Cảm Biến Chuyển Động, Cảm Biến Hồng Ngoại

Cảm Biến Chuyển Động, Cảm Biến Hồng Ngoại và Báo Động Giả

Báo động giả lắm khi trở thành ác mộng đối với chủ nhà và cả cho chính công ty an ninh. Phần lớn trường hợp báo động giả gây ra bởi cảm biến hồng ngoại (hay còn gọi là cảm biến chuyển động). Chó mèo, chim chuột, cây cảnh và đôi khi chỉ do ánh nắng cũng khiến cảm biến hồng ngoại bị kích hoạt và còi báo động hú vang.

Theo tôi nhận xét, thực ra báo động giả loại này chủ yếu có nguyên nhân từ việc kỹ thuật viên an ninh chưa có đủ kiến thức hiểu biết về cảm biến hồng ngoại. Do thiếu hiểu biết tường tận, họ lắp đặt không đúng cách, dẫn đến tần suất báo động giả cao hơn.

Thực tế là ở Việt Nam mình, các công ty cung cấp giải pháp an ninh điện tử (thiết bị an ninh) chưa chú trọng đến vấn đề nguồn nhân lực có trình độ. Tôi thấy có 2 hạn chế khiến cho việc lắp đặt cảm biến hồng ngoại sai quy cách. Thứ nhất là tâm lý “ăn xổi”, chỉ muốn làm cho nhanh chóng để thu tiền. Thứ hai là hạn chế trong việc đọc hiểu tiếng Anh. Ở Việt Nam, có thể nói 100% cảm biến an ninh là ngoại nhập, và tất nhiên tài liệu kỹ thuật cũng chủ yếu là bằng tiếng Anh. Do không rành tiếng Anh, kỹ thuật viên an ninh hầu như không bao giờ đọc kỹ hướng dẫn lắp đặt cảm biến một cách cẩn thận. Thế nên việc lắp đặt sai cảm biến hồng ngoại diễn ra tràn lan. Lắp đặt sai quy cách, tỉ lệ báo động giả gây phiền toái và làm giảm chất lượng dịch vụ theo đó mà gia tăng là đương nhiên.

Vậy cảm biến hồng ngoại, cảm biến chuyển động là gì?

Trước hết cần phải làm rõ ý nghĩa đầy đủ của chữ “hồng ngoại” của cảm biến. Thực ra phải gọi chính xác là “hồng ngoại thụ động” (Passive Infrared, thường viết tắt là PIR). Hồng ngoại chủ động (Active Infrared) là nói đến một vật thể bức xạ ra tia hồng ngoại. Còn cái cảm biến chúng ta thường dùng này tự nó không phát tia hồng ngoại gì cả, nó chỉ nhận tia hồng ngoại phát ra từ thân thể người (hoặc nguồn nhiệt bất kỳ), sau đó phân tích để xác định điều kiện báo động. Vậy nên nó “thụ động”, nó chỉ nhận chứ không phát tia hồng ngoại.

Tôi thấy nhiều trường hợp nhân viên tư vấn an ninh nói lung tung về việc “phát tia” này nọ, rồi có người đi qua thì “cắt ngang tia” hồng ngoại. Thực ra là hoàn toàn sai, không có tia hồng ngoại nào từ cảm biến phát ra để mà cắt ngang cả.

Dưới đây tôi sẽ đưa hình ảnh minh họa về cơ chế hoạt động của cảm biến hồng ngoại PIR điển hình. Tôi sẽ chỉ nói đơn giản ngắn gọn về ứng dụng, không đi sâu vào phân tích kỹ thuật cấu tạo của cảm biến.

nguyên lý hoạt động của cảm biến hồng ngoại chuyển động

Các cảm biến PIR luôn có sensor (mắt cảm biến) với 2 đơn vị (element). Chắn trước mắt sensor là một lăng kính (thường làm bằng plastic), chế tạo theo kiểu lăng kính fresnel. Lăng kính fresnel này có tác dụng chặn lại và phân thành nhiều vùng (zone) cho phép tia hồng ngoại đi vào mắt sensor. Chúng ta có thể hiểu đơn giản rằng, nếu không có lăng kính fresnel, toàn bộ bức xạ của môi trường sẽ chỉ coi như có 1 Zone dội hết vào mắt sensor, như vậy thì nó sẽ không có tác dụng phân biệt chuyển động, và sẽ cực kỳ nhạy với bất kỳ sự thay đổi nhiệt độ nào của môi trường.

2 đơn vị của mắt sensor có tác dụng phân thành 2 điện cực. Một cái là điện cực dương (+) và cái kia là âm (-). Khi 2 đơn vị này được tuần tự kích hoạt (cái này xong rồi mới đến cái kia) thì sẽ sinh ra một xung điện, xung điện này kích hoạt sensor (alarm-báo động). Chính vì nguyên lý này, khi có người đi theo hướng vuông góc với khu vực kiểm soát của sensor (hướng mũi tên), thân nhiệt từ người này (bức xạ hồng ngoại) sẽ lần lượt kích hoạt từng đơn vị cảm biến và làm sensor báo động.

