Cảm biến ánh sáng là gì?

Có bao giờ bạn tò mò về tại sao các thiết bị điện lại có khả năng tự động bật sáng? Điều này nhờ có cảm biến ánh sáng. Vậy cảm biến ánh sáng là gì? Nó có những ứng dụng quan trọng nào trong cuộc sống như thế nào? Cùng sieuthibachhoa.net tìm hiểu ngay.

Cảm biến ánh sáng là gì?

Cảm biến ánh sáng là gì?

Cảm biến ánh sáng là một loại thiết bị có khả năng chuyển đổi năng lượng ánh sáng (ánh sáng khả kiến hoặc tia hồng ngoại) thành tín hiệu điện. Cảm biến này tự động nhận biết ánh sáng và điều chỉnh dựa trên các điốt quang học. Cảm biến ánh sáng còn được gọi là thiết bị quang điện hoặc cảm biến ảnh.

Các loại cảm biến ánh sáng

Cảm biến ánh sáng chia làm hai loại chính:

• Loại có khả năng tạo ra điện năng khi chiếu sáng: Photovoltaics hoặc Photo-emissive

• Loại thay đổi tính chất điện: Photo-resistors hoặc Photo-conductors .

Photoresistor (LDR)

LDR là loại cảm biến ánh sáng phổ biến nhất 

LDR còn gọi là chất phát quang hay điện trở. Đây là một loại linh kiện điện tử chế tạo bằng chất đặc biệt có điện trở thay đổi giảm theo mức ánh sáng chiếu vào. LDR được tạo bởi tế bào cadmium sulfide, một chất bán dẫn có điện trở cao nhạy với ánh sáng khả kiến và ánh sáng gần với hồng ngoại. Các bộ phận phát quang hoạt động tương tự như các điện trở và phụ thuộc vào lượng ánh sáng bên ngoài. Cảm biến ánh sáng này có thể thấy trong ứng dụng trong đèn đường, đèn nhà). Cụ thể:

• Khi cường độ ánh sáng cao thì điện trở sẽ thấp hơn giữa các tế bào cadmium sulfide

• Khi cường độ ánh sáng thấp thì điện trở sẽ cao hơn giữa các tế bào cadmium sulfide

Photodiode

Diode quang hay Photodiode là một loại diode bán dẫn có thể dễ dàng thay đổi ánh sáng thành dòng điện. Diode này sẽ chuyển đổi photon thành điện tích theo hiệu ứng quang điện. Photodiode được làm từ silicon và gecmani, các loại bộ lọc quang học, ống kính tích hợp và diện tích bề mặt.

Hiệu ứng quang điện bên trong chi phối nguyên lý hoạt động của Photodiode. Cụ thể, khi một chùm ánh sáng chiếu vào làm các electron bị nới lỏng và tạo các lỗ trống để dòng điện chạy qua. Cường độ ánh sáng tỉ lệ thuận với cường độ của dòng điện. Photodiode được sử dụng trong các thiết bị điện dân dụng như đầu đĩa compact, dụng cụ y tế, thiết bị điều khiển từ xa, pin mặt trời.

Phototransistor

Cảm biến khuếch đại của Photodiode

Cảm biến ánh sáng Phototransistor là một linh kiện bán dẫn có ba lớp với vùng cực gốc nhạy cảm với ánh sáng. Đây được xem là sự khuếch đại của Photodiode và nó có nhiều hơn điểm hơn so với Photodiode về độ nhạy, thời gian đáp ứng, mức tăng điện,...

Cảm biến ánh sáng được sử dụng để làm gì?

Cảm biến ánh sáng ngày càng đóng vai trò quan trọng trong cuộc sống. Nhờ sự  tiện lợi và dễ sử dụng, cảm biến ánh sáng xuất hiện rộng rãi ở mọi nơi từ đường xá cho đến phòng ngủ của mọi nhà. Sự phát hiện ra cảm biến đã dần nâng cao mức sống của con người. Vậy ứng dụng quan trọng nhất của cảm biến ánh sáng là gì?

Đèn năng lượng mặt trời

Cảm biến ánh sáng giúp đèn tự động bật tắt

Đèn năng lượng mặt trời hay còn gọi là đèn tích hợp pin mặt trời. Thiết bị này sử dụng cảm biến ánh sáng tự động bật sáng khi ánh sáng bên ngoài thay đổi. Ví dụ điển hình là đèn phòng nhà vệ sinh hay cầu thang. Khi trời sáng hoặc có người di chuyển, đèn sẽ tự động tắt. Và ngược lại, khi trời tối, người dùng không cần tự tay bật mà đèn vẫn sáng. Điều này cực kỳ tiện lợi và tiết kiệm điện cho người sử dụng.

Thiết bị điện tử

Ngày nay, các thiết bị điện tử như điện thoại thông minh, laptop,...  đều sử dụng cảm biến ánh sáng để thay đổi độ sáng tối màn hình. Chúng có thể tự động thay đổi độ sáng tối phù hợp với môi trường bên ngoài. Ứng dụng này giúp chống lóa và mang lại cảm giác dễ chịu khi chúng ta sử dụng điện thoại di động, đặc biệt trong tình trạng thiếu ánh sáng.

Xe ô tô

Cảm biến ánh sáng giúp người lái an toàn hơn

Đèn pha tự động ở xe ô tô là một ứng dụng cao cấp của cảm biến ánh sáng. Trong điều kiện thời tiết xấu, ban đêm, ánh sáng bên ngoài yếu, cảm biến sẽ phát tín hiệu cho bộ điều khiển. Sau đó, đèn xe sẽ tự động bật sáng. Ứng dụng này sẽ giúp chiếc xe ô tô của bạn trở nên đẳng cấp đồng thời mang lại cảm giác an toàn hơn.

Ứng dụng trong bảo mật

Cảm biến ánh sáng thường được dùng trong các mạch để vận chuyển hàng hóa bằng container. Chúng có tác dụng kết nối các mạch và báo tín hiệu cho người dùng. Khi container bị mở hoặc đóng, cảm biến sẽ tiếp xúc với ánh sáng. Thiết bị được xem như một chiếc định vị giúp theo dõi hàng hóa và người tiếp xúc với container.  

Bài viết trên giải đáp chi tiết thắc mắc cho câu hỏi: cảm biến ánh sáng là gì? Ngoài ra, độc giả còn biết được các loại cảm biến và ứng dụng của chúng trong cuộc sống hằng ngày.