CÔNG NGHỆ CẢM BIẾN TÍCH HỢP GIỮA CẢM BIẾN CHUYỂN ĐỘNG PIR VÀ SÓNG RADAR

Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của thế giới, công nghệ cảm biến và những ứng dụng đang đóng vai trò đặc biệt quan trọng trong nhiều lĩnh vực: y tế, hàng hải, hàng không, công nghiệp sản xuất, IoT,… Trên thị trường hiện nay có rất nhiều loại cảm biến với nguyên lý hoạt động khác nhau nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng đa dạng. Trong đó phải nhắc tới cảm biến hồng ngoại PIR và cảm biến radar được ứng dụng phổ biến trong nhà thông minh, các cơ sở thương mại, hành chính,… để nhận diện con người và từ đó đưa ra phản hồi tự động bật/tắt đèn, đóng/mở cửa,…

Tuy nhiên, cảm biến hồng ngoại PIR và cảm biến sóng radar có nguyên lý hoạt động và sở hữu những ưu nhược điểm khác nhau. Vậy một sản phẩm cảm biến được tích hợp cả PIR và sóng radar sẽ có gì nổi bật? Hãy cùng Phú Thái tìm hiểu chi tiết trong bài viết dưới đây?

1. Cảm biến chuyển động PIR là gì?

• Cảm biến hồng ngoại PIR là loại cảm biến thụ động có tên tiếng anh là Passive Infrared hay thường gọi tắt là PIR. Đây là loại thiết bị điện tử có thể nhận các tín hiệu hồng ngoại được phát ra từ con người, động vật hay các nguồn nhiệt bất kỳ.. 
• Nguyên lý hoạt động của cảm biến chuyển động hồng ngoại PIR khá đơn giản. Loại cảm biến này sử dụng một cặp cảm biến nhiệt để phát hiện ánh sáng hồng ngoại từ môi trường xung quanh. Hai cảm biến này được thiết kế nằm cạnh nhau để tạo sự chênh lệch về tín hiệu từ đó xác định chuyển động.
• Có 2 vùng phát hiện hồng ngoại tương ứng với 2 đầu cảm biến của đầu dò. Khi có nguồn nhiệt đi qua, ánh sáng hồng ngoại từ nguồn nhiệt hội tụ lại vào một trong hai cảm biến bằng cách sử dụng thấu kính Fresnel. Những thấu kính này giúp mở rộng vùng cảm nhận của cảm biến và được đặt bao phủ bên ngoài cảm biến. Cảm biến nhận ánh sáng hồng ngoại và xuất tín hiệu ngõ ra. Tín hiệu này được cho vào mạch khuếch đại và xử lý để tạo thành tín hiệu điều khiển cho các ứng dụng. 

2. Cảm biến sóng radar là gì? 

• Cảm biến sóng radar hay còn được gọi là cảm biến vi sóng hoạt động dựa trên hiệu ứng doppler, tần số 5.8Ghz dưới 10m sẽ nhận tín hiệu và phát tín hiệu phản hồi khi ghi nhận có người chuyển động qua. Trong lĩnh vực IoT, đặc biệt nhà thông minh thường cảm biến vật thể ở khoảng cách gần, với chuyển động nhỏ nên yêu cầu tần số và băng thông phải đủ lớn để có thể phát hiện chuyển động và những cử chỉ phức tạp.
• Hiện nay, các dòng cảm biến ứng dụng trong nhà thông minh ưu tiên công nghệ radar vận hành ở tần số 24Ghz và 60Ghz để cảm biến phát hiện người trong phòng, theo dõi người và phân vùng, cũng như giám sát từ xa dấu hiệu sống của con người. 
• Cảm biến sóng radar sử dụng tần số sóng cho phép tạo ra chùm tia rất hẹp để phát hiện cả các vật thể nhỏ, không có sự can thiệp từ các vật thể lân cận trong khoảng cách lớn. Đặc biệt, cảm biến radar luôn ở trạng thái chủ động, phát xung và nhận phản hồi, ước tính tốc độ, hướng và phạm vi mục tiêu, từ đó đưa ra phản hồi nhanh và chính xác. 
• Nguyên lý hoạt động của cảm biến radar không tiếp xúc không phức tạp như nhiều người nghĩ. Đơn giản chúng ta chỉ cần cấp cho thiết bị đo mức radar nguồn 24V, lập tức thiết bị sẽ phát các chùm sóng theo phương thẳng đứng và chạm vào đối tượng. Chùm sóng phản xạ hắt ngược trở lại về đầu cảm biến thông qua bộ phận cảm thụ.
• Dựa trên thời gian phản xạ và vận tốc biến đổi tần số của sóng radar, cảm biến radar có thể xác định khoảng cách và vận tốc của đối tượng trong phạm vi hoạt động. Sau đó chúng phát tín hiệu điều khiển các thiết bị điện.

