Nguyên cứu lý thuyết về cảm biến ánh sáng bh1750 arduino và cảm biến chuyển động hc sr501 ứng dụng cho hệ thống đèn thông minh

7
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GTVT TPHCM

Tháng 12 Năm 2023

ĐỀ TÀI: NGUYÊN CỨU LÝ THUYẾT VỀ CẢM BIẾN ÁNH
SÁNG BH1750 ARDUINO VÀ CẢM BIẾN CHUYỂN ĐỘNG
HC-SR501 ỨNG DỤNG CHO HỆ THỐNG ĐÈN THÔNG
MINH

Nhóm 6

Giảng viên hướng dẫn : Nguyễn Thị Bích Ngọc

Sinh viên thực hiện : Trương Nguyễn Hải Triều

: Võ Văn Nhân

: Nguyễn Quốc Kha

: Đinh Văn Hoàng

Lớp : DV22B

 MỤC LỤC 

MỤC LỤC.............................................................................2
LỜI MỞ ĐẦU........................................................................6

PHẦN 1: NGUYÊN CỨU LÝ THUYẾT VỀ CẢM BIẾN
ÁNH SÁNG VÀ CẢM BIẾN CHUYỂN ĐỘNG

1.1 Cảm biến ánh sáng.....................................................................7
1.1.1 Khái niệm về ánh sáng.....................................................7
a. Khái niệm.........................................................................7
b. Ứng dụng.........................................................................7
1.1.2 Khái niệm về cảm biến ánh sáng......................................8
1.1.3 Phân loại của cảm biến ánh sáng.....................................9
1.1.4 Nguyên lý hoạt động........................................................12
1.1.5 Đặc điểm..........................................................................12
1.1.6 Ứng dụng cảm biến ánh sáng..........................................13
1.1.7 Ưu điểm & Nhược điểm..................................................13

1.2 Cảm biến chuyển động.............................................................14
1.2.1 Khái niệm về chuyển động...............................................14
a. Khái niệm.........................................................................14
b. Ứng dụng.........................................................................14
1.2.2 Khái niệm vè cảm biến chuyển động...............................14
1.2.3 Phân loại về cảm biến chuyển động................................15
1.2.4 Nguyên lý hoạt động........................................................16
1.2.5 Lợi ích...............................................................................17
1.2.6 Ứng dụng cảm biến chuyển động....................................19
1.2.7 Ưu điểm & Nhược điểm..................................................20

[2]

PHẦN 2: XÂY DỰNG MƠ HÌNH VẬT LÝ VỀ ĐÈN
CHIẾU SÁNG NGỒI TRỜI THƠNG MINH

2.1 Ý tưởng....................................................................................21
2.2 Lựa chọn linh kiện...................................................................22
2.2.1 Thiết bị cảm biến ánh sáng BH1750 Arduino.......................22

a. Thông số.............................................................................22
b. Tính năng...........................................................................22
c. Ứng dụng............................................................................23
d. Sơ đồ hình vẽ minh họa.....................................................23
2.2.2 Thiết bị cảm biến chuyển động HC-SR501...........................24
a. Thông số.............................................................................24
b. Chế độ đo..........................................................................24
c. Ứng dụng............................................................................25
d. Sơ đồ hình vẽ minh họa.....................................................25
2.2.3 Bóng đèn LED........................................................................25
2.2.4 Arduno Uno R3.....................................................................26
a. Giới thiệu...........................................................................26
b. Thông số kỹ thuật..............................................................26
c. Sơ đồ minh họa..................................................................27
2.2.5 ESP 8266..............................................................................28
a. Giới thiệu...........................................................................28
b. Thông số kĩ thuật...............................................................28
c. Sơ đồ hình vẽ minh họa ....................................................29
2.2.6 Dây cáp Arduino Uno R3......................................................29
a. Thông số.............................................................................29
b. Tính năng...........................................................................30
2.2.7 Transistor trường FET.........................................................30
a. Giới thiệu...........................................................................30
b. Cấu tạo...............................................................................32
c. Nguyên lí hoạt động...........................................................33
2.3 Ghép nối..................................................................................34

a. Sơ đồ kết nối......................................................................34

