an ninh suốt 24/7 mà không cần ánh sáng. Không chỉ dừng lại ở camera, hồng ngoại còn hiện diện trong smartphone, y tế, ô tô tự lái và nhiều ứng dụng công nghiệp khác, giúp đo lường nhiệt độ, phát hiện vật thể và tăng cường an toàn. Vậy, cảm biến hồng ngoại là gì? Ứng dụng như thế nào trong đời sống? Cùng Công ty PANACO tìm hiểu chi tiết trong bài viết sau đây. 

Cảm biến hồng ngoại là gì?

Cảm biến hồng ngoại là bức xạ điện từ có bước sóng dài hơn ánh sáng

Cảm biến hồng ngoại (Infrared Sensor hay IR Sensor) là thiết bị điện tử dùng để phát hiện hoặc thu nhận bức xạ hồng ngoại – một dạng ánh sáng không thể nhìn thấy bằng mắt thường. Các vật thể có nhiệt độ trên 0 Kelvin (–273°C) đều phát ra bức xạ hồng ngoại và cảm biến này sẽ ghi nhận sự thay đổi đó để nhận biết chuyển động, nhiệt lượng hoặc khoảng cách. Nhờ đặc tính hoạt động ổn định trong môi trường thiếu sáng, cảm biến hồng ngoại được ứng dụng rộng rãi trong camera giám sát, hệ thống chống trộm, thiết bị tự động hóa và điều khiển từ xa.

Phân loại các kiểu cảm biến hồng ngoại phổ biến hiện nay

Giới thiệu cảm biến hồng ngoại phổ biến hiện nay

Sau khi đã hiểu cảm biến hồng ngoại là gì, chúng ta hãy cùng khám phá các loại cảm biến hồng ngoại đang được sử dụng phổ biến nhất hiện nay. Mỗi loại được thiết kế với cấu tạo và nguyên lý hoạt động riêng, phù hợp cho từng mục đích như giám sát an ninh, đo khoảng cách, nhận diện vật thể hay phát hiện khí độc hại. Dưới đây là những kiểu cảm biến hồng ngoại tiêu biểu mà bạn thường gặp trong các thiết bị điện tử, camera giám sát và hệ thống tự động:

• Cảm biến hồng ngoại thụ động (PIR – Passive Infrared): Chỉ thu nhận bức xạ IR phát ra từ vật thể có nhiệt độ, thường dùng để phát hiện chuyển động người hoặc động vật trong vùng quan sát.
• Cảm biến hồng ngoại chủ động (Active Infrared): Vừa phát vừa nhận tín hiệu IR, đo phản xạ để xác định khoảng cách hoặc phát hiện vật thể, ứng dụng trong robot, ô tô tự lái và camera ngoài trời.
• Cảm biến hồng ngoại không phân tán (NDIR – Non-Dispersive Infrared): Sử dụng trong đo khí nhờ khả năng hấp thụ tia IR của các phân tử khí như CO₂, CO hoặc CH₄, cho độ chính xác cao trong công nghiệp và y tế.
• Cảm biến hồng ngoại đa lớp (Multi-layer IR Sensor): Tích hợp nhiều lớp cảm biến và bộ lọc để tăng độ nhạy, giảm nhiễu và nhận diện vật thể chính xác hơn trong môi trường ánh sáng yếu.
• Cảm biến IR công nghệ BSI và Stacked CMOS: Ứng dụng công nghệ cảm biến chiếu sáng từ phía sau và cảm biến xếp lớp, giúp thu sáng tốt hơn, xử lý nhanh và hỗ trợ AI, thường phổ biến trong các dòng camera giám sát HD cao cấp hoặc smartphone và ô tô tự lái.

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của cảm biến hồng ngoại chi tiết

Cấu tạo chi tiết

Tìm hiểu cấu tạo của cảm biến hồng ngoại là gì?

Cảm biến hồng ngoại (IR Sensor) có cấu tạo khá đơn giản nhưng được thiết kế tinh tế để đảm bảo khả năng phát hiện và phản hồi chính xác với các tia hồng ngoại. Về cơ bản, cấu tạo cảm biến hồng ngoại bao gồm:

• Đèn LED hồng ngoại: Bộ phận phát ra tia sáng hồng ngoại – loại ánh sáng không thể nhìn thấy bằng mắt thường.
• Bộ thu hồng ngoại (IR Receiver): Thiết bị tiếp nhận và phân tích tia hồng ngoại phản xạ hoặc phát ra từ vật thể, giúp cảm biến nhận biết sự thay đổi nhiệt hoặc chuyển động.
• Điện trở (Resistor): Giúp điều chỉnh và hạn chế dòng điện chạy qua đèn LED, tránh tình trạng quá tải gây hỏng mạch hoặc cháy linh kiện.
• Mạch khuếch đại và xử lý tín hiệu: Tiếp nhận tín hiệu từ bộ thu, khuếch đại và chuyển đổi thành tín hiệu điện để hệ thống điều khiển có thể hiểu và xử lý.
• Dây dẫn và bo mạch kết nối: Giúp liên kết các linh kiện, đảm bảo dòng điện và tín hiệu hoạt động ổn định trong toàn bộ hệ thống.