• Trong IoT, cảm biến radar được sử dụng để thu thập thông tin về chuyển động, vị trí và đặc điểm của đối tượng như con người, phương tiện di chuyển và vật thể khác. Điều này giúp cung cấp dữ liệu quan trọng cho các ứng dụng như giám sát an ninh, quản lý giao thông, kiểm soát hệ thống,

3. Ưu, nhược điểm cảm biến PIR và Radar

4. Cảm biến tích hợp PIR và sóng Radar có gì đặc biệt? 

• Xuất hiện từ những thập kỷ trước, cảm biến hồng ngoại PIR đang được sử dụng khá phổ biến trong lĩnh vực nhà thông minh như dùng để điều khiển thiết bị chiếu sáng, hệ thống cảnh báo an ninh,… Tuy nhiên sau thời gian triển khai, dòng cảm biến này đã xuất hiện một số hạn chế như nhiễu từ, phạm vi cảm biến hạn chế,…
• Ví dụ như khi lắp đặt cảm biến trong nhà vệ sinh hoặc phòng đọc sách, người dùng cần phải ở trong phạm vi quét của cảm biến hồng ngoại PIR và chuyển động, để đảm bảo cảm biến luôn nhận được tín hiệu và phát lệch tới đèn. Trường hợp ngồi 1 vị trí quá lâu, cảm biến PIR không nhận được tín hiệu có chuyển động trong phạm vi quét sẽ tự động báo tắt đèn, lúc này người dùng cần phải chuyển động tay để đèn được mở trở lại..
• Trong khi đó, công nghệ cảm biến sóng radar sở hữu những ưu điểm có thể khắc phục những hạn chế tồn tại của cảm biến hồng ngoại nhờ khả năng thông báo chính xác về sự hiện diện hay vắng mặt của con người trong không gian xác định, bất kể tốc độ và biên độ di chuyển.
• Cảm biến radar còn nhạy đến mức có thể phát hiện chính xác nhịp thở của con người để đưa ra phản hồi chính xác cho các thiết bị điện trong nhà thông minh. Tuy nhiên, cảm biến hồng ngoại PIR lại sở hữu khả năng phân biệt và không bị ảnh hưởng bởi rèm, quạt gió – điểm hạn chế cần khắc phục của cảm biến radar.

Bảng so sánh cảm biến hồng ngoại PIR và cảm biến sóng radar ở môi trường thực tế: 

Có thể thấy, với nguyên lý hoạt động khác nhau, khi tích hợp cảm biến hồng ngoại PIR và cảm biến sóng radar vào cùng một sản phẩm cảm biến, chúng ta sẽ khắc phục được những hạn chế của 2 công nghệ này . Đồng thời mở ra cơ hội mới, nâng cấp các thiết bị/ ứng dụng trong nhà thông minh;cải thiện chức năng, độ chính xác, mức tiêu thụ năng lượng và chi phí của thiết bị/ ứng dụng.

Giờ đây, với chiếc cảm biến tích hợp sóng radar và PIR người dùng hoàn toàn có thể an tâm bố mẹ lớn tuổi, con nhỏ không cần phải “mò mẫm” tìm công tắc trong đêm tối. Hay thoải mái ngồi một chỗ đọc sách, thiền tập mà không bị phiền nhiễu bởi đèn bật/tắt chập chờn do cảm biến bắt tín hiệu không ổn định.

Bởi các yếu tố trên chúng tôi cho ra mắt bộ sản phẩm kết hợp giữa cảm biến PIR và sóng radar với tên gọi CẢM BIẾN HIỆN DIỆN

Hãy liên hệ ngay với chúng tôi Smarthome Phú Thái qua HOTLINE 0908 680 247  để nhận được tư vấn miễn phí nhé!