[3]

2.4 Nguyên lý làm việc...................................................................34
2.5 Code.........................................................................................35

2.5.1 Hướng dẫn chạy phần mềm Arduino.............................35
2.5.2 Chương trình phần mềm................................................41
2.6 Đánh giá ưu/ nhược điểm của mơ hình..................................43
2.6.1 Ưu điểm..........................................................................43
2.6.2 Nhược điểm....................................................................44
2.7 Phạm vi ứng dụng....................................................................44
2.8 Xu hướng phát triển................................................................44

TÀI LIỆU THAM KHẢO

tailieuxanh_bai_giang_ky_thuat_do_luong_dien_dien_tu_6669.p
df
ky_thuat_do_luong_dai_luong_dien_k50.pdf
/> The
Role of Packe t Tracer in Learning Wireless Networks and
Managing IoT Devices
Packet
Tracer

[4]

[5]

LỜI NÓI ĐẦU

Trong cuộc sống của chúng ta đèn khá là thông dụng, mặc dù nhiều người
thường xem đèn ngoài trời chỉ đơn giản là một phần của thiết kế ngoại
thất, nhưng thực tế là chúng có khả năng biến đổi hồn tồn khơng gian
xung quanh chúng và đem lại nhiều lợi ích hơn mà bạn có thể tưởng
tượng. Đèn ngồi trời thơng minh khơng chỉ là nguồn ánh sáng đơn thuần,
mà cịn là cơng cụ mạnh mẽ để tối ưu hóa sự tiện nghi, an ninh và sáng
tạo trong cuộc sống hàng ngày của bạn. Hãy cùng tôi khám phá những lợi
ích đáng kinh ngạc mà đèn ngồi trời thơng minh có thể mang lại. Đèn
thơng minh khơng chỉ là một phần của cuộc sống hiện đại mà cịn mang lại
nhiều lợi ích về tiết kiệm năng lượng, tiện ích và sáng tạo trong việc tạo
mơi trường sống tốt hơn. Đèn ngồi trời thơng minh là một thiết bị chiếu
sáng được thiết kế để tận dụng các tính năng của công nghệ thông minh,
như điều khiển từ xa, thay đổi màu sắc và cường độ ánh sáng, hoặc tự
động hóa theo các yếu tố mơi trường. Đèn ngồi trời thơng minh có thể
giúp bạn tạo ra những khơng gian sống và làm việc đẹp mắt, tiết kiệm
năng lượng và chi phí, và an tồn hơn cho bạn và gia đình. Trong bài viết
này, chúng tơi sẽ giới thiệu cho bạn về các loại đèn ngồi trời thơng minh
hiện nay, cách chọn và lắp đặt chúng, cũng như một số lợi ích và ưu điểm
của chúng so với các loại đèn thông thường.

[6]

1.1Cảm biến ánh sáng

1.1.1: Ánh sáng

a. Khái niệm: Ánh sáng là một dạng năng lượng điện từ, diễn ra
trong dạng sóng điện từ và được truyền qua không gian dưới dạng các

phơtơn. Điều này có thể được mơ tả như sau:

Sóng điện từ: Ánh sáng được xem xét dưới góc độ sóng điện từ,
trong đó nó là sự lan truyền của dao động của trường điện và trường từ
qua khơng gian. Ánh sáng có các đặc tính như bước sóng (độ dài của một
chu kỳ dao động), tần số (số lần dao động trong một giây), và độ phân cực
(hướng của dao động sóng).

Phôtôn: Ánh sáng cũng có thể được xem xét theo góc độ hạt tử,
trong đó nó là một dãy các hạt gọi là photon. Mỗi photon mang một lượng
năng lượng nhất định và di chuyển với tốc độ cố định trong khơng khí. Mơ
hình này giúp giải thích nhiều hiện tượng ánh sáng, như hiện tượng quang
điện và hiện tượng giao thoa ánh sáng.