Vậy thì cũng chính do nguyên lý này, nếu người chuyển động theo hướng song song, phát ra cùng lúc 2 luồng bức xạ qua lăng kính fresnel đập vào đồng thời 2 đơn vị cảm biến, xung điện không tạo ra ,và lúc này sensor không hề báo động. Đây là điều hết sức cơ bản, nhưng nhiều kỹ thuật viên an ninh khi lắp đặt cảm biến PIR thường không hề lưu ý đến. Họ chỉ đơn giản đặt sensor hướng mắt ra khu vực cần kiểm soát” mà không quan tâm đến hướng đột nhập của kẻ trộm. Nguyên tắc là phải đặt mắt sensor hướng vuông góc với hướng khả dĩ nhất mà kẻ trộm có thể di chuyển. Như vậy mới tăng xác suất báo động chính xác. Đặt song song với hướng kẻ trộm, hắn ta sẽ đi thẳng đến cảm biến mà có thể không hề kích hoạt báo động.

Cân Nhắc Kỹ Vị Trí Lắp Đặt Cảm Biến

Trong hướng dẫn lắp đặt của hầu hết mọi nhà sản xuất cảm biến PIR đều có ghi chú về các vị trí lắp cảm biến cần tránh. Nếu không để ý kỹ, người lắp đặt sẽ dễ phạm phải. Kết quả là cảm biến có khi không hoạt động đúng chức năng, có khi lại báo động giả.

Các lưu ý cần tránh khi lắp đặt cảm biến PIR :

lắp đặt sai vị trí của PIR

1. Không hướng mắt sensor về phía dàn nóng máy lạnh. Vì dàn nóng máy lạnh khi hoạt động thường có nhiệt độ cao, tia bức xạ hồng ngoại của nó phát ra sẽ gây nhiễu cảm biến, khiến nó hoạt động không chính xác.

2. Không hướng mắt sensor về phía cửa sổ có rèm che. Theo tôi, lý do của việc này là để tránh báo động giả. Khi cửa sổ mở, nhiều nguồn nhiệt xâm nhập, rèm che gặp gió sẽ có thể gây nhiễu cảm biến vi sóng.

3. Không lắp đặt cảm biến PIR trong nhà ra ngoài trời. Điều này thường hay gặp. Cảm biến PIR loại trong nhà không có tính năng chịu mưa nắng, để ngoài trời dù không trực tiếp gặp mưa nắng, nó cũng dễ bị hỏng dần chất liệu vỏ, lăng kính fresnel, khiến chức năng hoạt động kém dần đi.

4. Không hướng trực tiếp mắt sensor về nơi nhiều nắng mặt trời. Khuyến cáo này rất dễ hiểu. Tia mặt trời có nhiều bức xạ hồng ngoại, khiến sensor bị nhiễu.

5. Không nên đặt sensor gần dây điện nguồn. Cảm biến PIR là một thiết bị điện tử, hoạt động ở điện áp thấp, nên hạn chế đặt gần điện nguồn cao áp.

6. Không nên hướng mắt sensor ra phía cổng sát đường đi. Lý do đơn giản là để tránh báo động giả không đáng có do người khác đi bộ hoặc chạy bộ ngang qua cổng. Sensor có thể lầm với việc đột nhập.

7. Không lắp sensor trên tường bị rung. Điều này giúp sensor hoạt động ổn định hơn.

Hình dưới đây minh họa cho nguyên lý hoạt động của cảm biến.

cảm biến vi sóng

người chuyển động vào vùng kiểm soát của cảm biến

công nghệ giúp phân biệt vật nuôi

Với kích thước thân thể đủ lớn và phát tia hồng ngoại phủ kín 2 vùng (zone) lớn hoặc 4 zone nhỏ, mắt sensor mới được kích hoạt. Với các động vật kích thước nhỏ, dù có chuyển động và dừng trước cảm biến đủ lâu để bức xạ đủ lượng hồng ngoại, nhưng không phủ kín được các vùng yêu cầu, mắt sensor cũng không kích hoạt.

Điều khiển thiết bị bằng hồng ngoại

Đây là bài viết ứng dụng của thành viên : Mai Thanh Ân
Trong nhiều ứng dụng điều khiển thiết bị điện thì điều khiển từ xa là cái mà người ta hay dùng nhất trong hiện nay bởi vì tính linh hoạt và tiện của nó! Điều khiển từ xa chúng ta nhìn thấy nhiều nhất là cái điều khiển từ xa của tivi bây giờ chúng ta muốn nó điều khiển các thiết bị khác như là đèn, quạt, mợ-tơ bơm nước, TV… bằng sóng hồng ngoại thì cái này không khác mấy so với cái điều khiển tivi của chúng ta nhưng chúng ta phải cách ly được phần điều khiển và công suất! Với bài viết này sẽ hướng dẫn và đi sâu vào thiết kế mạch điều khiển các thiết bị gia dụng bằng sóng hồng ngoại thông qua việc sử dụng 1 đôi PT2249 và PT2249

