Cảm biến ánh sáng là gì? Cấu tạo, nguyên lý & ứng dụng
Cảm biến cường độ ánh sáng có mục đích dùng để điều khiển, kiểm soát chất lượng của các thiết bị chiếu sáng. Trên thị trường hiện nay đê đáp ứng nhu cầu sử dụng cảm biến ánh sáng có nhiều model khác nhau. Phù hợp với từng dự án chiếu sáng khác nhau. Dưới đây là TOP 5 module máy đo cường độ ánh sáng chuẩn nhất để đo thiết bị chiếu sáng có sử dụng cảm biến ánh sáng mà khách hàng có thể tham khảo thêm.
1. Cảm biến ánh sáng là gì?
Cảm biến ánh sáng là thiết bị điện tử có khả năng phát hiện và đo lường mức độ ánh sáng trong môi trường. Thiết bị này sẽ chuyển đổi tín hiệu ánh sáng (quang năng) thành tín hiệu điện (điện năng), từ đó điều khiển các thiết bị khác như đèn chiếu sáng, rèm cửa, hoặc hệ thống hiển thị.
Nói cách khác, cảm biến ánh sáng giúp hệ thống “nhận biết” được ánh sáng môi trường xung quanh để tự động phản hồi mà không cần sự can thiệp của con người. Đây là thiết bị phổ biến trong các ứng dụng chiếu sáng thông minh, nhà thông minh và thiết bị điện tử hiện đại.
2. Cấu tạo của cảm biến ánh sáng
Cấu tạo của cảm biến ánh sáng có thể khác nhau tùy theo công nghệ sử dụng (quang trở, photodiode, phototransistor...), nhưng về cơ bản gồm các bộ phận sau:
Bộ phận cảm quang (Sensor Head): thường là một quang trở hoặc diode quang – có chức năng hấp thụ ánh sáng và phản hồi bằng cách thay đổi điện trở hoặc tạo ra dòng điện.
Mạch xử lý tín hiệu (Signal Processing Circuit): phân tích tín hiệu đầu vào và chuyển đổi sang tín hiệu điện đầu ra (analog hoặc digital).
Ngõ ra (Output Terminal): đưa tín hiệu ra hệ thống điều khiển – có thể là điện áp (0–5V), xung hoặc dữ liệu kỹ thuật số (giao tiếp I2C, SPI...).
Vỏ bảo vệ: giúp thiết bị hoạt động ổn định trong các điều kiện môi trường khác nhau.
3. Nguyên lý cảm biến ánh sáng là gì?
Nguyên lý cảm biến ánh sáng dựa trên hiệu ứng quang điện – hiện tượng trong đó ánh sáng khi chiếu vào một chất bán dẫn sẽ gây ra sự thay đổi điện năng. Có hai cơ chế chính:
Hiệu ứng quang điện trong: ánh sáng làm thay đổi điện trở bên trong vật liệu bán dẫn, từ đó thay đổi dòng điện chạy qua mạch.
Hiệu ứng quang điện ngoài: electron bị bật ra khỏi bề mặt vật liệu khi hấp thụ đủ năng lượng ánh sáng, tạo ra dòng điện.
Tùy theo loại cảm biến, khi ánh sáng mạnh thì dòng điện hoặc điện áp đầu ra cũng sẽ thay đổi tương ứng. Tín hiệu này được sử dụng để bật/tắt đèn, điều chỉnh độ sáng, hoặc gửi dữ liệu về bộ điều khiển.
=>> Xem thêm:
4. Vai trò của cảm biến cường độ ánh sáng
Cảm biến cường độ ánh sáng đóng vai trò quan trọng trong các hệ thống tự động và thiết bị điện tử:
Tự động hóa chiếu sáng: Bật đèn khi trời tối, tắt khi có đủ ánh sáng – giúp tiết kiệm điện năng và tăng tiện lợi.
Điều chỉnh hiển thị thiết bị điện tử: Điều chỉnh độ sáng màn hình điện thoại, laptop, tivi... theo ánh sáng môi trường để bảo vệ mắt và tiết kiệm pin.
Giám sát ánh sáng trong nông nghiệp: Đảm bảo cây trồng nhận đủ ánh sáng trong nhà kính hoặc hệ thống nông nghiệp thông minh.
Ứng dụng trong an ninh: Hệ thống chống trộm kích hoạt khi có thay đổi bất thường về ánh sáng (ví dụ cửa mở bất ngờ ban đêm).
Tối ưu năng lượng: Tránh lãng phí điện năng khi chiếu sáng không cần thiết, đặc biệt trong hệ thống chiếu sáng công cộng.