Sự truyền và tương tác: Ánh sáng có khả năng truyền qua các chất
khác nhau, nhưng tương tác với chúng theo nhiều cách khác nhau. Nó có
thể bị hấp thụ bởi vật chất, phản xạ khỏi bề mặt, gặp hiện tượng giao thoa
khi đi qua một khe hẹp, và gập ánh sáng khi chuyển qua các mơi trường có
chỉ số khúc xạ khác nhau, chẳng hạn như khi ánh sáng chuyển qua nước.

Màu sắc: Ánh sáng có màu sắc khác nhau dựa trên tần số của sóng
điện từ. Tổng hợp của tất cả các màu sắc tạo ra ánh sáng trắng, trong khi
các màu riêng lẻ tạo ra quang phổ màu. Hiện tượng này có thể được mơ tả
bằng bánh xe màu sắc hoặc mơ hình sóng ánh sáng.

b. Ứng Dụng: Ánh sáng có rất nhiều ứng dụng quan trọng trong cuộc sống
và khoa học. Dưới đây là một số ví dụ về các ứng dụng của ánh sáng:

[7]

Chiếu sáng: Ánh sáng là ứng dụng cơ bản nhất và phổ biến nhất của nó.
Đèn sử dụng ánh sáng để tạo ra môi trường chiếu sáng trong các ngôi nhà,
cơng trình, đường phố và nhiều nơi khác. Cơng nghệ LED hiện đại đã tạo
ra đèn chiếu sáng hiệu suất cao và tiết kiệm năng lượng.
Truyền thông điện từ: Ánh sáng cũng là một phương tiện quan trọng
trong truyền thông điện từ. Tín hiệu ánh sáng được sử dụng trong việc
truyền dữ liệu qua các thiết bị như sợi quang, cho phép truyền tải thông
tin với tốc độ cao và khoảng cách xa.
Y học: Trong lĩnh vực y học, ánh sáng được sử dụng trong nhiều ứng dụng,
chẳng hạn như hình ảnh chụp X-quang, MRI (tạo hình từ cảm biến), ánh
sáng laser trong phẫu thuật, và cả sử dụng ánh sáng để điều trị một số
bệnh như hỏa tiễn laser để điều trị mắt kính cận.
Hiệu ứng thẩm mỹ và nghệ thuật: Ánh sáng đóng vai trị quan trọng trong
nghệ thuật và thiết kế. Nó có thể tạo ra hiệu ứng thẩm mỹ đặc biệt trong
các tác phẩm nghệ thuật, kiến trúc, và trang trí nội thất.
Nghiên cứu khoa học: Ánh sáng là một công cụ quan trọng trong nghiên
cứu khoa học. Các loại máy móc và thiết bị sử dụng ánh sáng để quan sát
và phân tích hiện tượng như phổ quang phổ và phân tích phổ học.
Cơng nghệ màn hình: Các thiết bị hiển thị như màn hình TV, máy chiếu,
màn hình máy tính sử dụng ánh sáng để tạo ra hình ảnh và hiển thị thơng
tin.
Nghiên cứu thiên văn: Thiên văn học phụ thuộc vào ánh sáng để quan sát
và hiểu về vũ trụ. Khi ánh sáng từ các thiên thể xa tới trái đất, nó mang
thơng tin quan trọng về cấu trúc và tính chất của các hành tinh, ngôi sao,
và thiên thể xa.
An ninh và giám sát: Ánh sáng có thể được sử dụng trong các hệ thống an
ninh và giám sát để theo dõi và ghi lại hoạt động trong các khu vực quan
trọng, ví dụ như hệ thống camera giám sát.
Yêu cầu về sức khỏe: Ánh sáng có tác động lớn đến sức khỏe của con
người. Nó được sử dụng để điều chỉnh chu kỳ giấc ngủ, điều trị các rối

loạn ánh sáng và tạo mơi trường thích hợp cho sức khỏe.

