Cảm biến độ ẩm là gì? Nguyên lý & phân loại & ứng dụng “THỰC TẾ” trong đời sống

Bạn có bao giờ tự hỏi: “Cảm biến độ ẩm là gì? Nó được ứng dụng và hoạt động như thế nào trong các thiết bị nhà thông minh?” Vậy, cùng theo dõi bài viết dưới đây để tìm kiếm câu trả lời nhé!

1. Cảm biến độ ẩm là gì?

Cảm biến nhiệt độ và độ ẩm là một loại thiết bị điện tử thông minh dùng để đo nhiệt độ/độ ẩm lưu thông trong không khí. Các thiết bị cảm biến nhiệt độ và độ ẩm hiện nay có mức độ nhạy cảm rất cao và chúng có thể đo được độ ẩm tương đối hoặc tuyệt đối nếu có bộ phận cảm biến tốt.

2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của cảm biến độ ẩm

Nếu được sử dụng để đo độ ẩm không khí, vậy chúng có những nguyên lý hoạt động và cấu tạo như thế nào để đưa ra được kết quả chính xác?

1 – Cấu tạo

Cấu tạo của cảm biến độ ẩm gồm 2 bộ phận chính:

• Tụ điện: dùng để đo sự chênh lệch về độ ẩm giữa hai lớp điện cực.
• 02 lớp điện cực (thường có 01 lớp điện môi nằm ở giữa): dùng để hấp thụ độ ẩm từ không khí.

2 – Nguyên lý hoạt động

Cảm biến đo độ ẩm hoạt động dựa trên nguyên lý hấp thụ hơi nước, làm biến đổi tính chất của từng chi tiết, bộ phận của thiết bị cảm biến. Sự thay đổi ấy làm cho điện trở thay đổi và từ đó làm dòng điện biến thiên.

Nhờ sự thay đổi ấy, thiết bị cảm biến độ ẩm sẽ xác định được chính xác được độ ẩm và trả kết quả về theo phần trăm.

3. 3 loại cảm biến độ ẩm môi trường phổ biến hiện nay

Hiện nay, trên thị trường đang có 3 loại cảm biến nhiệt độ và độ ẩm rất phổ biến, đó là: Cảm biến độ ẩm điện dung, cảm biến độ ẩm dẫn nhiệt, cảm biến độ ẩm điện trở.

