binhan1985
Member
Cảm biến ánh sáng là một trong những thiết bị không thể thiếu trong các hệ thống điện thông minh ngày nay. Với các tính năng vượt trội giúp nhận biết ánh sáng và điều khiển các thiết bị chiếu sáng một cách tự động, mau chóng, tiết , cảm biến ánh sáng đang trở thành xu hướng trong chế tạo các sản phẩm điện, điện tử. Hãy tham khảo bài viết dưới đây, Bảo An sẽ chia sẻ tới độc giả về hoạt động của cảm biến và danh sách các loại cảm biến ánh sáng tốt nhất hiện giờ.
1. Cảm biến ánh sáng là gì ?
Cảm biến ánh sáng là thiết bị quang điện có chức năng chuyển đổi năng lượng bức xạ điện từ (ánh sáng khả kiến và bức xạ hồng ngoại) thành các tín hiệu điện. Đây là một dạng thiết bị cảm biến thông minh nhận biết được các biến đổi của môi trường xung quanh thông qua bộ phận cảm biến để có thể điều chỉnh ánh sáng của thiết bị sao cho thích hợp.
>> Xem thêm: Cảm biến quang phát hiện vật
2. Các loại cảm biến ánh sáng
Cảm biến ánh sáng có thể chia thành 3 loại: Photoresistors (LDR), Photodiodes, Phototransistors
- Cảm biến Photoresistors (LDR)
Là dòng cảm biến có cấu tạo gồm quang điện trở (điện trở phụ thuộc ánh sáng) hay còn được gọi là chất cảm quang. Chất cảm quang thường làm từ vật liệu bán dẫn có độ nhạy cao với ánh sáng. Dòng cảm biến này hoạt động phụ thuộc hoàn toàn vào ánh sáng của môi trường. Khi cường độ ánh sáng càng cao sẽ làm giảm điện trở và trái lại.
- Cảm biến Photodiodes
Đây là loại cảm biến được cấu tạo từ chất liệu silicon phối hợp với gecmani. Thêm vào đó thiết bị được tích hợp bộ lọc quang học và ống kính để tiếp nhận dữ liệu dễ dàng.
Cảm biến này hoạt động tốt khi có ánh sáng chiếu vào, cho dòng điện chạy qua. Vì thế, ứng dụng chính của loại này tương đối đa dạng: Dùng trong các mạch điện tử, thiết bị điều khiển từ xa, thiết bị y tế,…
- Cảm biến ánh sáng Phototransistors
Là loại cảm biến có khả năng hoạt động mạnh mẽ khi có sự khuếch đại nhiều lần. Cảm biến ánh sáng Phototransistor hay còn gọi là Transistor quang được sử dụng chủ yếu cho các thiết bị yêu cầu về độ cảm ứng cao.
>> Xem thêm: Cảm biến quang điện Autonics, Cảm biến cáp quang
3. Nguyên lý hoạt động của cảm biến ánh sáng như thế nào?
Cảm biến ánh sáng hoạt động chủ yếu dựa trên nguyên lý của hiệu ứng quang điện trong. Hiệu ứng quang điện là hiện tượng một số chất đặc biệt sau khi hấp thu ánh sáng sẽ chuyển đổi năng lượng ánh sáng thành năng lượng điện. Hiện tượng quang điện trong diễn ra đối với các nguyên liệu bán dẫn. Khi chiếu ánh sáng vào vật liệu, năng lượng này sẽ làm thay đổi điện trở suất bên trong vật liệu gây ra suất điện động làm thay đổi thuộc tính dẫn điện của vật liệu.
4. Những ưu và nhược điểm của cảm biến ánh sáng
*Ưu điểm
- Bật/ tắt thiết bị thuận lợi
Cảm biến ánh sáng thường dùng để bật/tắt các thiết bị điện như đèn một cách tự động khi có người di chuyển, không cần thao tác trực tiếp thông qua công tắc điện như bình thường.
- Thiết kế gọn gàng
Cảm biến được thiết kế từ nhựa ABS cao cấp, nhỏ gọn, dễ dàng lắp đặt. Mắt cảm biến không lộ hẳn ra ngoài đảm bảo tính thẩm mỹ cao. Thiết bị đảm bảo hoạt động được trong điều kiện thời tiết hay thay đổi nóng ẩm gió mùa như ở Việt Nam.
- Tiết kiệm điện năng
Do tính năng tự động bật/ tắt các thiết bị như đèn theo cảm biến nên sẽ giúp tiết kiệm điện và kéo dài tuổi thọ cho các thiết bị điện trong nhà. Hạn chế vấn đề quên tắt điện khi không có người sử dụng.
* Nhược điểm
Do có độ nhạy cao với sự thay đổi ánh sáng của môi trường nên cảm biến ánh sáng khó dùng được ở nơi xuất hiện quá nhiều nguồn sáng hay thường xuyên có vật thể chuyển động.
5. Ứng dụng của cảm biến ánh sáng
Cảm biến ánh sáng cảm nhận rất nhạy các thay đổi từ môi trường xung quanh (ánh sáng). Từ đó giúp thay thế được thao tác của người trong việc điều chỉnh, kiểm soát trạng thái bật, tắt bằng cách phát sáng tự động. Một số ứng dụng có thể kể dưới đây.
- Dùng cho các loại đèn cảm ứng (cảm biến) để tự động bật khi trời tối, tự tắt khi trời sáng. Giúp con người đi lại thuận tiện trong các khu vực thiếu sáng mà không tiện tay bật/ tắt thiết bị, tiết kiệm thời gian trong quá trình sử dụng.
- Tích hợp ứng dụng cho việc thay đổi ánh sáng màn hình điện thoại thông minh cảm ứng, máy tính bảng,… theo độ sáng môi trường, giảm sự điều tiết của mắt.