I : Một số khái niệm chúng ta cần biết đến
1) Ánh sáng hồng ngoại
Ánh sáng hồng ngoại (tia hồng ngoại) là ánh sáng không thể nhìn thấy được bằng mắt thường, có bước sóng khoảng từ 0.86μm đến 0.98μm. Tia hồng ngoại có vận tốc truyền bằng vận tốc ánh sáng.
Tia hồng ngoại có thể truyền đi được nhiều kênh tín hiệu. Nó được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp. Lượng thông tin có thể đạt 3 mega bit /s. Lượng thông tin được truyền đi với ánh sáng hồng ngoại lớn gấp nhiều lần so với song điện từ mà người ta vẫn dùng.
Tia hồng ngoại dễ bị hấp thụ, khả năng xuyên thấu kém. Trong điều khiển từ xa bằng tia hồng ngoại, chùm tia hồng ngoại phát đi hẹp, có hướng, do đó khi thu phải đúng hướng.
Sóng hồng ngoại có những đặc tính quan trọng giống như ánh sáng ( sự hội tụ qua thấu kính, tiêu cự …). Ánh sáng thường và ánh sáng hồng ngoại khác nhau rất rõ trong sự xuyên suốt qua vật chất.
Có những vật chất ta thấy nó dưới một màu xám đục nhưng với ánh sáng hồng ngoại nó trở nên xuyên suốt. Vì vật liệu bán dẫn “trong suốt” đối với ánh sáng hồng ngoại, tia hồng ngoại không bị yếu đi khi nó vượt qua các lớp bán dẫn để đi ra ngoài.

2) Nguyên lý thu phát hồng ngoại
Việc thu hoặc phát bức xạ hồng ngoại bằng nhiều phương tiện khác nhau, có thể nhận tia hồng ngoại từ ánh sáng mặt trời. Nhiều thứ có thể phát tia hồng ngoại như: lò bức xạ, lò điện, đèn, cơ thể người,… Để có thể truyền tia hồng ngoại tốt phải tránh xung nhiễu bắt buộc phải dùng mã phát và nhận ổn định để xác định xem đó là xung truyền hay nhiễu.Tần số làm việc tốt nhất từ 30 KHz đến 60 KHz, nhưng thường sử dụng khoảng 36 KHz. Ánh sáng hồng ngoại truyền 36 lần/1s khi truyền mức 0 hay mức .
Dùng tần số 36 KHz để truyền tín hiệu hồng ngoại thì dễ, nhưng khó thu và giải mã phải sử dụng bộ lọc để tín hiệu ngõ ra là xung vuông, nếu ngõ ra có xung nghĩa là đã nhận được tín hiệu ở ngõ vào.
a) Phần phát
Sơ đồ khối chức năng

-Khối chọn chức năng và khối mã hóa: Khi người sử dụng bấm vào các phím chức năng để phát lệnh yêu cầu của mình, mổĩ phím chức năng tương ứng với một số thập phân. Mạch mã hóa sẽ chuyển đổi thành mã nhị phân tương ứng dưới dạng mã lệnh tín hiệu số gồm các bít 0 và 1. Số bit trong mã lệnh nhị phân có thể là 4 bit hay 8 bit… tùy theo số lượng các phím chức năng nhiều hay ít.
-Khối dao động có điều kiện: Khi nhấn 1 phím chức năng thì dồng thời khởi động mạch dao động tạo xung đồng hồ, tần số xung đồng hồ xác định thời gian chuẩn của mỗi bit.
-Khối chốt dữ liệu và khối chuyển đổi song song ra nối tiếp: Mã nhị phân tại mạch mã hóa sẽ được chốt để đưa vào mạch chuyển đổi dữ liệu song song ra nối tiếp. Mạch chuyển đổi dữ liệu song song ra nối tiếp được điều khiển bởi xung đồng hồ và mạch định thời nhằm đảm bảo kết thúc đúng lúc việc chuyển đổi đủ số bit của một mã lệnh.
-Khối điều chế và phát FM: mã lệnh dưới dạng nối tiếp sẽ được đưa qua mạch điều chế và phát FM để ghép mã lệnh vào sóng mang có tần số 38Khz đến 100Khz, nhờ sóng mang cao tần tín hiệu được truyền đi xa hơn, nghĩa là tăng cự ly phát.
-Khối thiết bị phát : là một LED hồng ngoại. Khi mã lệnh có giá trị bit
=’1’ thì LED phát hồng ngoại trong khoảng thời gian T của bit đó. Khi mã lệnh có giá trị bit=’0’ thì LED không sáng. Do đó bên thu không nhận được tín hiệu xem như bit = ‘0’ .
b) Phần thu
Sơ đồ khối chức năng

- Khối thiết bị thu: Tia hồng ngoại từ phần phát được tiếp nhận bởi LED thu hồng ngoại hay các linh kiện quang khác.
- Khối khuếch đại và Tách sóng: trước tiên khuếch đại tính hiệu nhận rồi
đưa qua mạch tách sóng nhằm triệt tiêu sóng mang và tách lấy dữ liệu cần thiết là mã lệnh.
- Khối chuyển đổi nối tiếp sang song song và Khối giải mã: mã lệnh
được đưa vào mạch chuyển đổi nối tiếp sang song song và đưa tiếp qua khối giải mã ra thành số thập phân tương ứng dưới dạng một xung kích tại ngõ ra tương ứng để kích mở mạch điều khiển.
- Tần số sóng mang còn được dùng để so pha với tần số dao động bên
phần thu giúp cho mạch thu phát hoạt động đồng bộ, đảm bảo cho mạch tách sóng và mạch chuyển đổi nối tiếp sang song song hoạt động chính xác
II ) Tổng quan linh kiện chính sử dụng trong mạch
1) IC phát tín hiệu hồng ngoại PT2248
Đây là một bộ truyền phát tia hồng ngoại ứng dụng bởi công nghệ CMOS. PT2249 kết hợp với PT2248 tạo ra 10 chức năng.Với cách tổ hợp như vậy, có thể dùng cho nhiều loại thiết bị từ xa.
Đặc tính :
- Được sản xuất theo công nghệ CMOS
- Tiêu thụ công suất thấp
- Vùng điện áp hoạt động: 2.2V-5V
- Sử dụng được nhiều phím
- Ít thành phần ngoài
Ứng dụng:
- Bộ phát hồng ngoại dung trong các thiết bị điện tử như:
Television, Video Cassette Recode