	Cảm biến độ ẩm điện dung	Cảm biến độ ẩm dẫn nhiệt	Cảm biến độ ẩm điện trở
Khái niệm	Cảm biến độ ẩm điện dung (Capacitive humidity sensor) có chức năng đo độ ẩm không khí thông qua lớp màng điện dung. Chúng có cơ chế hút độ ẩm từ môi trường xung quanh, từ đó, đưa ra các phân tích và xác định được độ ẩm không khí một cách chính xác tương đối.	Cảm biến độ ẩm dẫn nhiệt (Thermal humidity sensor) được dùng để đo độ ẩm của không khí bằng cách đo mức độ dẫn nhiệt của môi trường không khí và môi trường không khí khô	Cảm biến độ ẩm điện trở (Resistive humidity sensor) là một loại cảm biến độ ẩm dùng để đo giá trị tương đối của độ ẩm của môi trường xung quanh thông qua sự thay đổi của điện trở suất giữa hai bản điện cực.
Nguyên lý hoạt động	Cảm biến độ ẩm điện dung hoạt động dựa trên nguyên lý sự hấp thụ độ ẩm từ môi trường xung quanh qua hai lớp điện cực và khi luồng không khí/độ ẩm đó đi qua lớp vật liệu điện môi nằm giữa hai lớp điện cực, chúng sẽ bị biến đổi.	Cảm biến độ ẩm dẫn nhiệt hoạt động trên cơ chế so sánh sự chênh lệch kết quả độ ẩm thu được từ hai môi trường ẩm và khô, thông qua việc tấm nhiệt điện trở tiếp xúc với không khí bên ngoài.	Cảm biến độ ẩm điện trở sử dụng kết quả đo được từ sự đo lường liên tục chênh lệch giữa điện trở suất ở hai nhiệt điện trở để đưa ra số liệu độ ẩm môi trường xung quanh. Khi độ ẩm môi trường thay đổi, điện trở của các điện cực cũng thay đổi theo.
Ưu nhược điểm	Ưu điểm: Cung cấp kết quả ổn định trong thời gian sử dụng lâu dài 24/7 trong khoảng hơn 3 năm Có thể phát hiện trong một phạm vi rộng từ 5-9m Có kết quả đo độ ẩm tương đối có độ chính xác cao nhờ việc trả kết quả điện áp đầu ra gần như tuyến tính Nhược điểm: Cảm biến độ ẩm điện dung cũng có những hạn chế là thời gian trả kết quả chậm do khoảng cách từ cảm biến và mạch báo hiệu rất hạn chế.	Ưu điểm: Thích hợp cho môi trường nhiệt độ cao và các tình huống ăn mòn cao như trong các máy móc công nghiệp, cơ khí Rất bền, hoạt động tốt trong hơn 3 năm Độ phân giải cao hơn so với các loại cảm biến độ ẩm điện trở và cảm biến độ ẩm điện dung. Nhược điểm: cảm biến độ ẩm dẫn nhiệt vẫn còn một mặt hạn chế là có thể đưa ra phép đo sai, nếu tiếp xúc với loại khí nào có đặc tính nhiệt khác với Nitơ.	Ưu điểm:  Giá thành phải chăng (chỉ khoảng 20.000 – 60.000 VNĐ) Kích thước nhỏ gọn Khoảng cách giữa cảm biến và mạch tín hiệu có thể lớn nên rất thích hợp cho các hoạt động từ xa Các sản phẩm cảm biến độ ẩm điện trở có thể hoán đổi cho nhau cao vì không có độ hiệu chuẩn cao, từ đó dễ dàng thay thế khi bị hỏng hóc. Nhược điểm: Rất nhạy cảm với hơi hóa học và các chất gây ô nhiễm khác Kết quả số đọc đầu ra có thể thay đổi nếu được sử dụng với các sản phẩm hòa tan trong nước
Ứng dụng	Cảm biến độ ẩm điện dung được ứng dụng trong đa dạng các ngành nghề từ các ngành công nghiệp, dự báo thời tiết, cho tới các ngành gia dụng nhà ở như: Trong các hệ thống HVAC (hệ thống điều hòa không khí) Ứng dụng để đo độ ẩm của đất Ứng dụng để đo độ cảm biến của đất đầu dò Ứng dụng dùng để dự báo thời tiết Ứng dụng vào các thiết bị gia dụng như: tủ lạnh, lò nướng và máy sấy,…	Cảm biến độ ẩm dẫn nhiệt được ứng dụng phổ biến trong lĩnh vực từ công nghiệp cho tới các sản phẩm giai dụng trong cuộc sống như: Được ứng dụng trong các lò sấy, máy sấy quần áo,… Được ứng dụng trong ngành chế biến thực phẩm, dược phẩm: đo độ ẩm của các nguyên liệu, thành phần món ăn. Từ đó, điều chỉnh độ ẩm phù hợp, giúp các sản phẩm không bị ẩm mốc, đảm bảo vệ sinh.	Ứng dụng công nghiệp, lĩnh vực gia dụng và thương mại. Được ứng dụng làm cảm biến độ ẩm đất Relay Cảm biến độ ẩm điện trở có thể được ứng dụng để phân tích độ ẩm của đất hỗ trợ người nông kiểm soát và giúp cây cối, thực vật phát triển trong môi trường tốt nhất. Được ứng dụng trong các sản phẩm gia dụng như máy sấy, các thiết bị điều hòa không khí,… nhờ tính năng kiểm tra độ ẩm có độ chính xác cao để thay đổi nhiệt độ, độ ẩm phù hợp.

Như vậy, thông qua những đặc điểm, ứng dụng của 3 loại cảm biến độ ẩm trên, ta dễ dàng thấy được rằng, có loại cảm biến được ưa chuộng nhiều nhiều nhất là cảm biến độ ẩm điện dung và cảm biến độ ẩm điện trở. Trong đó:

• Cảm biến độ ẩm điện dung: thường được ứng dụng trong các ngành công nghiệp, hệ thống nhúng lớn hơn (hệ thống giám sát không khí), các ngành công nghiệp nặng,…
• Cảm biến độ ẩm điện trở: thường được ứng dụng trong các sản phẩm đo độ ẩm thông minh có kích thước nhỏ gọn hoặc được tích hợp với các thiết bị nhà thông minh nhằm đem tới cho cuộc sống của con người nhiều tiện nghi nhất.