- Dùng trong một số phương tiện hiện đại như ô tô để cài đặt ánh sáng thay đổi theo độ sáng của môi trường.
- Ngoài ra, các mạch cảm biến ánh sáng còn được dùng cho các thiết bị bảo mật dữ liệu.
1. Cảm biến ánh sáng là gì ?
Cảm biến ánh sáng là thiết bị quang điện có chức năng chuyển đổi năng lượng bức xạ điện từ (ánh sáng khả kiến và bức xạ hồng ngoại) thành các tín hiệu điện. Đây là một dạng thiết bị cảm biến thông minh nhận biết được các biến đổi của môi trường xung quanh thông qua bộ phận cảm biến để có thể điều chỉnh ánh sáng của thiết bị sao cho thích hợp.
>> Xem thêm: Cảm biến quang phát hiện vật
2. Các loại cảm biến ánh sáng
Cảm biến ánh sáng có thể chia thành 3 loại: Photoresistors (LDR), Photodiodes, Phototransistors
- Cảm biến Photoresistors (LDR)
Là dòng cảm biến có cấu tạo gồm quang điện trở (điện trở phụ thuộc ánh sáng) hay còn được gọi là chất cảm quang. Chất cảm quang thường làm từ vật liệu bán dẫn có độ nhạy cao với ánh sáng. Dòng cảm biến này hoạt động phụ thuộc hoàn toàn vào ánh sáng của môi trường. Khi cường độ ánh sáng càng cao sẽ làm giảm điện trở và trái lại.
- Cảm biến Photodiodes
Đây là loại cảm biến được cấu tạo từ chất liệu silicon phối hợp với gecmani. Thêm vào đó thiết bị được tích hợp bộ lọc quang học và ống kính để tiếp nhận dữ liệu dễ dàng.
Cảm biến này hoạt động tốt khi có ánh sáng chiếu vào, cho dòng điện chạy qua. Vì thế, ứng dụng chính của loại này tương đối đa dạng: Dùng trong các mạch điện tử, thiết bị điều khiển từ xa, thiết bị y tế,…
- Cảm biến ánh sáng Phototransistors
Là loại cảm biến có khả năng hoạt động mạnh mẽ khi có sự khuếch đại nhiều lần. Cảm biến ánh sáng Phototransistor hay còn gọi là Transistor quang được sử dụng chủ yếu cho các thiết bị yêu cầu về độ cảm ứng cao.
>> Xem thêm: Cảm biến quang điện Autonics, Cảm biến cáp quang
3. Nguyên lý hoạt động của cảm biến ánh sáng như thế nào?
Cảm biến ánh sáng hoạt động chủ yếu dựa trên nguyên lý của hiệu ứng quang điện trong. Hiệu ứng quang điện là hiện tượng một số chất đặc biệt sau khi hấp thu ánh sáng sẽ chuyển đổi năng lượng ánh sáng thành năng lượng điện. Hiện tượng quang điện trong diễn ra đối với các nguyên liệu bán dẫn. Khi chiếu ánh sáng vào vật liệu, năng lượng này sẽ làm thay đổi điện trở suất bên trong vật liệu gây ra suất điện động làm thay đổi thuộc tính dẫn điện của vật liệu.
4. Những ưu và nhược điểm của cảm biến ánh sáng
*Ưu điểm
- Bật/ tắt thiết bị thuận lợi
Cảm biến ánh sáng thường dùng để bật/tắt các thiết bị điện như đèn một cách tự động khi có người di chuyển, không cần thao tác trực tiếp thông qua công tắc điện như bình thường.
- Thiết kế gọn gàng
Cảm biến được thiết kế từ nhựa ABS cao cấp, nhỏ gọn, dễ dàng lắp đặt. Mắt cảm biến không lộ hẳn ra ngoài đảm bảo tính thẩm mỹ cao. Thiết bị đảm bảo hoạt động được trong điều kiện thời tiết hay thay đổi nóng ẩm gió mùa như ở Việt Nam.
- Tiết kiệm điện năng
Do tính năng tự động bật/ tắt các thiết bị như đèn theo cảm biến nên sẽ giúp tiết kiệm điện và kéo dài tuổi thọ cho các thiết bị điện trong nhà. Hạn chế vấn đề quên tắt điện khi không có người sử dụng.
* Nhược điểm
Do có độ nhạy cao với sự thay đổi ánh sáng của môi trường nên cảm biến ánh sáng khó dùng được ở nơi xuất hiện quá nhiều nguồn sáng hay thường xuyên có vật thể chuyển động.
5. Ứng dụng của cảm biến ánh sáng
Cảm biến ánh sáng cảm nhận rất nhạy các thay đổi từ môi trường xung quanh (ánh sáng). Từ đó giúp thay thế được thao tác của người trong việc điều chỉnh, kiểm soát trạng thái bật, tắt bằng cách phát sáng tự động. Một số ứng dụng có thể kể dưới đây.
- Dùng cho các loại đèn cảm ứng (cảm biến) để tự động bật khi trời tối, tự tắt khi trời sáng. Giúp con người đi lại thuận tiện trong các khu vực thiếu sáng mà không tiện tay bật/ tắt thiết bị, tiết kiệm thời gian trong quá trình sử dụng.
- Tích hợp ứng dụng cho việc thay đổi ánh sáng màn hình điện thoại thông minh cảm ứng, máy tính bảng,… theo độ sáng môi trường, giảm sự điều tiết của mắt.
- Dùng trong một số phương tiện hiện đại như ô tô để cài đặt ánh sáng thay đổi theo độ sáng của môi trường.
- Ngoài ra, các mạch cảm biến ánh sáng còn được dùng cho các thiết bị bảo mật dữ liệu.