Cảm Biến Ánh Sáng Là Gì? Nguyên Lý Hoạt Động Và Các Ứng Dụng

Cảm biến ánh sáng là gì? Ngày nay chúng ta thường thấy những thiết bị đèn thông minh có các tính năng hiện đại mang lại nhiều lợi ích trong cuộc sống hằng ngày. Vậy cảm biến ánh sáng được ứng dụng như thế nào và nó được hoạt động ra sao? Hãy cùng công ty nhà thông minh AiSmartHome tìm hiểu trong bài viết này nhé.

Cảm biến ánh sáng là gì?

Cảm biến ánh sáng là một loại thiết bị thông minh được sử dụng để chuyển đổi năng lượng ánh sáng(photon) thành năng lượng điện (electron). Đồng thời, thu thập các thông tin từ môi trường xung quanh thông qua mắt cảm biến từ đó điều chỉnh thiết bị chiếu sáng phù hợp.

Ưu và nhược điểm của cảm biến ánh sáng

Cảm biến ánh sáng có những ưu điểm và nhược điểm mà chúng ta cần biết khi sử dụng các thiết bị có tích hợp loại cảm biến này trong cuộc sống thường ngày.

Ưu điểm của cảm biến ánh sáng

Cảm biến ánh sáng có nhiều ưu điểm, do vậy mà được nhiều ứng dụng trong nhiều lĩnh vực. Một số ưu điểm được liệt kê như sau:

• Độ chính xác cao: Cảm biến ánh sáng có khả năng nhận diện vật thể có độ chính xác cao, mang lại sự hoạt động hiệu quả cho các thiết bị đèn.
• Thiết kế nhỏ gọn, tinh tế: Cảm biến ánh sáng thường có thiết kế nhỏ gọn, tính thẩm mỹ cao. Thường được làm từ những chất liệu chống cháy như nhựa ABS, có khả năng chống bụi bám dính, khả năng chống nước, chịu được các điều kiện thời tiết khắc nghiệt.
• Khả năng tự động bật/tắt đèn: Là một loại thiết bị thông minh, cảm biến ánh sáng có khả năng tự động bật/tắt đèn khi nhận diện có người di chuyển ra/vào khu vực cảm ứng.
• Tiết kiệm năng lượng: Nhờ vào việc tự động tắt theo việc nhận diện của cảm biến, các thiết bị đèn trong nhà tự động tắt/bật phù hợp với nhu cầu sử dụng. Và hạn chế được việc quên tắt đèn của người dùng.

Nhược điểm của cảm biến ánh sáng

Cảm biến ánh sáng phải được lắp đặt tại các vị trí đảm bảo được lượng ánh sáng tự nhiên, không bị chiếu sáng bởi một thiết bị nào khác. Đồng thời bị hạn chế bởi những nơi có vật thể chuyển động thường xuyên.

Phân loại các cảm biến ánh sáng

Cảm biến ánh sáng được chia thành 3 loại phổ biến như cảm biến Photoresistor (LDR), cảm biến Photodiodes, cảm biến Phototransistors, được ứng dụng phổ biến cho các mục đích riêng biệt.

Cảm biến Photoresistor (LDR)

Cảm biến Photoresistor (LDR) đây là một loại cảm biến được ứng dụng nhiều nhất trong các thiết bị cảm biến và phổ biến nhất hiện nay. Thiết bị điện trở phụ thuộc vào ánh sáng, điện trở sẽ thay đổi phụ thuộc vào cường độ ánh sáng môi trường xung quanh. Cường độ ánh sáng càng mạnh thì điện trở trong thiết bị càng giảm và ngược lại. Nguyên lý hoạt động của cảm biến này là tắt đèn khi trời sáng và bật đèn khi trời tối.

Cảm biến LDR hay còn gọi là chất cảm quang, có tác dụng kiểm tra thiết bị đèn bật hoặc tắt. Được làm từ vật liệu có bán dẫn có điện trở cao, rất nhạy cảm với ánh sáng và có thể nhìn thấy ánh sáng hồng ngoại và ánh sáng gần. Nhờ vậy mà cảm biến LDR được ứng dụng cho các thiết bị đèn chiếu sáng đường, đèn quảng cáo vào ban đêm.

Cảm biến Photodiodes

Cảm biến quang điện Photodiodes là một loại cảm biến có khả năng thay đổi ánh sáng thành dòng điện thông qua chất liệu silicon hoạt gecmani. Bên trong cảm biến được trang bị các bộ lọc quang học, ống tích hợp,… Nguyên lý hoạt động của loại cảm biến Photodiodes này là khi nhận được ánh sáng chiếu vào thì các electron bị nới lỏng tạo thành các lỗ hổng cho dòng điện đi qua.

Ánh sáng đi qua càng lớn thì lỗ hổng càng to tạo nên dòng điện càng mạnh. Thiết bị cảm ứng này được sử dụng trong các thiết bị điện tử, thiết bị đo lượng, trong các tấm pin năng lượng mặt trời, thiết bị y tế,…

Cảm biến Phototransistors

Cảm biến Phototransistors về bản chất cũng như là loại cảm biến Photodiodes, nhưng được khuếch đại lên nhiều lần. Nguyên tắc hoạt động cũng như cảm biến Photodiodes. Cảm biến này được ứng dụng trong các thiết bị cảm có độ cảm ứng ánh sáng cao, kích thước lớn.