1.1.2 Khái niệm về cảm biến ánh sáng

Cảm biến ánh sáng là một thiết bị hoặc bộ phận công nghệ được sử dụng
để phát hiện mức độ ánh sáng trong môi trường xung quanh và chuyển
đổi thông tin về ánh sáng thành tín hiệu điện hoặc số học. Cảm biến ánh
sáng có khả năng đo lường mức độ chiếu sáng, cường độ sáng, hoặc thậm
chí cả màu sắc của ánh sáng.

[8]

Cảm biến ánh sáng thường được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác
nhau, bao gồm:
Điều khiển ánh sáng tự động: Trong ngôi nhà thông minh hoặc các hệ
thống chiếu sáng cơng nghiệp, cảm biến ánh sáng có thể được sử dụng để
tự động điều chỉnh độ sáng của đèn dựa trên mức độ ánh sáng tự nhiên
trong phòng, giúp tiết kiệm năng lượng và tạo môi trường thoải mái hơn
cho người dùng.
Bảo vệ mắt: Cảm biến ánh sáng có thể được tích hợp trong các thiết bị
điện tử như điện thoại di động hoặc máy tính bảng để điều chỉnh độ sáng
màn hình tự động dựa trên mức độ ánh sáng xung quanh, giúp bảo vệ mắt
khỏi tác động quá mức của ánh sáng mạnh.
Điều khiển thiết bị ngoại trời: Trong ứng dụng ngoại trời như đèn đường,
đèn đường phố, hoặc đèn chiếu sáng công cộng, cảm biến ánh sáng có thể
được sử dụng để tự động bật/tắt đèn vào ban đêm và ban ngày để tiết
kiệm năng lượng.

1.1.3 Phân loại của cảm biến ánh sáng

Cảm biến ánh sáng có thể được phân loại dựa trên nhiều tiêu chí khác
nhau, bao gồm nguyên lý hoạt động, ứng dụng, và loại ánh sáng mà chúng
có khả năng phát hiện. Dưới đây là một số phân loại phổ biến của cảm
biến ánh sáng:
Cảm biến ánh sáng phát quang (Photocell): Cảm biến này thay đổi trở
kháng dựa trên lượng ánh sáng mà nó nhận được. Điều này thường được
sử dụng trong đèn đường tự động hoặc hệ thống chiếu sáng trong nhà.

Cảm biến ánh sáng dựa trên diode phát quang (Photodiode): Cảm biến
này phát hiện ánh sáng bằng cách sử dụng một diode phát quang để

[9]

chuyển đổi ánh sáng thành dịng điện. Nó thường được sử dụng trong các
ứng dụng như đọc mã vạch hoặc trong các máy ảnh kỹ thuật số.

Cảm biến ánh sáng môi trường (Ambient Light Sensor): Cảm biến này
được sử dụng để đo lượng ánh sáng tự nhiên trong môi trường và điều
chỉnh độ sáng của màn hình hoặc đèn tự động tùy thuộc vào điều kiện ánh
sáng.

Cảm biến ánh sáng trong các thiết bị di động: Các thiết bị như điện thoại
di động và máy tính bảng thường sử dụng cảm biến ánh sáng để điều
chỉnh độ sáng màn hình và tiết kiệm pin.
Cảm biến ánh sáng dùng cho đèn giao thông: Đèn giao thông thông minh
thường sử dụng cảm biến ánh sáng để phát hiện sự thay đổi trong điều
kiện ánh sáng và điều chỉnh đèn giao thông tự động.
Cảm biến ánh sáng sử dụng tầm nhìn (Visible Light Sensors): Phát hiện
ánh sáng có thể nhìn thấy bằng mắt người, nằm trong phổ ánh sáng tròn
quanh.

[10]

Cảm biến ánh sáng hồng ngoại (Infrared Light Sensors): Cảm biến này
phát hiện ánh sáng hồng ngoại, được sử dụng trong ứng dụng như điều
khiển từ xa và cảm biến chuyển động.