Xem thêm:

• TOP 10 cảm biến chống trộm cửa BÁN CHẠY NHẤT tháng 10/2023
• 10 + ổ cắm điều khiển hẹn giờ Wifi 2023
• Đánh giá 8 ổ cắm Wifi điều khiển từ xa Rẻ, Chất lượng

4. Hướng dẫn chọn mua cảm biến độ ẩm phù hợp

Dưới đây 5 tiêu chí lựa chọn cảm biến độ ẩm môi trường mà bạn nên cân nhắc để có thể mua được sản phẩm phù hợp, chất lượng nhất!

4.1. Dựa vào nguồn điện sử dụng

Nguồn điện mà bạn dùng để cung cấp cho thiết bị đo cảm biến độ ẩm môi trường cần phải tương thích với nguồn điện của cảm biến độ ẩm. Nếu sử dụng những nguồn điện quá cao, chúng có thể xảy ra tình trạng cháy nổ hoặc không hoạt động được.

4.2. Độ chính xác của cảm biến

Tùy thuộc vào những yêu cầu của kết quả đo độ ẩm của từng môi trường mà bạn có thể đưa ra lựa chọn mua loại cảm biến độ ẩm tương đối hoặc tuyệt đối. Tuy nhiên, hiện nay các ứng dụng về các thiết bị gia dụng, công nghiệp trong cuộc sống hằng ngày, cảm biến độ ẩm môi trường tương đối là phép đo được sử dụng phổ biến nhất.

4.3. Tính chất của cảm biến độ ẩm

Các tính chất của cảm biến độ ẩm môi trường bạn cần chú ý:

• Tính thay thế lắp dẫn: Việc bị hỏng hóc trong quá trình sử dụng là khó tránh khỏi. Vậy nên, bạn cần lựa chọn loại cảm biến độ ẩm có có sẵn nhiều mẫu thay thế trên thị trường.
• Tính lặp lại: Do nhiệt độ môi trường luôn thay đổi nên các thiết bị cảm biến độ ẩm cần có tính năng đo lặp lại nhiều lần liên tiếp để đưa ra số liệu có sai số là thấp nhất.
• Tính ổn định: Bạn cần lựa chọn mua các loại cảm biến độ ẩm có độ bền cao, có khả năng chống chịu tốt, ít xảy ra hỏng hóc và thời gian bảo hành lớn.
• Khả năng phục hồi sau ngưng tụ hơi nước: Do tính chất hoạt động phải thường xuyên tiếp xúc và hấp thụ độ ẩm. Nên, bạn cần lựa chọn loại cảm biến có khả năng tự phục hồi tốt sau khi ngưng tự hơi nước.

4.4. Giá thành phù hợp

Giá thành của thiết bị cảm biến độ ẩm môi trường hiện nay khá phải chăng, chỉ khoảng từ 15.000 – 150.000 VNĐ cho một sản phẩm và nếu tích hợp thành các thiết bị đo độ ẩm thông minh trong nhà, chúng có mức giá khoảng 200.000 – 350.000 VNĐ.

Bên cạnh đó, các chi phí bảo hành, chi phí sửa chữa cũng rất đáng để bạn lưu tâm và tùy thuộc vào mỗi cửa hàng các chi phí bảo hành, sửa chữa có thể khác nhau tương đối.

4.5. Khả năng kết nối với các thiết bị khác

Một tiêu chí khác cũng rất đáng lưu tâm là khả năng kết nối của cảm biến độ ẩm với những thiết bị khác như: điều hòa, máy sưởi, máy phun sương, quạt hơi nước…. nhằm mang đến những ngữ cảnh tự động, giúp điều chỉnh độ ẩm của không gian về điều kiện lý tưởng.