Chân 1 (Vss): là chân mass được nối với cực âm của nguồn điện.
Chân 2 và 3: là hai đầu để nối với thạch anh bên ngoài cho bộ tạo dao
động ở bên trong IC.
Chân 4 – 9 (K1 - K6): là đầu của tín hiệu bàn phím kiểu ma trận, các chân từ K1 đến K6 kết hợp với các chân 10 đến 12 (T1 – T3) để tạo thành ma trận 18 phím.
Chân 13 ( CODE ): là chân mã số dùng để kết hợp với các ch
để tạo ra tổ hợp mã hệ thống giữa phần phát và phần thu.
Chân 14 (TEST): là chân dùng để kiểm tra mã của phần phát,
khi không sử dụng có thể bỏ trống.
Chân 15 ( TXout): là đầu ra của tín hiệu đã được điều chế FM.
Chân 16 ( Vcc): là chân cấp nguồn dương

Bộ tạo dao động và bộ phân tần: Để có thể phát được đi xa, ta cần có
xung có tần số 38Khz ở nơi nhận nhưng trên thị trường khó tìm được thạcđúng tần số nên ta chọn tần số của thạch anh là 455Khz cho bộ tạo dao độn đó tần số sẽ được đưa qua bộ phân tần để chia nó ra thành 12 lần.
Mạch điện phím vào: Có tổng cộng 18 phím được nối tới các chân K1 –
K6 và mạch hoạt động thời gian T1 – T3 để tạo ra bàn phím ma trận (6*3).

- Phím 1 – 6: là những phím cho ra tín hiệu liên tục khi ấn giữ.
- Phím 7 – 18: là những phím cho ra những tín hiệu không liên tục. Tín
hiệu sẽ bị mất ngay khi nhấn vào cho dù có giữ phím.
Mạch hoạt động tín hiệu thời gian - Mạch phát sinh tín hiệu:
- Lệnh truyền: gồm một từ lệnh được tạo bởi 3 bit mã người dùng, 1 bit mã liên tục, 2 bit mã không liên tục và 6 bit mã ngõ vào. Vậy, nó có 12 bit mã.Trong đó, 3 bit mã người dùng được tạo như sau:
Dữ liệu của 3 bit mã T1, T2, T3 sẽ là “1” nếu 1 diode được nối giữa
chân CODE và chân Tn (n = 1-3); và là “0” khi không nối diode.
Vì IC thu PT2249, chỉ có 2 bit mã (CODE 2, CODE 3), nên chân
T1 của PT2249 sẽ luôn ở mức “1”.

o C1,C2,C3 : mã người dùng
o H : mã tín hiệu liên tục
o S1,S2 : mã tín hiệu không liên tục
o D1- D6 : mã ngõ vào
Dạng sóng truyền :

- Thời gian của bit “a” phụ thuộc vào tần số dao động và được tính bởi
công thức:

o Tín hiệu không liên tục :

- Khi nhấn bất kỳ 1 phím không liên tục, tín hiệu không liên tục chỉ truyền 2 từ lệnh đến ngõ ra.
o Tín hiệu liên tục :

- Khi nhấn bất kỳ một phím liên tục , tín hiệu liên tục sẽ lặp lại chu kỳ s
khi truyền 2 từ lệnh và thời gian dừng cho đến khi phím không được nhấn nữa
- Một vài tham số quan trọng:

2) IC thu tín hiệu và mã hóa hồng ngoại PT2249
- PT2249 cũng được chế tạo bởi công nghệ CMOS . Nó có thể điều khiển tối đa 10 thiết bị.
* Đặc tính :
+ Tiêu tán công suất thấp
+ Khả năng chống nhiễu rất cao
+ Nhận được đồng thời 5 chức năng từ IC phát PT2249
+ Cung cấp bộ tạo dao động RC
+ Bộ lọc số và Bộ kiểm tra mã ngăn ngừa sự tác động từ những nguồn sáng khác nhau như đèn PL . Do đó không ảnh hưởng đến độ nhạy của mắt thu.
* Sơ đồ chân của PT2249

- Chân 1 (Vss): là chân mass được nối với cực âm của nguồn điện.
- Chân 2 (R) : là đầu vào tín hiệu thu.
- Các chân 3 – 7 (H1 - H5) : là đầu ra tín hiệu liên tục. Chỉ cần thu được tín hiệu tương ứng với đầu ra nào thì đầu ra đó sẽ luôn duy trì ở mức logic “1”.
- Các chân 8 – 12 (S5 – S1): là đầu ra tín hiệu không liên tục. Chỉ cần thu được tín hiệu tương ứng với đầu ra nào thì đầu ra đó sẽ duy trì ở mức logic “1” trong khoảng thời gian là 107ms.
- Chân 14 và 13 (CODE 2 và CODE 3): để tạo ra các tổ hợp mã hệ thống giữa phần phát và phần thu. Mã số của hai chân này phải giống tổ
hợp mã hệ thống của phần phát thì mới thu được tín hiệu.
- Chân 15 (OSC): dùng để nối với tụ điện và điện trở bên ngoài tạo ra dao động cho mạch.
- Chân 16 (Vcc): là chân được nối với cực dương của nguồn cung cấp