Nguyên lý hoạt động của cảm biến ánh sáng

Cảm biến ánh sáng hoạt động dựa trên hiệu ứng quang điện. Hiệu ứng quang điện là một hiện tượng các vật liệu, các chất đặc biệt có khả năng hấp thụ ánh sáng để chuyển đổi năng lượng ánh sáng thành năng lượng điện.

Hiệu ứng điện quang gồm có 2 loại:

Hiệu ứng điện quang trong: Thường được diễn ra với chất bán dẫn, khi ánh sáng chiếu vào thì sẽ làm thay đổi điện trở bên trong vật liệu, từ đó tạo ra suất điện động làm thay đổi tính chất dẫn điện của vật liệu.

Hiệu ứng quang điện ngoài: được diễn ra khi ánh sáng chiếu vào bề mặt các vật liệu, các năng lượng điện tử electron sẽ hấp thụ năng lượng và tạo ra dòng điện. Các điện tử trong vật liệu bật ra ngoài vật liệu sẽ tạo ra hiệu ứng quang điện ngoài.

Ứng dụng của cảm biến ánh sáng

Cảm biến ánh sáng được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực, mang lại nhiều tiện ích cho người sử dụng. Sau đây là một số ứng dụng mà chúng ta thường gặp:

Ứng dụng trong lĩnh vực công nghiệp

Cảm biến ánh sáng được ứng dụng trong công nghiệp để phát hiện và kiểm tra các khuyết điểm trên các sản phẩm như đo độ chính xác của các chi tiết, màu sắc sản phẩm, độ bóng của sản phẩm. Nhờ vậy mà các sản phẩm đảm bảo được các tiêu chuẩn, đáp ứng được các nhu cầu của thị trường. Đồng thời, cảm biến ánh sáng còn được ứng dụng để kiểm soát ánh sáng trong môi trường làm việc, đảm bảo điều kiện làm việc cho nhân viên.

Ứng dụng trong lĩnh vực nông nghiệp

Một ứng dụng nổi bật mà cảm biến ánh sáng được nhiều người ứng dụng đó là kiểm soát ánh sáng nhà kính và hệ thống tưới tiêu tự động cho cây trồng. Đảm bảo cho cây trồng đủ ánh sáng, nước để phát triển và sinh trưởng. Nhờ vậy có thể đảm bảo năng suất cây trồng, hạn chế được các thiệt hại.

Ứng dụng trong các thiết bị điện tử

Cảm biến ánh sáng cũng được ứng dụng phổ biến trên các thiết bị điện tử như điều chỉnh độ sáng màn hình các thiết bị điện thoại, máy tính,.. nhằm tiết kiệm điện năng, nâng cao trải nghiệm người dùng thiết bị. Đồng thời kéo dài tuổi thọ pin của các thiết bị, tối ưu hiệu suất sử dụng.

Ứng dụng trong hệ thống chiếu sáng công cộng

Cảm biến ánh sáng cũng được ứng dụng trong các thiết bị đèn chiếu sáng công cộng, tự động bật/tắt đèn. Nhờ vậy mà có thể tiết kiệm được lượng điện năng tối ưu nhất, tăng cường an ninh, giảm chi phí vận hành và bảo trì các thiết bị đèn. Tại các trung tâm thành phố thường sử dụng các loại đèn trang bị các cảm biến ánh sáng này.

Ứng dụng trong nhà thông minh

Cám cảm biến ánh sáng được ứng dụng trong các thiết bị đèn thông minh, hệ thống chiếu sáng thông minh trong các ngôi nhà. Tự động bật/tắt các thiết bị đèn theo từng khu vực khi nhận diện được sự xuất hiện của người dùng. Nhờ vậy mà các chủ nhà có thể tiết kiệm được các chi phí cho hóa đơn điện, không bị lo lắng việc quên tắt đèn, hay có thể điều chỉnh các màu sắc, cường độ chiếu sáng theo ý thích của mình.

Với những tính năng và ứng dụng của cảm biến ánh sáng được nêu trên. Bạn có thể tìm hiểu thêm và ứng dụng các loại cảm biến khác trong ngôi nhà của mình thông qua các cảm biến thông minh khác qua bài viết: Cảm Biến Thông Minh Là Gì? Cấu Tạo, Ứng Dụng & Phân Loại

Hy vọng những thông tin được cung cấp bài viết trên có thể giúp cho bạn trả lời được câu hỏi cảm biến ánh sáng là gì? Biết thêm được những thông tin chi tiết về cảm biến ánh sáng. Nếu bạn muốn ngôi nhà của mình sở hữu những loại cảm biến ánh sáng thông minh hiện đại thì có thể liên hệ cho công ty nhà thông minh AiSmartHome qua hotline 0396999918 để được tư vấn nhé.