Cảm biến điện trở (Resistor-based Sensors): Cảm biến ánh sáng phát
quang và môi trường thường sử dụng nguyên tắc điện trở để đo lượng
ánh sáng.Cảm biến photođi-ốt (Photodiode Sensors): Sử dụng diode
photođi-ốt để phát hiện ánh sáng và chuyển đổi nó thành tín hiệu điện.
Cảm biến CCD (Charge-Coupled Device Sensors): Sử dụng một mảng các
cảm biến CCD để ghi lại hình ảnh dựa trên ánh sáng và được sử dụng rộng
rãi trong máy ảnh số và các thiết bị quang học khác.

[11]

1.1.4 Nguyên lý hoạt động

Cảm biến ánh sáng hoạt động dựa trên nguyên lý của hiệu ứng quang
điện. Hiệu ứng quang điện là hiện tượng một số chất đặc biệt sau khi hấp
thụ ánh sáng sẽ chuyển đổi năng lượng ánh sáng thành năng lượng điện.

Hiệu ứng quang điện gồm có:

 Hiệu ứng quang điện trong: Hiện tượng quang điện trong thường
diễn ra với chất 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 tính chất điện của vật liệu.

 Hiệu ứng quang điện ngoài: Khi bề mặt của vật liệu được chiếu bởi
ánh sáng, các điện tử sẽ hấp thụ năng lượng để tạo ra điện. Khi các
điện tử từ bên trong vật liệu bật ra ngoài bề mặt của vật liệu sẽ tạo
ra hiệu ứng quang điện ngoài.

1.1.5 Đặc điểm

 Các tế bào phát xạ ảnh: là các photodevices giải phóng các electron
tự do từ một vật liệu nhạy sáng như xêzi khi bị một photon tràn đầy
năng lượng. Lượng năng lượng mà các photon phụ thuộc vào tần số
ánh sáng và tần số càng cao, năng lượng càng nhiều thì các photon
chuyển đổi năng lượng ánh sáng thành năng lượng điện.

 Các tế bào dẫn điện ảnh: photodevices này thay đổi điện trở của
chúng khi chịu ánh sáng. Photoconductivity kết quả từ ánh sáng
đánh một vật liệu bán dẫn mà kiểm sốt dịng chảy hiện tại thơng
qua nó. Do đó, nhiều ánh sáng tăng dòng điện cho một điện áp áp
dụng đã cho. Vật liệu quang dẫn phổ biến nhất là Cadmium Sulphide
được sử dụng trong quang điện LDR.

[12]

 Các tế bào quang điện: Các photodevices này tạo ra một emf tương
ứng với năng lượng ánh sáng bức xạ nhận được và tương tự có hiệu
lực với quang điện. Năng lượng ánh sáng rơi vào hai vật liệu bán
dẫn kẹp lại với nhau tạo ra điện áp xấp xỉ 0.5V. Vật liệu quang điện
phổ biến nhất là Selen được sử dụng trong các tế bào năng lượng
mặt trời.

 Thiết bị ghép nối ảnh: thiết bị quang này chủ yếu là các thiết bị bán

dẫn thực sự như photodiode hoặc phototransistor sử dụng ánh
sáng để điều khiển dòng electron và lỗ trên đầu nối PN của
chúng. Thiết bị chụp ảnh được thiết kế đặc biệt cho ứng dụng máy
dò và sự thâm nhập ánh sáng với phản ứng quang phổ của chúng
được điều chỉnh theo bước sóng ánh sáng tới.

1.1.6 Ứng dụng cảm biến ánh sáng

 Cảm biến ánh sáng mang đến rất nhiều lợi ích và được ứng dụng
phổ biến trong nhiều lĩnh vực, cụ thể như:

 Ứng dụng trong các thiết bị đèn chiếu sáng.

 Cảm biến tự động điều chỉnh ánh sáng màn hình của điện thoại
thông minh và máy tính bảng.