Nguyên lý hoạt động

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

Nguyên lý hoạt động của cảm biến hồng ngoại dựa trên việc phát ra và thu nhận tia hồng ngoại để xác định sự có mặt hoặc chuyển động của vật thể trong vùng quan sát. Tùy theo loại cảm biến IR mà cơ chế hoạt động sẽ có chút khác biệt:

Đối với cảm biến hồng ngoại chủ động (Active IR)

Thiết bị IR gồm một đầu phát và một đầu thu. Khi đầu phát phát ra tia hồng ngoại, nếu có vật thể đi qua, tia sáng sẽ bị phản xạ và được đầu thu ghi nhận. Bộ xử lý sau đó sẽ phân tích tín hiệu này để xác định vị trí, khoảng cách hoặc sự di chuyển của vật thể.

Đối với cảm biến hồng ngoại thụ động (PIR – Passive Infrared)

Cảm biến không phát ra tia sáng mà chỉ thu nhận bức xạ nhiệt (tia hồng ngoại) phát ra từ con người hoặc vật thể có nhiệt độ. Khi phát hiện sự thay đổi năng lượng hồng ngoại trong vùng giám sát, thiết bị sẽ kích hoạt mạch điện để gửi tín hiệu điều khiển – chẳng hạn như bật đèn, kích hoạt còi báo động hoặc ghi hình camera.

Ứng dụng thực tế của cảm biến hồng ngoại

Cảm biến hồng ngoại (IR sensor) không chỉ là công nghệ “thấy trong bóng tối” mà còn đóng vai trò quan trọng trong giám sát, y tế, công nghiệp, smartphone và ô tô thông minh. Vậy, các ứng dụng phổ biến của công nghệ cảm biến hồng ngoại là gì?

Điều khiển đèn tự động

Cảm biến hồng ngoại được sử dụng phổ biến trong các hệ thống đèn cảm biến tự động. Khi phát hiện người hoặc vật thể di chuyển trong vùng quét, cảm biến sẽ kích hoạt đèn bật sáng và tự tắt khi không còn chuyển động, giúp tiết kiệm điện năng và tăng tiện ích cho các khu vực như hành lang, cầu thang, nhà vệ sinh hay cổng ra vào.

Điều khiển cửa tự động

Cảm biến hồng ngoại trên camera truyền dẫn tín hiệu mở cửa

Tại những nơi có lưu lượng người qua lại lớn như siêu thị, tòa nhà văn phòng, trung tâm thương mại, cảm biến hồng ngoại đóng vai trò quan trọng trong việc điều khiển cửa tự động đóng mở. Khi cảm biến phát hiện có người tiếp cận, hệ thống motor cửa sẽ được kích hoạt, tạo sự tiện lợi và an toàn khi di chuyển.

Truyền lệnh điều khiển

Công nghệ hồng ngoại cũng là nền tảng cho các remote điều khiển từ xa như tivi, điều hòa, đầu DVD hay thiết bị điện tử thông minh. Cảm biến trong thiết bị nhận tín hiệu IR từ remote, giải mã và thực thi lệnh tương ứng, giúp người dùng điều khiển thiết bị nhanh chóng, chính xác mà không cần kết nối mạng.

Báo động chống trộm

Trong giám sát, tác dụng của cảm biến hồng ngoại là gì?

Với khả năng nhận diện chuyển động và thân nhiệt con người, cảm biến hồng ngoại được tích hợp trong hệ thống camera chống trộm. Khi có đối tượng xâm nhập vào khu vực giám sát, cảm biến sẽ kích hoạt còi, đèn hoặc gửi cảnh báo đến người dùng, giúp tăng cường an ninh cho nhà ở, văn phòng hay kho bãi.

Tại PANACO, chúng tôi cung cấp các dòng camera giám sát hồng ngoại chống trộm thông minh, giúp bảo vệ hiệu quả cho nhà ở, cửa hàng, kho xưởng và doanh nghiệp. Hệ thống tự động phát hiện chuyển động lạ, gửi cảnh báo tức thì về điện thoại, giúp bạn kịp thời xử lý mọi tình huống. Liên hệ PANACO ngay hôm nay để được tư vấn và lắp đặt camera an ninh chính hãng, giá tốt nhất!

