Cảm biến chuyển động

Cảm biến chuyển động là gì?

Cảm biến chuyển động điện tử chứa một cảm biến quang học, vi sóng hoặc âm thanh và thường là một bộ phát để chiếu sáng. Thiết bị điện tử diễn giải những thay đổi trong trường hình ảnh, vi sóng hoặc âm thanh trong vùng gần của thiết bị bằng cách sử dụng một trong những công nghệ được giải thích trong bài viết này. Hầu hết các cảm biến chuyển động ít tốn kém hơn có thể phát hiện ra khoảng cách ít nhất là 15 feet. Các hệ thống chuyên dụng tất nhiên có giá cao hơn nhưng có phạm vi lớn hơn nhiều.

Máy dò chuyển động được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng thương mại. Một hình thức phổ biến là kích hoạt hệ thống mở cửa tự động trong các doanh nghiệp và tòa nhà công cộng. Cảm biến chuyển động cũng được sử dụng rộng rãi thay cho cảm biến chiếm chỗ trong các trường hợp như bật đèn đường hoặc đèn trong nhà ở các lối đi. Cảm biến chuyển động có thể nằm trong số các cảm biến của hệ thống báo trộm được sử dụng để cảnh báo cho chủ nhà khi phát hiện chuyển động của kẻ gian có thể đột nhập. Hệ thống cũng có thể kích hoạt một camera an ninh để ghi lại sự xâm nhập có thể xảy ra.

Các loại cảm biến chuyển động

Cảm biến chuyển động đầu tiên được tạo ra để làm báo động chống trộm vào năm 1950 bởi Samuel Bango. Ông đã áp dụng những điều cơ bản của radar cho sóng siêu âm – một tần số để nhận biết hỏa hoạn hoặc kẻ cướp và con người không thể nghe thấy. Cảm biến chuyển động Samuel dựa trên “Hiệu ứng Doppler”. Trong thời hiện đại, nhiều loại cảm biến chuyển động hoạt động dựa trên nguyên tắc tương tự như máy dò của Samuel Bango.

Máy dò chủ động

Cảm biến chuyển động chủ động còn được gọi là cảm biến chuyển động dựa trên radar. Chúng phát ra sóng vô tuyến hoặc vi sóng xuyên qua một căn phòng hoặc khu vực khác, chúng tấn công vào các vật thể gần đó và phản xạ nó đến máy dò cảm biến. Khi một đối tượng di chuyển trong không gian do cảm biến chuyển động kiểm soát tại thời điểm này, cảm biến sẽ tìm kiếm sự thay đổi tần số trong sóng quay trở lại, điều này sẽ chỉ ra rằng sóng đã chạm vào một đối tượng đang chuyển động. Cảm biến chuyển động có thể hiểu những thay đổi này và sau đó gửi tín hiệu điện đến hệ thống cảnh báo, đèn hoặc các loại thiết bị khác mà nó hoạt động.

Cảm biến chủ động chủ yếu được sử dụng cho cửa tự động trong các tòa nhà bán lẻ và các ứng dụng tương tự, nhưng cũng có thể được tìm thấy trong hệ thống an ninh nhà ở và hệ thống chiếu sáng dân dụng. Chúng không phù hợp với ánh sáng ngoài trời vì chuyển động của các vật thể ngẫu nhiên như động vật nhỏ hơn và côn trùng lớn hơn có thể được cảm biến hoạt động phát hiện và sét sẽ được kích hoạt.

Cảm biến hồng ngoại thụ động

Cảm biến hồng ngoại thụ động (PIR) phát hiện nhiệt độ da của một người. Chúng phát ra bức xạ vật đen ở bước sóng hồng ngoại tầm trung tương phản với các vật thể nền ở nhiệt độ phòng. Chúng được gọi là thụ động vì không có năng lượng được phát ra từ cảm biến. Chúng phát đối tượng, người hoặc động vật bằng cách thu nhận bức xạ hồng ngoại của đối tượng đó.

Cảm biến vi sóng

Cảm biến vi sóng phát hiện chuyển động bằng cách sử dụng radar Doppler và tương tự như súng bắn tốc độ radar. Chúng phát ra một làn sóng bức xạ vi sóng liên tục và dịch pha trong vi sóng phản xạ do chuyển động của một đối tượng về phía (hoặc ra xa) máy thu dẫn đến tín hiệu dị sóng (tha phách – heterodyne) ở tần số âm thanh thấp.

Cảm biến siêu âm

Đầu dò siêu âm phát ra sóng siêu âm, âm thanh ở tần số cao hơn tai người có thể nghe được và nhận được tiếng vọng từ các vật thể gần đó. Như với radar Doppler, khi có chuyển động, chúng sẽ phát hiện dị bản của trường nhận được. Một nhược điểm tiềm ẩn của cảm biến siêu âm là cảm biến có thể phản ứng với chuyển động ở những khu vực mà vùng phủ sóng không mong muốn, ví dụ, do sự phản xạ của sóng âm xung quanh các góc. Phạm vi bao phủ mở rộng như vậy hoạt động tốt để kiểm soát ánh sáng, trong đó ý tưởng là phát hiện bất kỳ ai trong một khu vực. Nhưng đối với những trường hợp như mở cửa tự động, cần có cảm biến hạn chế hơn.