- Giải thích sơ đồ khối :
Sau khi IC phát PT2248 phát tín hiệu (2 chu kỳ) đi, tín hiệu sẽ
được mắt thu tiếp nhận rồi đưa nó đến chân RXin. Chân RXin có nhiệm vụ sẽ chỉnh lại dạng sóng của tín hiệu cho chuẩn. Sau đó, tín hiệu được đưa tới bộ lọc số. Bộ lọc số có nhiệm vụ lọc lấy các dữ liệu rồi đưa đến thanh ghi. Dữ liệu đầu tiên được lưu vào thanh ghi 12 bit. Tiếp đến, dữ liệu thứ hai sẽ được nạp vào thanh ghi. Dữ liệu đầu tiên sẽ được đưa qua bộ đệm ngõ ra nếu mã của nó khớp với mã của phần phát. Trường hợp , mã của dữ liệu không khớp với mã của phần phát thì quá trình sẽ được lặp lại.
3) Module hay LED thu tín hiệu hồng ngoại PIC 1018SCL
PIC – 1018SCL là IC thu tín hiệu hồng ngoại với những ưu điểm sau:
- Là IC có Kích thước nhỏ
- Phạm vi thu nhận tín hiệu xa (+,- 45 độ)
- Khả năng chống nhiễu tốt.
* Sơ đồ khối của PIC 1018SCL

Giải thích sơ đồ khối:
Tín hiệu hồng ngoại từ nguồn phát qua bộ truyền đến mạch thu
được led hồng ngoại nhận rồi đưa qua ba tầng khuếch đại. Sau đó tín
hiệu này được qua mạch lọc băng thông (Band Pass Filter) để chọn dãy
băng thông thích hợp.ở ngõ ra tín hiệu này được qua mạch khuếch đại (AGC) để tăng độ khuếch đại nếu cần thiết.xung này được qua mach so sánh và phân tích truớc khi vào mạch Schmitt Trigger.
Mạch Schmitt Trigger là mạch so sánh có phản hồi như hình sau:

Lúc này do Vin so sánh với tín hiệu ngõ vào V+ là điện thế trên mạch phân áp R4 – R2, nên theo sự biến thiên giữa hai mức điện áp của Vout, mạch Schimitt Trigger cũa có hai ngưỡng so sánh là VH và VL

Qua hình ta nhận thấy, mạch Schmitt Trigger là mạch so sánh Vin theo hai ngưỡng VH và VL. Khi điện áp Vin vượt qua VH thì giaù trị Vout là 0V và khi Vin thấp hơn VL thì Vout sẽ ở +Vcc (nghĩa là có sự đảo pha).
Nhiệm vụ chủ yếu của mạch Schmitt Trigger là đổi tín hiệu liên tục thành tín hiệu vuông với khả năng chống nhiễu cao.
Tín hiệu ngõ ra của mạch Schmitt Trigger qua mạch đảo sẽ cho tín hiệu ở ngõ của PIC – 1018SCL là tín hiệu đảo

Thông số kỹ thuật
- Nguồn cung cấp 2.5-5v thuờng chọn 5v
- Dòng tiêu thụ cực đại ngõ vào =0 ,Ic=1.5mA
- Tần số dao động F0=37.9KhZ
- Tín hiệu ngõ ra là tín hiệu đảo
- Mức cao ngõ ra VOH=VCC-0.5v
- Mức thấp ngõ ra VOL=0.2v
- Độ rộng xung =60us
- Hoạt động ở nhiệt độ từ-10->+60
4) LED quang - LED phát tín hiệu hồng ngoại
Ở quang trở, quang diode và quang transistor, năng lượng của ánh sáng chiếu vào chất bán dẫn và cấp năng lượng cho các điện tử vượt dãi cấm. Ngược blại khi một điện tử từ dãi dẫn điện rớt xuống dãi hoá trị thí sẽ phát ra một năng lượng E=h.f
Dải dẫn điện Dải hóa trị Dải cấm hf. Khi phân cực thuận một nối P-N, điện tử tự do từ vùng N xuyên qua vùng P và tái hợp với lỗ trống (về phương diện năng lượng ta nói các điện tử trong dãi dẫn điện – có năng lượng cao – rơi xuống dãi hoá trị - có năng lượng thấp – và kết hợp với lỗ trống), khi tái hợp thì sinh ra năng lượng.
Đối với diod Ge, Si thì năng lượng phát ra dưới dạng nhiệt. Nhưng đối với diod cấu tạo bằng GaAs (Gallium Arsenide) năng lượng phát ra là ánh sáng hồng ngoại (không thấy được) dùng trong các mạch báo động, điều khiển từ xa…). Với GaAsP (Gallium Arsenide phosphor) năng lượng phát ra là ánh sáng \vàng hay đỏ. Với GaP (Gallium phosphor), năng lượng ánh sáng phát ra màu vàng hoặc xanh lá cây. Các Led phát ra ánh sáng thấy được dùng để làm đèn báo,trang trí… Phần ngoài của LED có một thấu kính để tập trung ánh sáng phát ra ngoài.

