2. LÝ THUYẾT
2.5 Cảm biến phát hiện chuyển động PIR
Các cảm biến PIR được sử dụng rộng rãi trong cuộc sống hàng ngày, là linh kiện chính yếu trong việc phát hinệ chuyển động, sử dụng trong các hệ thống an ninh, cửa tự động hoặc điều khiển ánh sáng tự động. Chúng được sử dụng rộng rãi trong việc phát hiện người.
Mọi thứ trên trái đất đều có năng lượng hồng ngoại (IR). Năng lượng hồng ngoại của một vật phụ thuộc vào các yếu tố khác nhau như nhiệt độ, màu sắc, bề mặt. Năng lượng này khơng thể nhìn thấy bằng mắt người nhưng cảm biến PIR có thể phát hiện được.
Hình 2-24 Cảm biến PIR
Mục đích của cảm biến PIR là phát hiện chuyển động trong một khu vực nhất định. Cảm biến PIR bao gồm hai phần nhạy với hồng ngoại. Tín hiệu của cảm biến thể hiện sự khác nhau của lượng bức xạ hồng ngoại phát hiển được của mỗi phần. Nếu cả hai phần phát hiện lượng bức xạ như nhau, cảm biến khơng phát hiện được gì. Nếu một trong hai phần phát hiện
Phần nhạy với hồng ngoại
lượng bức xạ nhiều hoặc ít hơn phần cịn lại, cảm biến phát hiện được chuyển động và điện áp ngõ ra của cảm biến thay đổi.
Hình 2-25 Sự thay đổi điện áp ngõ ra khi có nguồn nhiệt chuyển động
Khu vực nhạy với bức xạ hồng ngoại rất nhỏ (xấp xỉ 2 mm2 cho mỗi phần). Để mở
rộng khu vực nhạy với bức xạ hồng ngoại có hai cách là sử dụng nhiều cảm biến hoặc sử dụng thấu kính Fresnel. Phương pháp thấu kính Fresnel thường được sử dụng. Thông thường sẽ chia thấu kính thành nhiều phần, mỗi phần là một thấu kính Fresnel giúp chia thành nhiều khoảng phát hiện nhỏ. Hình 2-26 Thấu kính Fresnel Cảm biến PIR Thấu kính Fresnel Vùng phát hiện Chuyển động của
Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.S Trần Hoàng Quân
Để phá hiện chuyển động, một cấu trúc ba tầng dựa trên các op-amp được sử dụng để quy định tín hiệu cho cảm biến.
- Tầng đầu tiên sẽ khuếch đại tín hiệu, loại bỏ thành phần DC của tín hiệu và lọc các
nhiễu cao tần có thể dẫn đến phát hiện sai.
- Tầng thứ hai rất giống như tầng đầu tiên. Nó dùng để lọc và khuếch đại tín hiệu AC.
- Tầng thứ ba là một bộ so sánh cửa sổ. Sau đó, tính hiệu đã hồn tồn thích hợp để đưa
đến vi điều khiển.