 Cảm biến ánh sáng sử dụng trong ô tô để hỗ trợ tầm nhìn cho người
lái xe. Khi trời quá tối, hệ thống đèn ô tô sẽ tự động bật nhờ vào
cảm biến phát hiện ánh sáng.

 Ứng dụng trong bảo mật cho quá trình vận chuyển hàng hóa, các
cảm biến có thể phát hiện các thùng hàng bị hở hoặc thất lạc.

1.1.7 Ưu điểm & Nhược điểm

*Ưu điểm

+Các thiết kế nhỏ gọn, thông minh và vô cùng hiện đại +Khả năng chiếu
sáng cũng khá tốt nhưng giá thành lại phù hợp đặc biệt vô cùng tiết kiệm
điện năng

+Tiện nghi trong quá trình sử dụng nhờ vào cảm biến ánh sáng, dễ dàng
điều khiển và sử dụng

+Mang lại khơng gian gia đình, cơng sở sang trọng, đẹp mắt và cực kỳ hiện
đại

[13]

+Thao tác lắp đặt thi cơng dễ dàng, có thể ứng dụng lắp đặt ở mọi vị trí
trong gia đình.

*Nhược điểm

Các loại cảm biến ánh sáng quang trở đến các thiết bị cảm biến ánh sáng
220V. Rất đa dạng về chủng loại mẫu mã. Khiến cho khách hàng nhiều khi
băn khoăn không biết nên lựa chọn loại nào cho phù hợp với khơng gian
gia đình.

1.2 Cảm biến chuyển động

1.2.1 Khái niệm về chuyển động

a. Khái niệm: Chuyển động là sự thay đổi vị trí hoặc tình trạng vận tốc của
một vật thể qua thời gian. Nó là một khía cạnh quan trọng của vật lý và
khoa học tự nhiên và có nhiều biểu hiện và phương thức khác nhau.

b. Ứng dụng:

+ Bảo mật và Giám sát

+ Ánh sáng tự động và Tiết kiệm năng lượng

+ Ơ tơ và Giao thơng

+ Cơng nghiệp và Tự động hóa:

1.2.2 Khái niệm về cảm biến chuyển động

Cảm biến chuyển động là một loại cảm biến hoặc thiết bị có khả năng phát
hiện và ghi nhận các sự thay đổi về vị trí hoặc chuyển động của các đối
tượng trong môi trường xung quanh. Chúng hoạt động bằng cách sử dụng
một loạt các công nghệ và nguyên tắc, chẳng hạn như sử dụng sóng âm
thanh, sóng hồng ngoại, hoặc cường độ ánh sáng để phát hiện sự di
chuyển hoặc thay đổi vị trí của các đối tượng.

Cảm biến chuyển động có thể được sử dụng để thực hiện các nhiệm vụ
khác nhau, chẳng hạn như báo động khi có sự xâm nhập vào khu vực bảo
vệ, kích hoạt các thiết bị tự động hoặc tắt đèn khi khơng có người trong
phịng để tiết kiệm năng lượng. Cảm biến chuyển động cũng thường được
sử dụng trong các hệ thống giám sát và an ninh để theo dõi hoạt động
trong các khu vực quan trọng.

[14]

Cảm biến chuyển động có một loạt ứng dụng trong cuộc sống hàng ngày
và là một phần quan trọng của cơng nghệ tự động hóa và thơng minh, giúp
tạo ra các hệ thống và thiết bị thông minh và tiện ích hơn cho con người.

1.2.3 Phân loại về cảm biến chuyển động

Các loại cảm biến chuyển động

Tùy vào công nghệ hỗ trợ và mục đích sử dụng, cảm biến chuyển động
được phân thành 4 loại chủ yếu sau đây

Loại hồng ngoại (Pir)

Đây là loại cảm biến được sử dụng phổ biến nhất và được ứng dụng để
phát hiện nhiệt độ cơ thể, từ đó cảnh báo về sự xuất hiện của người hay
động vật.