Để có ánh sáng liên tục, người ta phân cực thuận LED. Tuỳ theo mức năng lượng giải phóng cao hay thấp mà bước sóng ánh sáng phát ra khác nhau sẽ quyết định màu sắc của LED. Thông thường, LED có điện thế phân cực thuận cao hơn điốt thông thường, trong khoảng 1,5 – 2,8V tuỳ theo màu sắc phát ra, màu đỏ: 1,4 – 1,8V, vàng: 2 – 2,5V, còn màu xanh lá cây: 2 – 2,8V, và dòng điện qua LED tối đa khoảng vài mA.
5) IC chia tần số hay IC đếm xung CD4017
CD4017 là dòng CMOS dùng đếm xung thập phân. Nó có thể đếm xung ở sườn dương và sườn âm và kết thúc 1 chu kì đếm tự động Reset. Nó được ứng dụng nhiều vào trong các ứng dụng như : điều khiển tự động, làm các công cụ âm nhạc, điện tử y sinh, hệ thống cảnh báo, điện tử công nghiệp, và thiết bị đo từ xa..
a) Sơ đồ kiểu chân và tác dụng của các chân :

+ Từ chân 1,2,3,4,5,6,7,8,9,11 tương ứng với 10 xung đầu ra của CD4014. Các chân này được xuất ra mức 1 khi số xung được đếm tương ứng với thứ tự các chân đầu ra.
+ Chân 15 là chân Reset. Khi chân này tác động ở mức 1 thì đếm sẽ bị Reset về đầu.
+ Chân 14 là chân xung đầu vào và đếm ở sườn dương
+ Chân 13 là chân xung đầu vào và đếm ở sườn âm
+ Chân 12 là chân xung báo hiệu là đã đếm xong 1 chu kì đếm ( Có nghĩa là khi CD4017 đếm từ 1 đến 5 thì chân 12 ở mức 1 và CD4017 đếm từ 6 đến 10 thì chân 12 ở mức 0).
+ Chân 8 và 16 là chân nguồn
b) Bảng giá trị của CD4017

Nhìn vào bảng trên ta thấy được CD4017 nó đếm nào nhưng hiểu qua thế này : Khi xung đầu vào nó đang ở mức dương thì xung đầu tiên được đếm và khi xung đầu vào xuống mức âm thì chân 1 vẫn giữ trạng thái là ở mức 1. Khi xung đầu vào lại đến sườn dương thứ 2 thì ngày lập tức xung thứ 2 được đếm và xung đầu tiên bị mất trạng thái và xuống mức âm. Cứ như thế nó đếm đến 10 là kết thúc 1 chu kì đếm và quay trở về chu kì mới.
Nhìn vào bảng đếm để đếm tới 10 thì chân Reset luôn phải ở mức 0 và chân 13 phải ở mức âm.
C) Chú ý : CD4017 nó có thể đếm được ở 2 mức : Đếm sườn âm và Đếm sườn dương
+ Nếu mà đếm sườn dương thì :Clock vào chân 14 và Chân 13 phải nối xuống đất
+ Nếu đếm sườn âm thì : Clock được vào chân 13 và Chân 14 phải được nối lên Vcc
+ CD4017 không chỉ đếm từ 1 đến 10. Nó có thể đếm từ 1 đến 2 hay đến 3....Nhưng lớn nhất là 10 dựa vào chân Reset
6) Sơ đồ khối của mạch và giải thích sơ đồ khối
a) Sơ đồ khối của phần thu và phần phát


b) Giải thích sơ đồ khối trên
- Khối bàn phím: có nhiệm vụ tạo ra lệnh cho khối điều khiển phát tín hiệu tương ứng với một thiết bị cần điều khiển thông qua khối phát tín hiệu.
- Khối điều khiển: sẽ xử lý những thông tin từ khối bàn phím gởi đến để đưa ra lệnh điều khiển thích hợp cho khối phát, phát chuỗi tín hiệu theo dạng xung nhị phân.
- Khối tạo dao động: có nhiệm vụ tạo ra tần số xung nhịp cho các khối
điều khiển làm việc.
- Khối phát: có nhiệm vụ nhận chuoãi tín hiệu từ khối điều khiển dưới dạng điện áp, sau đó chuyển chuoãi tín hiệu điện này thành ánh sáng hồng ngoại và phát đi qua môi trường không gian đến khối thu (trên máy thu).
- Khối nhận: có nhiệm vụ nhận tín hiệu (chuỗi ánh sáng hoàng ngoại từ khối phát gởi đến, chuyển chuỗi tín hiệu này thành tín hiệu điên trở lại như ban đầu, rồi khuếch đại lên sau đó gởi đến khối giải mã.
- Khối giải mã: sau khi đã nhận được chuỗi tín hiệu điện từ khối nhận gởi đến, khối này sẽ giải mã ra bằng cách so sánh với những chuỗi tín hiệu đã được quy định sẵn trong khối, và đưa ra lệnh để điều khiển khối chấp hành(thông qua bộ đệm).
- Bộ đệm: có nhiệm vụ là giữ mức điện ổn định cho khối chấp hàn thực thi lệnh, khi có phím nào được nhấn thì tín hiệu ở ngõ ra chi được duy trì trong một không thời gian nhất định (170 ms đối với phím đơn), cho nên muốn tín hiệu được duy trì khi không còn tác động từ bàn phím thì cần phải có khối đệm.
- Khối chấp hành: chỉ có nhiệm vụ là nhận lệnh từ khối giải mã rồi thi hành lệnh đó (đóng hoặc ngắt một thiết bị nào đó).
- Khối nguồn: cung cấp điện năng cho các khối trong mạch làm việc.
7) Sơ đồ nguyên lý
a) Sơ đồ phần phát
Thạch anh dao động của PT2248 là thạch anh dao động có tần số 455Khz