5. Ưu điểm của cảm biến ánh sáng là gì?
Tự động hóa cao
Cảm biến cường độ ánh sáng giúp các thiết bị hoạt động một cách tự động dựa trên điều kiện ánh sáng môi trường, mà không cần con người can thiệp. Điều này rất phù hợp cho các hệ thống nhà thông minh, chiếu sáng công cộng hay tự động hóa công nghiệp.
Tiết kiệm năng lượng
Thiết bị chỉ kích hoạt khi thực sự cần thiết, ví dụ như bật đèn khi trời tối và tắt khi có ánh sáng ban ngày. Nhờ đó, hệ thống giúp tiết kiệm điện năng đáng kể, đặc biệt trong các không gian sử dụng nhiều đèn chiếu sáng.
Dễ tích hợp
Cảm biến ánh sáng có thể kết nối dễ dàng với các bộ điều khiển như Arduino, vi điều khiển, PLC… Việc lập trình điều khiển cũng đơn giản, giúp tiết kiệm thời gian trong quá trình triển khai hệ thống.
Chi phí thấp
Nhiều loại cảm biến như quang trở có giá thành rất rẻ, chỉ vài nghìn đến vài chục nghìn đồng. Điều này cho phép ứng dụng rộng rãi kể cả trong các dự án có ngân sách thấp.
Tuổi thọ cao
Vì không có bộ phận chuyển động cơ khí nên cảm biến ánh sáng ít hỏng hóc và có độ bền cao. Thiết bị có thể hoạt động ổn định trong thời gian dài, ngay cả trong môi trường ngoài trời.
Đa dạng chủng loại
Trên thị trường có nhiều loại cảm biến ánh sáng khác nhau, từ loại đơn giản đến loại tích hợp cao, phục vụ cho cả nhu cầu dân dụng, học thuật và công nghiệp. Điều này giúp người dùng dễ dàng lựa chọn sản phẩm phù hợp với mục đích sử dụng.
6. Ứng dụng của cảm biến ánh sáng
Chiếu sáng dân dụng và công cộng
Cảm biến cường độ ánh sáng được dùng để tự động bật đèn khi trời tối và tắt khi trời sáng. Ứng dụng này phổ biến ở đèn đường, sân vườn, đèn hành lang hay cầu thang trong gia đình và khu đô thị.
Điện tử tiêu dùng
Trong điện thoại, laptop và các thiết bị thông minh, cảm biến ánh sáng giúp tự điều chỉnh độ sáng màn hình dựa trên ánh sáng môi trường. Điều này góp phần bảo vệ mắt và tiết kiệm pin.
Nhà thông minh (Smart Home)
Cảm biến giúp tự động điều khiển đèn chiếu sáng, rèm cửa, cửa sổ... theo cường độ ánh sáng tự nhiên. Hệ thống này mang lại sự tiện lợi và tiết kiệm năng lượng cho gia đình.
Nông nghiệp thông minh
Trong nhà kính hoặc các hệ thống canh tác hiện đại, cảm biến ánh sáng được dùng để giám sát và điều khiển lượng ánh sáng cho cây trồng. Nhờ đó, cây phát triển ổn định và năng suất được tối ưu.
An ninh và cảnh báo
Một số hệ thống chống trộm sử dụng cảm biến ánh sáng để phát hiện những thay đổi đột ngột về ánh sáng – chẳng hạn cửa mở bất thường vào ban đêm. Thiết bị sẽ kích hoạt còi báo động hoặc gửi cảnh báo ngay lập tức.
Ô tô và giao thông
Cảm biến ánh sáng được tích hợp vào hệ thống đèn pha ô tô để tự động bật khi xe đi vào hầm tối hoặc trời chuyển tối. Giúp tăng an toàn khi lưu thông mà không cần thao tác thủ công.
7. Máy cảm biến cường độ ánh sáng thông dụng
TOP 1: Cảm biến cường độ ánh sáng BH1750
Thông số kỹ thuật
| Module đo cường độ ánh sáng | BH1750 |
| Nguồn | 3~5VDC |
| Điện áp giao tiếp | 3~5VDC |
| Chuẩn giao tiếp | I2C |
| Khoảng đo | 1 -> 65535 lux |
| Kích thước | 21*16*3.3mm |
| Tình trạng | Sẵn kho |
Ứng dụng
- Module đo cường độ ánh sáng BH1750 sử dụng để đo cường độ ánh sáng theo đơn vị lux, cảm biến có ADC nội và bộ tiền xử lý nên giá trị được trả ra là giá trị trực tiếp cường độ ánh sáng lux mà không phải qua bất kỳ xử lý hay tính toán nào thông qua giao tiếp I2C.