Quan sát thiên văn

Trong lĩnh vực nghiên cứu khoa học, cảm biến hồng ngoại được ứng dụng trong kính thiên văn và thiết bị quan sát vũ trụ. Chúng giúp các nhà thiên văn học phát hiện các vật thể phát xạ nhiệt như sao, hành tinh hoặc tinh vân mà mắt thường không thể nhìn thấy, mở ra nhiều hướng khám phá mới trong nghiên cứu không gian.

Ưu điểm và hạn chế của cảm biến hồng ngoại Infrared Sensor

Cảm biến hồng ngoại (IR sensor) là trái tim của nhiều thiết bị giám sát, y tế và công nghiệp hiện đại, nhưng cũng tồn tại một số giới hạn cần lưu ý khi thiết kế hệ thống.

Ưu điểm

• Hoạt động trong điều kiện thiếu ánh sáng: IR có thể phát hiện và thu hình trong bóng tối tuyệt đối, nhờ phát hiện bức xạ nhiệt từ vật thể hoặc sử dụng đèn IR tích hợp.
• Đo từ xa, không tiếp xúc trực tiếp: Cảm biến hồng ngoại có thể đo nhiệt độ, nhận diện vật thể từ khoảng cách xa mà không cần tiếp xúc, giúp an toàn và tiện lợi trong giám sát công nghiệp và y tế.
• Nhạy với nhiệt độ và chuyển động: PIR và các cảm biến IR hiện đại có khả năng phát hiện vật thể nóng, chuyển động con người, động vật hoặc thiết bị.
• Hỗ trợ giám sát: Hỗ trợ camera giám sát tự động bật/tắt, nhận diện khuôn mặt, biển số xehoặc cảnh báo khi có xâm nhập.

Ưu điểm của công nghệ cảm biến hồng ngoại là gì?

Hạn chế

• Ảnh hưởng bởi môi trường: Khói dày, mưa lớn hoặc sương mù có thể làm giảm khả năng thu tín hiệu IR, khiến độ nhạy giảm.
• Khó phát hiện vật cách nhiệt hoặc vật không phát IR: Vật thể bọc cách nhiệt, kim loại lạnh hoặc vật thể không tỏa nhiệtcó thể không được cảm biến phát hiện chính xác.
• Chi phí cao cho cảm biến hiện đại: Các loại IR multi-layer, BSI, Stacked CMOS hoặc tích hợp AI-on-chip có giá thành caovà yêu cầu hệ thống xử lý mạnh để khai thác tối đa hiệu suất.

Lưu ý khi lắp đặt camera trang bị cảm biến hồng ngoại

Để camera trang bị cảm biến hồng ngoại hoạt động ổn định và mang lại hiệu quả giám sát tốt nhất, việc lắp đặt đúng kỹ thuật là yếu tố vô cùng quan trọng. Dưới đây là những lưu ý bạn nên ghi nhớ:

• Tránh vị trí có vật cản hoặc điểm mù: Không lắp cảm biến ở nơi bị che khuất bởi tường, cây cối hoặc đồ vật lớn, vì chúng sẽ cản trở tia hồng ngoại, khiến camera không phát hiện được chuyển động.
• Không lắp gần nguồn phát nhiệt: Các thiết bị như bếp, điều hòa, bóng đèn nhiệt hoặc ánh sáng mặt trời trực tiếp có thể gây nhiễu, dẫn đến báo động sai hoặc làm giảm độ nhạy của cảm biến.
• Đặt cảm biến đúng độ cao và góc quét: Hãy tuân thủ hướng dẫn kỹ thuật của nhà sản xuất để đảm bảo vùng phát hiện phù hợp với khu vực cần giám sát.
• Kiểm tra và hiệu chỉnh sau khi lắp đặt: Sau khi hoàn thiện, nên thử nghiệm thực tế để đảm bảo cảm biến hoạt động chính xác trong các điều kiện ánh sáng khác nhau, đặc biệt là ban đêm.

Thực hiện đúng các lưu ý trên sẽ giúp camera hồng ngoại phát huy tối đa khả năng quan sát, đảm bảo an ninh hiệu quả và hạn chế tối đa các lỗi báo giả.

Lưu ý khi lắp đặt camera trang bị cảm biến hồng ngoại là gì?

