Tác giả: Lý Ái
Nguồn: Ulink Media
Cảm biến thụ động là gì?
Cảm biến thụ động còn được gọi là cảm biến chuyển đổi năng lượng. Giống như Internet vạn vật, nó không cần nguồn điện bên ngoài, tức là cảm biến không cần sử dụng nguồn điện bên ngoài, nhưng cũng có thể lấy năng lượng thông qua cảm biến bên ngoài.
Chúng ta đều biết rằng cảm biến có thể được chia thành cảm biến chạm, cảm biến hình ảnh, cảm biến nhiệt độ, cảm biến chuyển động, cảm biến vị trí, cảm biến khí, cảm biến ánh sáng và cảm biến áp suất theo các lượng vật lý khác nhau của nhận thức và phát hiện. Đối với cảm biến thụ động, năng lượng ánh sáng, bức xạ điện từ, nhiệt độ, năng lượng chuyển động của con người và nguồn rung động được cảm biến phát hiện là các nguồn năng lượng tiềm năng.
Có thể hiểu rằng cảm biến thụ động có thể được chia thành ba loại sau: cảm biến thụ động sợi quang, cảm biến thụ động sóng âm bề mặt và cảm biến thụ động dựa trên vật liệu năng lượng.
- Cảm biến sợi quang
Cảm biến sợi quang là một loại cảm biến dựa trên một số đặc điểm của sợi quang được phát triển vào giữa những năm 1970. Đây là một thiết bị chuyển đổi trạng thái đo được thành tín hiệu ánh sáng có thể đo được. Nó bao gồm nguồn sáng, cảm biến, bộ dò ánh sáng, mạch xử lý tín hiệu và sợi quang.
Nó có đặc điểm là độ nhạy cao, khả năng chống nhiễu điện từ mạnh, cách điện tốt, thích ứng với môi trường mạnh, đo lường từ xa, tiêu thụ điện năng thấp và ngày càng hoàn thiện trong ứng dụng của Internet vạn vật. Ví dụ, thủy âm sợi quang là một loại cảm biến âm thanh lấy sợi quang làm phần tử nhạy cảm và cảm biến nhiệt độ sợi quang.
- Cảm biến sóng âm bề mặt
Cảm biến sóng âm bề mặt (SAW) là cảm biến sử dụng thiết bị sóng âm bề mặt làm thành phần cảm biến. Thông tin đo được phản ánh bằng sự thay đổi tốc độ hoặc tần số của sóng âm bề mặt trong thiết bị sóng âm SURFACE và được chuyển đổi thành cảm biến đầu ra tín hiệu điện. Đây là cảm biến phức tạp với nhiều loại cảm biến. Chủ yếu bao gồm cảm biến áp suất sóng âm bề mặt, cảm biến nhiệt độ sóng âm bề mặt, cảm biến gen sinh học sóng âm bề mặt, cảm biến khí hóa học sóng âm bề mặt và cảm biến thông minh, v.v.
Bên cạnh cảm biến sợi quang thụ động có độ nhạy cao, có thể đo khoảng cách, đặc điểm tiêu thụ điện năng thấp, cảm biến sóng âm bề mặt thụ động sử dụng tần số Hui để đoán sự thay đổi của vận tốc, do đó, việc kiểm tra sự thay đổi của phép đo bên ngoài có thể rất chính xác, đồng thời đặc điểm của thể tích nhỏ, trọng lượng nhẹ, tiêu thụ điện năng thấp có thể giúp nó có được các đặc tính nhiệt và cơ học tốt, và mở ra một kỷ nguyên mới của cảm biến không dây, nhỏ. Nó được sử dụng rộng rãi trong trạm biến áp, tàu hỏa, hàng không vũ trụ và các lĩnh vực khác.
- Cảm biến thụ động dựa trên vật liệu năng lượng
Cảm biến thụ động dựa trên vật liệu năng lượng, đúng như tên gọi, sử dụng năng lượng phổ biến trong cuộc sống để chuyển đổi năng lượng điện, chẳng hạn như năng lượng ánh sáng, năng lượng nhiệt, năng lượng cơ học, v.v. Cảm biến thụ động dựa trên vật liệu năng lượng có ưu điểm là băng thông rộng, khả năng chống nhiễu mạnh, nhiễu tối thiểu đối với vật thể được đo, độ nhạy cao và được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực đo điện từ như điện áp cao, sét, cường độ trường bức xạ mạnh, vi sóng công suất cao, v.v.
Kết hợp cảm biến thụ động với các công nghệ khác
Trong lĩnh vực Internet vạn vật, các cảm biến thụ động ngày càng được sử dụng rộng rãi và nhiều loại cảm biến thụ động đã được công bố. Ví dụ, các cảm biến kết hợp với NFC, RFID và thậm chí cả wifi, Bluetooth, UWB, 5G và các công nghệ không dây khác đã ra đời. Ở chế độ thụ động, cảm biến lấy năng lượng từ các tín hiệu vô tuyến trong môi trường thông qua ăng-ten và dữ liệu cảm biến được lưu trữ trong bộ nhớ không mất dữ liệu, được giữ lại khi không có nguồn điện.
Và cảm biến ứng suất vải thụ động không dây dựa trên công nghệ RFID, kết hợp công nghệ RFID với vật liệu dệt để tạo thành thiết bị có chức năng cảm biến ứng suất. Cảm biến ứng suất vải RFID áp dụng chế độ giao tiếp và cảm ứng của công nghệ thẻ RFID UHF thụ động, dựa vào năng lượng điện từ để hoạt động, có tiềm năng thu nhỏ và linh hoạt, trở thành lựa chọn tiềm năng của thiết bị đeo được.
Vào cuối
Internet vạn vật thụ động là hướng phát triển tương lai của Internet vạn vật. Là một liên kết của Internet vạn vật thụ động, các yêu cầu đối với cảm biến không còn giới hạn ở mức tiêu thụ điện năng thấp và thu nhỏ nữa. Internet vạn vật thụ động cũng sẽ là một hướng phát triển đáng được vun đắp thêm. Với sự trưởng thành và đổi mới liên tục của công nghệ cảm biến thụ động, ứng dụng của công nghệ cảm biến thụ động sẽ rộng rãi hơn.
Thời gian đăng: 07-03-2022