Cảm biến hồng ngoại còn được gọi với tên gọi khác là Pir vì hầu hết động
vật máu nóng đều sản sinh ra bức xạ IR - đây là căn cứ để loại cảm biến
này có thể phát hiện ra những biến đổi bất thường trong môi trường để
đưa ra những cảnh báo kịp thời.

Loại vi sóng

Cảm biến vi sóng là loại cảm biến hoạt động thơng qua việc gửi xung vi
sóng ra mơi trường trong một phạm vi nhất định để giám sát sự chuyển
động của những vật thể trong phạm vi ấy.

Tùy theo độ rộng - hẹp của phạm vi phủ sóng mà độ nhạy cũng như chi phí
của loại cảm biến này cũng sẽ được thay đổi theo. Cụ thể là nếu bạn lựa
chọn phạm vi phủ sóng rộng thì độ nhạy của cảm biến sẽ mạnh hơn và chi
phí cũng sẽ cao hơn.

Loại siêu âm

Đây là loại cảm biến sử dụng sóng siêu âm được phát ra trong một phạm
vi không gian nhất định để giám sát và theo dõi sự chuyển động của bất kì
vật thể nào trong phạm vi ấy.

Thơng qua phản xạ của sóng âm, cảm biến này sẽ phát hiện và tính tốn
sự chuyển động của vật thể trong mơi trường ấy một cách chính xác nhất.

[15]

Loại công nghệ kép
Đây là loại cảm biến được đánh giá là hiện đại và đem lại kết quả chính xác
nhất. Được tích hợp nhiều cơng nghệ cảm biến khác nhau, cảm biến cơng
nghệ kép có độ nhạy chính xác hơn và đem đến hiệu quả tốt hơn trong
quá trình hoạt động.

1.2.4 Nguyên lý hoạt động

Nguyên lý hoạt động của thiết bị cảm biến chuyển động được hiểu đơn
giản như sau:
Khi có vật thể (con người, con vật, đồ vật,...) xuất hiện trong phạm vi
không gian hoạt động của các loại cảm biến như: Tia hồng ngoại, vi sóng,
sóng âm,... thì các tia/ sóng này ngay lập tức sẽ bị tán xạ khiến cho cảm
biến bị ngắt và tín hiệu sẽ được gửi trực tiếp đến các trung tâm điều khiển
được cài đặt sẵn từ trước như: Điện thoại thông minh, laptop,...
Ví dụ: Cảm biến chuyển động có thể phát hiện và gửi báo động đến thiết
bị điện thoại của chủ nhà khi có sự đột nhập của người lạ.

[16]

1.2.5 Lợi ích

Nhờ vào những lợi ích to lớn của cảm biến chuyển động đem lại mà nó
đang được vận dụng ngày càng phổ biến trong đời sống hàng ngày của
chúng ta. Một vài lợi ích của thiết bị này mà ta có thể kể đến đó là:

Phát hiện sự xâm nhập trái phép

Người dùng có thể lắp đặt thiết bị này tại nhà ở để đảm bảo an toàn cho
bản thân và gia đình trước những sự cố như trộm cắp, đột nhập trái
phép,... dựa vào những phát hiện về chuyển động bất thường, thiết bị sẽ
mau chóng gửi tín hiệu đến người dùng để có những biện pháp đối phó
phù hợp, bảo vệ cho tính mạng và tài sản.

Ngồi ra, cảm biến chuyển động cịn có thể nhận biết và phân biệt được
sự xuất hiện nào là của con người hoặc vật nuôi trong nhà để tránh những
báo động nhầm lẫn đến người dùng.

[17]

Giúp tiết kiệm điện năng cho hệ thống ánh sáng trong nhà
Nhờ vào cảm biến nhiệt độ trên cơ thể người mà hệ thống đèn điện sẽ tự
động chiếu sáng một cách dễ dàng và thuận tiện hơn. Từ đó giúp tiết kiệm
điện năng và tránh lãng phí khi khơng sử dụng.