Địa chỉ cung cấp camera giám sát hồng ngoại uy tín, giá tốt

Nếu bạn đang tìm nơi mua camera giám sát đêm trang bị công nghệ hồng ngoại chất lượng, giá hợp lý và được hỗ trợ kỹ thuật tận tâm, thì PANACO là lựa chọn đáng tin cậy. Với nhiều năm kinh nghiệm trong lĩnh vực an ninh, PANACO chuyên cung cấp camera hồng ngoại chính hãng từ các thương hiệu hàng đầu như camera Dahua, Imou, Ezviz, Kbvision…, cam kết mang đến cho khách hàng sản phẩm bền bỉ, hình ảnh sắc nét cùng dịch vụ lắp đặt chuyên nghiệp và bảo hành chu đáo.

Khi chọn mua camera hồng ngoại an ninh tại PANACO, bạn sẽ được:

• Đảm bảo hàng chính hãng 100%, có tem niêm phong và chứng từ rõ ràng.
• Chính sách bảo hành dài hạn, hỗ trợ đổi mới nhanh nếu phát sinh lỗi kỹ thuật.
• Đội ngũ kỹ thuật viên giàu kinh nghiệm, thi công gắn camera quan sát gọn gàng, tối ưu góc nhìn và thẩm mỹ.
• Tư vấn miễn phí, giúp lựa chọn thiết bị phù hợp với từng nhu cầu giám sát thực tế.
• Vận chuyển và lắp đặt toàn quốc, kèm nhiều ưu đãi đặc biệt cho khách hàng mới.
• Dịch vụ chăm sóc khách hàng, hậu mãi chu đáo, hỗ trợ kỹ thuật 24/7 sau khi bàn giao.

Mua camera an ninh hồng ngoại chính hãng, giá tốt chỉ có tại PANACO

Các câu hỏi thường gặp về cảm biến hồng ngoại

Có thể đo nhiệt độ bao nhiêu độ bằng cảm biến hồng ngoại không?

Cảm biến hồng ngoại có khả năng đo nhiệt độ trong một phạm vi rất rộng, tùy thuộc vào từng loại thiết bị. Các dòng cảm biến dân dụng thường dùng để đo nhiệt độ cơ thể người trong khoảng 35°C – 42°C, trong khi những cảm biến chuyên dụng có thể đo từ -50°C đến hơn 1000°C, phục vụ cho các ứng dụng trong sản xuất, luyện kim hay giám sát môi trường.

Cảm biến hồng ngoại có hoạt động tốt trong thời tiết mưa bão không?

Cảm biến hồng ngoại vẫn có thể hoạt động trong điều kiện mưa gió, tuy nhiên hiệu suất có thể bị ảnh hưởng bởi mưa lớn hoặc độ ẩm cao. Với các thiết bị ngoài trời chuyên dụng, được thiết kế đạt chuẩn chống bụi, chống nước (IP54 trở lên), cảm biến vẫn hoạt động ổn định và bền bỉ ngay cả khi thời tiết khắc nghiệt.

Camera hồng ngoại có quan sát ban đêm được không?

Có. Camera hồng ngoại được trang bị đèn LED IR giúp chiếu sáng khu vực trong bóng tối. Khi trời tối, hệ thống sẽ tự động kích hoạt chế độ hồng ngoại để ghi lại hình ảnh đen trắng rõ nét, giúp người dùng quan sát và giám sát an ninh 24/7, ngay cả trong điều kiện thiếu sáng hoàn toàn.

Có camera quan sát ban đêm không cần hồng ngoại không?

Có. Hiện nay có camera quan sát đêm không cần hồng ngoại nhờ trang bị công nghệ Starlight tiên tiến, cho phép ghi hình sắc nét trong điều kiện ánh sáng kém. Các dòng camera này sẽ sử dụng cảm biến nhạy sáng, ống kính khẩu độ lớn và các thuật toán xử lý phức tạp nhằm tận dụng ánh sáng tự nhiên như ánh đèn đường hay ánh trăng để hiện sáng rõ.

Xem thêm: Top 5 camera quan sát ban đêm không cần hồng ngoại tốt nhất

Nhìn chung, cảm biến hồng ngoại là công nghệ quan trọng giúp nâng cao hiệu quả giám sát, đặc biệt trong điều kiện thiếu sáng. Hy vọng qua bài viết trên, bạn đã hiểu rõ cảm biến hồng ngoại là gì cũng như các ứng dụng của IR Sensor trong đời sống. Nếu bạn cần camera hồng ngoại chính hãng, giá tốt, hãy liên hệ PANACO ngay hôm nay để được tư vấn miễn phí và trải nghiệm giải pháp an ninh thông minh, ổn định và hiệu quả nhất.