Khi một phím trên bàn phím được nhấn (VD phím số 1), thì chân 10 (T1) và chân 4 (K1) thông mạch với nhau (các chân T1, K1 trên IC PT2248), lúc này ngõ ra cảu IC PT2248 trên chân 15 (TXout) sẽ phát liên tục 1 chuỗi xung điện đi vào cực B của cặp transistor Q1 (A1266),nhằm điều khiển cho 1 con led phát hồng ngoại D1 phát chuỗi xung điện này thành chuỗi ánh sáng hồng ngoại (tương ứng với chuỗi tín hiện điện trên) thông qua không gian đến IC thu hồng ngoại trên mạch thu.
Để IC PT2248 của mạch phát làm việc được cần phải có bộ tạo dao động gồm thạch anh 455Khz và 2 tụ 150pF C1 và C2.
b) Sơ đồ phần thu và điều khiển ngoại vi

Từ IC thu hồng ngoại PIC 1018 khi nhân được chuỗi ánh sáng hồng
ngoại từ mạch phát đến thì IC PIC 1018 sẽ chuyển thành chuỗi tín hiệu điện đưa ra chân 2 (Do chuỗi tín hiệu điện từ chân 2 của IC PIC 1018 là ngược với chuỗi tín hiệu điện tại ngõ ra của IC PT2248 trên mạch phát: Chân 15 IC PT2248 LOGIC 1 thì ngõ ra trên chân số 2 IC PIC 1018 lại là mức logic 0).
Để có thể khôi phục lại đúng với chuỗi tín hiệu như ban đầu thì từ chân 2 IC PIC 1018 cần phải có mạch đảo chuỗi tín hiệu lại, thông qua transistor C3198 được lấy ra từ cựa C. Tại đây chuỗi tín hiệu đã được khôi phục và khuếch đại lên đúng với chuỗi tín nhiệu ban đầu, sau đó được đưa vào chân số 2 (RXin) của IC PT2249 để điều khiển mạch chấp hành.
Từ IC PT2249 trên mạch thu khi nhân được tín nhiệu tương ứng với phím số 1 trên mạch phát, IC PT2249 sẽ điều khiển chân số 3 (HP1) lên mức logic 1 đưa vào chân led và tín hiệu ra từ 2 chân 4 và 5 tương tự như chân 1. và chân 6 và 7 của PT2249 tương ứng với phím bấm 4 và 5 trên PT2248 . khi phím 4 được bấm trên mạch phát thì trên mạch thu từ chân của PT 2249 sẽ đưa ra tín hiệu ở mức logic 1 (14) của 4017 và làm 4017 chuyển trạng thái từ chân xuất số 1 lên chân số 2 và bấm thêm lần nữa thì sẽ chuyến sang chấn số 3 và sẽ chuyển lần lượt như vậy. và bím phâm thứ 5 tương tự như vậy.
8) Nhiệm vụ và thông số của mạch
a. IC thu phát PT 2248:
IC PT2248 là một mạch tích hợp có nhiệm vụ là phát ra một chuỗi xung vuông từ chân Out khi có các tổ hợp phím được nhấn từ chân 4 – 12 thông qua Led phát hồng ngoại. Với mỗi một phím nhấn sẽ là một mã (một chuỗi xung vuông) khác nhau. Sẽ được phát đi liên tục hoặc không liên tục tuỳ vào phím được nhấn có phải là phím liên tục hay không, nếu không phải là phím liên tục thì chỉ được phát đi một lần.
b. PT 2249
IC PT2249 là một mạch tích hợp có nhiệm vụ là nhận tín hiệu (các chuỗi xung vuông gởi tới từ IC phát) từ chân IN, sau đó sẽ so sánh và giải mã để biết được thông điệp gới đến là gì rồi điều khiển các chân ngõ ra từ chân 3 – 12 trên IC.
c.Thông số
* MÔ TẢ:
Mạch thu – phát gồm 1 mạch phát và 1 mạch thu.
Mạch phát: gồm 5phím nhấn ký hiệu từ 1 đến 5tương ứng là 5
thiết bị. Nguồn nuôi 3V.
Mạch thu: 5 thiết bị. Nguồn nuôi 5V.
* ĐẶC ĐIỂM:
Mạch có thể thu phát với khoảng cách xa nhất đến 7m.
Nguồn có thể sử dụng (đối với mạch phát) là 02 tháng.
Mạch thu có thể kết nối cho 10 thiết bị khác nhau, sử dụng nguồn trực tiếp từ lưới điện.
Mạch có thể kết hợp mạch vi xử lý để điều khiển hẹn giờ, ứng dụng
trong công nghiệp và trong gia dụng.
Đây là bài viết khá rõ ràng về nguyên tắc thu phát hồng ngoại và ứng dụng trong điều khiển ngoại vi.