Bảo vệ an tồn cho gia đình
Ngồi những cảnh báo về sự xâm nhập, cảm biến chuyển động còn được
sử dụng rất phổ biến trong các gia đình có trẻ nhỏ. Nhờ vào phát hiện
chuyển động mà thiết bị sẽ đưa ra những tín hiệu kịp thời đến phụ huynh

[18]

khi trẻ nhỏ di chuyển tới các vị trí nguy hiểm trong nhà như: Ban công, cầu
thang,...

1.2.6 Ứng dụng cảm biến chuyển động

Bảo mật và Giám sát:

Hệ thống báo động chuyển động: Cảm biến chuyển động được sử dụng
trong hệ thống báo động để phát hiện sự xâm nhập hoặc chuyển động bất
thường trong nhà hoặc khu vực bảo vệ.

Hệ thống giám sát an ninh: Cảm biến chuyển động được sử dụng trong hệ
thống giám sát an ninh để theo dõi và ghi lại hoạt động trong các khu vực
quan trọng.

Ánh sáng tự động và Tiết kiệm năng lượng:

Đèn chiếu sáng tự động: Cảm biến chuyển động được sử dụng trong đèn
chiếu sáng tự động để bật đèn khi có người hoặc đối tượng di chuyển
trong phạm vi của cảm biến, giúp tiết kiệm năng lượng.

Điều khiển nhiệt độ trong nhà: Cảm biến chuyển động có thể được sử
dụng để kích hoạt hệ thống điều hịa khơng khí hoặc sưởi ấm khi có người
trong phịng và tắt khi khơng có ai.

Giao thông và Vận tải:

Hệ thống cảnh báo va chạm: Cảm biến chuyển động trong xe hơi hiện đại
được sử dụng để phát hiện sự tự động của xe gần nhau và cảnh báo nguy

cơ va chạm.

Đèn giao thông thông minh: Cảm biến chuyển động được sử dụng trong
các hệ thống đèn giao thông thông minh để điều chỉnh đèn dựa trên luồng
giao thông thực tế.

Công nghiệp và Tự động hóa:

[19]

Robot công nghiệp: Cảm biến chuyển động được sử dụng để hướng dẫn
và kiểm sốt các robot cơng nghiệp trong q trình lắp ráp và sản xuất.

Tự động hóa nhà máy: Cảm biến chuyển động được sử dụng để kiểm sốt
và quản lý các thiết bị và q trình sản xuất trong môi trường nhà máy tự
động.

Điện tử tiêu dùng và Giải trí:

Điều khiển từ xa: Cảm biến chuyển động trong các thiết bị điện tử tiêu
dùng, như đèn, máy phát nhạc và máy phun sương, giúp kích hoạt hoặc
điều khiển thiết bị từ xa khi có người tiếp cận.

Trị chơi điện tử và Giải trí: Trong trị chơi video và thực tế ảo, cảm biến
chuyển động được sử dụng để theo dõi và phản ánh chuyển động của
người chơi trong trò chơi.

Y tế và Y học:

Các thiết bị y tế di động: Cảm biến chuyển động được sử dụng trong các

thiết bị theo dõi sức khỏe, như đồng hồ thông minh và bộ đếm bước chân,
để theo dõi hoạt động vận động của người dùng.

1.2.7 Ưu điểm & Nhược điểm

* Ưu diểm

Gửi tín hiệu ngay khi có kẻ gian đột nhập vào nhà.
• Cảm nhận sự xâm nhập trái phép.
• Tiết kiệm điện năng hiệu quả.
• Bảo vệ an tồn cho gia đình. Độ nhạy khá cao trong việc xác định vật thể
có thể phát bức xạ hồng ngoại trong thời gian khơng.
• Có khả năng xác định khoảng cách chính xác của các vật thể có thể phát
bức xạ hồng ngoại.
• Sở hữu thiết kế và cấu trúc đơn giản.

[20]