Ngoài ra, bạn cũng cần cân nhắc về hệ sinh thái của loại cảm biến này. Bạn nên ưu tiên mua sản phẩm có cùng hệ sinh thái với các thiết bị Smarthome khác trong gia đình như cảm biến mở cửa hay cảm biến rung… Một vài hệ sinh thái phổ biến hiện nay gồm Google Home, Apple HomeKit, Xiaomi Home Kit…

Có thể bạn cũng quan tâm: Ứng dụng cảm biến rung

5. Cách lắp đặt cảm biến độ ẩm môi trường đơn giản tại nhà

Lắp đặt cảm biến độ ẩm tại nhà rất đơn giản chỉ với 5 bước dưới đây.

Bước 1: Ngắt nguồn điện

Bạn cần dập cầu giao, ngắt tất cả các nguồn điện có trong nhà bạn, nhằm tránh gây ra tình trạng bị giật điện. Sau đó, tiến hành tháo công tắc quạt trong nhà bạn và kiểm tra kỹ các dây nối ở mặt sau của cảm biến độ ẩm.

Bước 2: Tách lớp cách điện ra khỏi dây

Tiến hành bóc các lớp vỏ cách điện ra khỏi dây (khoảng 2-3cm) và dùng tay hoặc kìm xoắn nó cứng lại.

Bước 3: Nối nguồn điện

Sau đó, cắm dây điện vào từng lỗ tương ứng và siết chặt ốc vít trên thiết bị cảm biến độ ẩm môi trường nhằm cố định dây dẫn.

*Lưu ý: Các dây điện được đấu nối như sau:

• Màu đen kết nối với nguồn điện

• Bạc kết nối với dây trung tính

• Màu tím nối với phụ tải mang điện đến quạt

• Màu xanh lá cây kết nối với dây nối đất bằng đồng trần

Bước 4: Cố định cảm biến độ ẩm

Bạn cần tiếp tục xoay chiều cảm biến độ ẩm đúng hướng và sử dụng tua vít cố định thí bị cảm biến lại.

Bước 5: Kiểm tra hoạt động cảm biến độ ẩm

• Sau khi lắp đặt xong thiết bị cảm biến độ ẩm, bạn cần kiểm tra các thông số sau:
• Quay số 1 (Kiểm soát thời gian)
• Quay số 2 (Kiểm soát độ nhạy độ ẩm)
• Quay số 3 (Kiểm soát cả độ ẩm và chu kỳ không khí)

6. 2 lưu ý khi sử dụng cảm biến độ ẩm

Để có thể sử dụng thiết bị cảm biến độ ẩm môi trường một cách tối ưu, có được kết quả đo chính xác và nhanh nhất, bạn cần lưu ý một số các nguyên tắc sau.

Kiểm tra hoạt động thường xuyên: Bạn cần thường xuyên kiểm tra hoạt động của các thiết bị cảm biến độ ẩm khoảng 1 tháng 1 lần bằng cách thay pin có chất lượng cao, cũng như reset lại máy bằng nút bấm trên thiết bị.

Vệ sinh cảm biến độ ẩm: Bạn cũng nên vệ sinh thiết bị cảm biến độ ẩm bằng cách lau khô vỏ ngoài bằng giẻ mềm và hộp đựng pin ở bên trong khoảng 1 tháng 1 lần.

*Lưu ý: Cần tránh sử dụng giẻ ướt gây ra tình trạng ẩm mốc, dính nước và ảnh hưởng các linh kiện điện tử bên trong.

Trên đây là bài viết về Cảm biến độ ẩm là gì? Nguyên lý hoạt động và Ứng dụng cơ bản. Hy vọng, qua bài phân tích mang tính khách quan trên, bạn sẽ thu thập được cho mình nhiều thông tin hữu ích.

Và nếu bạn đang muốn nâng cấp không gian sống của mình bằng các thiết bị cảm biến độ ẩm thông minh. Ngoài ra, AKIA cũng cung cấp các loại công tắc điện thông minh chính hãng uy tín tốt nhất hiện nay, ĐỪNG CHẦN CHỪ mà GỌI NGAY theo hotline 0342614161 của AKIA để được tư vấn đặt hàng miễn phí nhé!

> Xem thêm: Top 7 công tắc hẹn giờ thông minh tốt nhất hiện nay