Thiết bị chống trộm hồng ngoại

Thiết bị chống trộm hồng ngoại HT1A

Mã sản phẩm:HT1A

Xuất xứ:Việt Nam

Tình trạng:Còn hàng

Bảo hành:12 tháng

Thông tin chi tiếtHướng dẫn sử dụng

Khi có trộm, chống trộm hồng ngoại HT1A không những bật còi báo động đã tích hợp sẵn mà làm sáng đèn để cảnh cáo tên trộm, giúp bạn quan sát được nơi có đột nhập

Kết hợp HT1A với đèn để phát hiện và cảnh cáo trộm đột nhập từ sân thượng, ban công, hiên nhà, sân trước, sân vườn,....

Hình tham khảo Thiết bị chống trộm hồng ngoại HT1A



 GIỚI THIỆU SẢN PHẨM HT1A      

• Mã hàng: HT1A
• Xuất xứ: Việt nam
• Giá bán: 225.000 VNĐ
• Bảo hành: 1 đổi 1 trong 1 tuần đầu nếu có lỗi của nhà Sản xuất. Bảo hành 12 tháng sử dụng.                    
     

                                     

  Nút TIME: Dùng để chỉnh thời gian hú còi từ 5 giây tới 3 phút - (dấu + là tăng, dấu - là giảm).   
  Nút SEN Độ nhạy của cảm ứng điều chỉnh bằng nút SEN (dấu + là tăng, dấu - là giảm).

                                    

Đặc tính kỹ thuật

• Sử dụng điện 220V vào/ra.
• Công suất tiêu thụ riêng mình bộ hồng ngoại < 3W.
• Tầm phát hiện sự chuyển động đạt tới 8m khi nhiệt độ môi trường 30⁰C và 10m khi ở 27⁰C.
• Góc quét từ trái qua phải là 110⁰.
• Góc quét từ trên xuống là 35⁰ (nhiệt độ môi trường càng thấp, góc quét càng rộng).
• Lắp đặt được với đèn hoặc chuông điện 220 V (hoặc kết hợp cả 2) với công suất tổng cộng ~3A.
• Có nút ngắt chuông báo ở mặt sau của máy (báo im lặng). Kết nối được nhiều thiết bị báo động cho cùng một chuông hoặc đèn.
• Dễ lắp đặt, điều chỉnh, kích thước nhỏ gọn. Có kèm tài liệu hướng dẫn sử dụng và lắp đặt chi tiết bằng tiếng Việt

              
SƠ ĐỒ ĐẦU DÂY 
                                        
Với 1 số khách hàng không muốn quá ồn ào, họ vẫn có thể tắt còi và chỉ sử dụng đèn để hù cho trộm hoảng sợ.
VD: Chống trộm cho chuồng nuôi gà, vịt ....

cửa cảm ứng nhiệt của Canada đã về Hà Nội

7 cửa cảm ứng nhiệt của Canada đã về Hà Nội

Các cửa khẩu sẽ được kiểm soát chặt hơn. Theo thông báo của GS.Hoàng Thuỷ Long - Viện trưởng Viện Vệ sinh dịch tễ TƯ, sáng nay (14/5), 7 cửa cảm ứng nhiệt nhập từ Canada vừa về Hà Nội. Số cửa này sẽ được phân cho một số sân bay và cửa khẩu trọng yếu. Sân bay Nội Bài và Tân Sơn Nhất mỗi nơi sẽ nhận 2 cửa. Bộ Y tế sẽ lắp đặt 3 cửa cảm ứng còn lại tại Sân bay Đà Nẵng, cửa khẩu Quảng Ninh và cửa khẩu ở Lạng Sơn. Một cửa khẩu ở Lào Cai cũng sẽ được lắp đặt cửa cảm ứng nhiệt nay mai theo đơn đặt hàng bổ sung của Bộ Y tế. Sau 10 ngày cách ly tập trung theo quy định của Bộ Y tế, chiều 11/5, 90 lưu học sinh Việt Nam tại Trung Quốc đã được trở về với gia đình . Tất cả những lưu học sinh này đều được Viện Y học lâm sàng & Các bệnh nhiệt đới cấp giấy chứng nhận không nhiễm SARS dành cho người Việt Nam về nước sau cách ly. Theo một số lưu học sinh, công tác hậu cần, ăn ở tại địa điểm cách ly tập trung (Trung đoàn 36, Xuân Mai, Hà Tây) rất chu đáo. Tuy nhiên, lượng người trong phòng khá đông (20-30 người); nguy cơ lây bệnh sang số đông khi có người trong phòng nhiễm bệnh là rất lớn. Hơn nữa, dưới thời tiết nắng nóng, các lưu học sinh không thể đeo khẩu trang 24/24 giờ. Theo giải thích của GS.Hoàng Thuỷ Long, do điều kiện vật chất khó khăn, Ban chỉ đạo Phòng chống dịch không thể bố trí phòng riêng cho mỗi học sinh. Để hạn chế tối đa sự lây lan SARS trong lưu học sinh từ Trung Quốc về nước, nhân viên y tế tổ chức kiểm tra sức khoẻ, đo nhiệt độ thân thể 2 lần/người/ngày vào 7h và 14h. Việc đo nhiệt độ nhiều lần trong ngày, theo GS.Long, sẽ giúp phát hiện nhanh những trường hợp nhiễm SARS. Ngày mai (15/5) sẽ có thêm 100 lưu học sinh từ Trung Quốc trở về tránh dịch và được cách ly tập trung tại Xuân Mai. (Theo Nông thôn ngày nay)

Việt Báo (Theo_VietNamNet)