- Sư dụng cho hệ thống đèn led đường phố , đèn LED cầu thang , đèn ban công, đèn LED âm đất, đèn LED sân vườn ….
Giá bán
- Giá đề xuất: 35.000 – 50.000 (vnđ)
- Giá khuyến mãi: 30.000 – 35.000 (vnđ)
- Giá mang tính chất tham khảo. Giá trên thực tế sẽ có sự chênh lệch.
TOP 2: Cảm biến cường độ ánh sáng Arduino
Thông số kỹ thuật
| Điện áp sử dụng | 3.3~5VDC |
| Điện áp giao tiếp | TTL 3.3~5VDC |
| Tiêu thụ | ICC = 0.65µA |
| Chuẩn giao tiếp | I2C |
| Cường độ ánh sáng đo được | 0.045~188,000 Lux (22 bit) |
| Kích thước module | 60 x 80mm |
Ứng dụng
- Sản phẩm cho phép người sử dụng có thể dễ dàng lập trình màu sắc ánh sáng của đèn. Có thể chuyển động từ nash sáng đỏ, xanh lá, xanh dương thông qua giao tiếp I2C.
- Thích hợp sử dụng trong các ứng dụng nông nghiệp, nhà ở thông minh, đo cường độ ánh sáng…
Giá bán
- Giá đề xuất: Đang cập nhập
- Giá khuyến mãi: Đang cập nhập
TOP 3: Cảm biến cường độ ánh sáng quang trở
Bảng thông số kỹ thuật
| Điện áp hoạt động | 3.3 – 5 V |
| Kích thước | 32 x 14mm |
Ứng dụng
- Cảm biến ánh sáng quang trở sử dụng để điều khiển hệ thống ánh sáng, điều khiển chiếu sáng tự động, sử dụng trong cảnh báo chống trộm, đo nhịp tim, truyền tải dữ liệu…
Báo giá
- Giá đề xuất: 10.000 – 30.000 (vnđ)
- Giá khuyến mãi: 10.000 – 20.000 (vnđ)
- Giá mang tính chất tham khảo. Giá trên thực tế sẽ có sự chênh lệch.
TOP 4: Mạch cảm biến ánh sáng 5V
| Điện áp đầu vào | 3.3V – 5VDC |
| Đầu ra logic chuyển đổi | 0 – 1 |
| Chân kết nối | 3 chân / 4 chân (tự chọn) |
| Kích thước | 32x14x5mm |
| Cân nặng | 2g |
Ứng dụng
- Kết nối 3 chân với 2 chân cấp nguồn (VCC và GND) và chân tín hiệu ngõ ra (DO). Hỗ trợ cả 2 dạng tín hiệu ra Analog và TTL. Ngõ ra Analog 0 – 5V tỷ lệ thuận với cường độ ánh sáng, ngõ TTL tích cực mức thấp.
Báo giá
- Giá đề xuất: 12.000 – 15.000 (vnđ)
- Giá khuyến mãi: 7.500 – 8.000 (vnđ)
- Giá mang tính chất tham khảo. Giá trên thực tế sẽ có sự chênh lệch.
TOP 5: Cảm biến cường độ ánh sáng TSL2561
Đặc điểm kỹ thuật
| IC chính | TSL2561 |
| Nguồn | 3.3~5VDC |
| Dòng điện tiêu thụ | 0.6mA |
| Giao tiếp | I2C mức TTL 3.3~5VDC |
| Khoảng đo | 1 ~ 40.000 Lux |
| Kích cỡ: | 20 x 14mm |
Ứng dụng
- Sản phẩm được sử dụng để đo cường độ ánh sáng thường, hồng ngoại theo đơn vị lux với độ ổn định và độ chính xác cao, cảm biến có ADC nội và bộ tiền xử lý nên giá trị được trả ra là giá trị trực tiếp cường độ ánh sáng lux mà không phải qua bất kỳ xử lý hay tính toán nào thông qua giao tiếp I2C .
Giá bán
- Giá đề xuất: 100.000 – 110.000 (vnđ)
- Giá khuyến mãi: 90.000 – 100.000 (vnđ)
- Giá mang tính chất tham khảo. Giá trên thực tế sẽ có sự chênh lệch.
Trên đây là thông tin chính về TOP 5 máy đo cảm biến cường độ ánh sáng đặc biệt có kèm theo giá bán. Khách hàng có nhu cầu đặt hàng có thể để lại thông tin bên dưới bài viết hoặc truy cập địa: https://haledco.com/lien-he
