Was sind PIR-Sensoren?

PIR-Sensoren (Passive Infrared Radiation) nehmen Bewegungen wahr, indem sie die von einem sich bewegenden menschlichen Körper erzeugte Wärme erfassen. Passiv bedeutet, dass das Gerät einfach auf die empfangene Strahlung reagiert, anstatt aktiv ein Signal zu senden oder einen Bereich abzutasten. Durch die Verfeinerung des eingehenden Wärmesignals sind PIR-Sensoren sehr anspruchsvolle Geräte mit vielen Verwendungsmöglichkeiten.

Empfindliche pyroelektrische Materialien wie Galliumnitrid erzeugen eine geringe elektrische Ladung, wenn sie Infrarotstrahlung ausgesetzt werden. Diese Materialien ähneln photoelektrischen Materialien, die in Solarzellen verwendet werden, reagieren jedoch eher auf Wärme als auf Licht. Andere verwendete Materialien sind Cäsiumnitrat und Lithiumtantalit.

Es wird kein Strom verbraucht und von PIR-Sensoren wird keine Strahlung abgegeben, sodass sie im Wesentlichen nur erkannt werden können, wenn sie gesehen werden. Sie müssen jedoch an eine elektrische Anlage angeschlossen sein, um das Signal zu senden, sobald es aktiviert ist. Das elektrische System kann batteriebetrieben und immer noch nicht nachweisbar sein. Durch dieses geräuschlose Verhalten eignen sich PIR-Sensoren ideal für viele Anwendungen, z. B. zum Schutz von Wertsachen oder zur Einschränkung des Zugangs zu gefährlichen Bereichen.

Zu Beginn der Entwicklung kann zufällige Wärmestrahlung wie Sonnenlicht oder eine stationäre Wärmequelle zu falschen positiven Reaktionen führen. Durch Hinzufügen von Filtern vor dem Gerät werden diese fehlerhaften Signale normalerweise gestoppt. Infrarotfilter unterbinden Wärmestrahlung, die nicht im gleichen Wellenlängenbereich liegt wie die vom menschlichen Körper abgegebene.

Eine Fresnellinse, die aus einer Reihe konzentrischer Rillen auf einer transparenten Oberfläche besteht, ermöglicht ein breiteres Erfassungsfeld und unterteilt die einfallende Strahlung in Zonen. Durch Aktivieren einer größeren Fläche des pyroelektrischen Materials erhöht die Fresnellinse die Empfindlichkeit von PIR-Sensoren. Die Erfassung von Wärmeänderungen von einer Zone zur nächsten stellt sicher, dass sich die Wärmequelle bewegt. Das von den PIR-Sensoren erzeugte Signal wird an einen Komparator gesendet, der nach festgelegten Mustern sucht, die ignoriert werden sollen.

Allgemeine Anwendungen für PIR-Sensoren umfassen die Steuerung von Raumlichtern und Türöffnern. Sie sind ideal zum Erkennen von Personen, die einen sicheren Bereich betreten, und wurden mit signalaktivierten Kameras kombiniert, um Bilder des Eindringlings aufzunehmen. Mit den fortschrittlichen PIR-Sensoren kann der Benutzer so unterschiedliche Geräte wie Verkaufsautomaten, begehbare Displays und Rolltreppen steuern. Ihr offensichtlicher Einsatz in der Sicherheit hat sich auf die Energie- und Werbemärkte ausgeweitet. In Kombination mit anderen Sensoren und Kamerasystemen können PIR-Sensoren in Verkehrssteuerungssystemen verwendet werden, die den Verkehrsfluss, gefährliche Bedingungen und Verstöße gegen das Verkehrsrecht überwachen.

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