Ngày nay, cảm biến ánh sáng được ứng dụng phổ biến trên các thiết bị thông minh. Cảm biến ánh sáng giúp các thiết bị phát hiện được sự khác biệt về cường độ hoặc màu sắc ánh sáng của môi trường xung quanh, từ đó mang lại nhiều công dụng hữu ích.
Cảm biến ánh sáng là gì?
Cảm biến ánh sáng là một thiết bị quang điện có tác dụng chuyển đổi năng lượng ánh sáng (photon) thành tín hiệu điện. Hiện nay cảm biến ánh sáng thường được chia thành:
- Cảm biến ánh sáng xung quanh
- Cảm biến ánh sáng hồng ngoại
- Cảm biến ánh sáng mặt trời
- Cảm biến ánh sáng cực tím
Nguyên lý hoạt động của cảm biến ánh sáng
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 có thể được chia thành:
- 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.
Cảm biến ánh sáng trên smartphone
Cảm biến ánh sáng hoạt động trên smartphone là cảm biến ánh sáng xung quanh. Cảm biến ánh sáng xung quanh thường gồm máy chiếu ánh sáng và bộ thu ánh sáng.
Bên cạnh đó, camera trước của smartphone thường có một chấm trắng. Chấm trắng này có công dụng của một thấu kính tập trung ánh sáng xung quanh, sau đó thông qua máy chiếu để truyền đến bộ thu.
Dựa vào nguyên lý của hiệu ứng quang điện, các tín hiệu ánh sáng khác nhau qua bộ thu ánh sáng sẽ chuyển đổi thành các tín hiệu điện tương ứng. Các tín hiệu này sẽ được xử lý tiếp để tạo ra các sự điều khiển, hoạt động bên trong smartphone.
Bên cạnh đó, trên các chip cảm biến ánh sáng sẽ được trang bị một tấm phim có chức năng chặn, loại bỏ sự can thiệp tia hồng ngoại của ánh sáng hồng ngoại, giúp smartphone có thể cảm biến được cường độ của ánh sáng xung quanh một cách chính xác.
Đặc biệt, cảm biến ánh sáng còn có thể giảm độ sáng màn hình smartphone một cách tự động để kéo dài thời gian sử dụng khi lượng điện năng do màn hình tiêu thụ quá lớn.
Ứng dụng của cảm biến ánh sáng với các thiết bị thông minh
Hiện nay trên nhiều thiết bị thông minh, cảm biến ánh sáng được ứng dụng vào với vai trò:
- Kiểm soát mức độ chiếu sáng của hệ thống đèn thông minh trong gia đình.
- Điều chỉnh đèn nền của các thiết bị điện tử như tivi, màn hình máy tính, máy tính bảng, đèn nền LCD, máy ảnh kỹ thuật số,…
- Kiểm soát tiết kiệm năng lượng của các thiết bị chiếu sáng cảm ứng, đồ chơi hoặc các màn hình quảng cáo ngoài trời,…