Máy dò chuyển động Tomographic

Máy dò chuyển động Tomographic cảm nhận được sự nhiễu loạn đối với sóng vô tuyến khi chúng truyền từ nút này sang nút khác của mạng lưới. Chúng có thể phát hiện chuyển động hoàn toàn trên các khu vực rộng lớn vì chúng có thể cảm nhận được qua các bức tường và các vật cản khác. Các sóng vô tuyến ở tần số xuyên qua hầu hết các bức tường và được xác định ở nhiều vị trí, không chỉ ở vị trí của máy phát.

Phần mềm máy quay video

Với sự phổ biến của các máy ảnh kỹ thuật số giá rẻ có thể quay video, đầu ra của các máy ảnh như vậy có thể được sử dụng để phát hiện chuyển động trong khung nhìn của cảm biến bằng phần mềm mới. Loại cảm biến này đặc biệt hữu ích khi mục tiêu là quay video khi được kích hoạt bằng phát hiện chuyển động vì không cần phần cứng ngoài máy ảnh và máy tính. Vì trường quan sát được chiếu sáng bình thường, đây là một ví dụ khác về cảm biến thụ động. Tuy nhiên, phần mềm máy quay video cũng có thể được sử dụng với ánh sáng hồng ngoại gần để phát hiện chuyển động trong bóng tối, tức là với ánh sáng ở bước sóng mà mắt người không thể phát hiện được. Đây sẽ không còn được coi là một cảm biến thụ động nữa.

Máy dò cử chỉ

Máy dò cử chỉ sử dụng bộ tách sóng quang và các phần tử chiếu sáng hồng ngoại với màn hình kỹ thuật số để phát hiện chuyển động tay và cử chỉ. Các thuật toán học máy sử dụng cảnh quay video để nhận ra chuyển động của con người.

Cảm biến chuyển động công nghệ kép

Nhiều cảm biến chuyển động hiện đại sử dụng kết hợp các công nghệ khác nhau. Sự kết hợp của nhiều công nghệ cảm biến trong một cảm biến có thể giúp giảm kích hoạt sai, nhưng điều này được thực hiện với cái giá là giảm xác suất phát hiện giả và tăng khả năng bị tấn công. 

Ví dụ, nhiều cảm biến công nghệ kép kết hợp cả cảm biến PIR và cảm biến vi sóng thành một đơn vị. Để phát hiện chuyển động, cả hai cảm biến phải phát hiện vật thể cùng lúc. Điều này làm giảm xác suất báo động giả vì sự thay đổi nhiệt và ánh sáng có thể làm hỏng PIR chứ không phải vi sóng, hoặc các cành cây chuyển động có thể kích hoạt vi sóng nhưng không kích hoạt PIR. Tuy nhiên, nếu kẻ xâm nhập có thể đánh lừa PIR hoặc vi sóng, cảm biến sẽ không phát hiện ra nó.

Thông thường, công nghệ PIR được ghép nối với một mô hình khác để tối đa hóa độ chính xác và giảm sử dụng năng lượng. PIR tiêu thụ ít năng lượng hơn so với phát hiện vi sóng phát xạ, và rất nhiều cảm biến được hiệu chỉnh để khi cảm biến PIR phát hiện vật thể, nó sẽ kích hoạt cảm biến vi sóng. Nếu sau đó cảm biến vi sóng cũng nhận được một kẻ xâm nhập, thì báo động sẽ được phát ra.

Tóm lược

Bài viết này trình bày sự hiểu biết về các loại cảm biến chuyển động khác nhau và cách chúng hoạt động. Để biết thêm thông tin về các loại cảm biến khác, hãy thao khảo các bài viết khác của chúng tôi.


Cảm ơn Bạn đã đọc bài chia sẻ

Chúc Bạn thành công!

Tâm Mr. – Admin

Bài viết liên quan:

  1. Cảm biến tiệm cận là gì? Các loại cảm biến tiệm cận và ứng dụng
  2. Cảm Biến Hồng Ngoại là gì? Nguyên lý hoạt động, Các câu hỏi thường gặp
  3. Các loại Cảm biến nhiệt độ trong công nghiệp – Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
  4. Cảm biến áp suất là gì? Các công nghệ chế tạo và Nguyên lý hoạt động
  5. Cảm biến quang là gì? Phân loại, Nguyên lý hoạt động và Ứng dụng
  6. Cảm biến siêu âm là gì? Những câu hỏi thường gặp
  7. Cảm biến từ (Magnetic Sensor) là gì? Phân loại và nguyên lý hoạt động

Thư viện bài viết:

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *