- Veröffentlicht am 10. März 2023
- Zuletzt bearbeitet am 29. Aug. 2023
- 5 min
So funktionieren PIR-Sensoren
Passiv-Infrarot-(PIR)-Sensoren kommen für eine Vielzahl von Anwendungen und Sicherheitszwecken zum Einsatz. Hier erfahren Sie mehr über diese Komponenten und darüber, welche Vorteile sie für Ihr Unternehmen bringen können.
Was ist ein PIR-Sensor?
Sogenannte Bewegungsmelder sind so aufgebaut, dass sie Infrarotlicht erfassen, das von sich bewegenden Objekten in der Nähe des Sensors ausgestrahlt wird. Alle warmen Körper, also auch Menschen, senden eine geringe Menge an Infrarotstrahlung aus – je heißer ein Gegenstand ist, desto mehr Strahlung gibt er ab. PIR-Sensoren erfassen diese IR-Strahlung und wandeln sie in elektrische Signale um. So können sie zur Überwachung von Orten für die Bewegungserkennung verwendet werden.
Typische Einsatzgebiete von PIR-Sensoren sind Sicherheitssysteme und automatische Beleuchtung. Durch ihr relativ einfaches Funktionsprinzip sind sie kostengünstig; gleichzeitig bieten sie eine Vielzahl von Vorteilen. Neben der Bezeichnung PIR werden diese Geräte manchmal auch als Passiv-Infrarot-Detektoren (PID) bezeichnet.
Neben der Bezeichnung PIR werden diese Geräte manchmal auch als Passiv-Infrarot-Detektoren (PID) bezeichnet.
Verwendungszwecke und Anwendungen
PIR-Bewegungsmelder werden häufig in Sicherheitssystemen und Anwendungen zur automatischen Beleuchtung eingesetzt, sowohl im Innen- wie auch Außenbereich. Achten Sie bei insbesondere Anwendungen in Außenbereichen auf eine geeignete IP-Zertifizierung des Gehäuses, damit das Innenleben ausreichend vor Staub und Feuchte geschützt ist.
Beliebte Verwendungen sind:
- Automatische Sicherheitsbeleuchtung
- Einbruchmeldeanlagen
- Netzwerke mit bewegungsgesteuerten Sicherheitskameras
- Sicherheit im Wohnbereich
- Sicherheitssysteme für Industriestandorte
- Abschalten von potenziell gefährlichen Maschinen, wenn eine Bewegung in der Nähe erkannt wird
Da eine Aktivierung oft nur dann gewünscht ist, wenn Menschen in den Wirkungsbereich treten, reagieren die Sensoren nur auf Objekte einer bestimmten Größe oder Höhe. Dies verhindert beispielsweise durch (Haus)Tiere ausgelöste Fehlalarme, was besonders in Privathaushalten äußerst nützlich sein kann.
Außerdem können PIR-Melder als eigenständige Komponenten verwendet oder in größere Netzwerke und Sicherheitssysteme integriert werden.
Wie funktionieren PIR-Bewegungsmelder?
Der Aufbau ist im Grunde einfach: Zwei Streifen aus einem pyroelektrischen Material, die parallel zueinander angeordnet sind, bilden pyroelektrischen Sensor. Dieser erfasst die Wärmeenergie in der Umgebung. Ein Infrarotfilter dient dazu, alle anderen Lichtwellenlängen auszublenden.
Eine Fresnel-Linse konzentriert die Infrarotenergie auf den Sensor und vergrößert den Erfassungsbereich. Die Linse sorgt dafür, dass die Lichtstrahlen aus verschiedenen Winkeln gesammelt und auf einen einzigen Punkt gebündelt werden. Wenn eine Änderung der Signaldifferenz zwischen den beiden pyroelektrischen Elementen festgestellt wird, schaltet sich der PIR-Sensor ein und sendet ein elektronisches Signal an einen integrierten Halbleiter. Je nach Konfiguration wird die entsprechende Funktion aktiviert, wie z. B. das Auslösen eines Alarms oder das Einschalten einer Sicherheitsleuchte. Da es bei PIR-Bewegungsmelder nicht auf den genauen Standort eines Objekts ankommt, sondern lediglich auf das Erkennen dessen innerhalb des Erfassungsbereiches, arbeiten diese Geräte auch ohne komplexe Komponenten sehr zuverlässig.
Aufbau und Aussehen
Der eigentliche Bewegungssensor ist in der Regel in einem luftdichten Metallgehäuse untergebracht, das Schutz gegen Umwelteinflüsse wie Feuchtigkeit und extreme Temperaturen bietet. Je nach Gerät kann dieses Gehäuse IP-zertifiziert sein. Ein Fenster aus Infrarot-durchlässigem Material sorgt dafür, dass die Erkennung ohne Behinderung erfolgen kann, während das Sensorelement geschützt bleibt.
Reichweite von PIR-Sensoren
Die Reichweite bzw. der Sensorradius ist je nach Modell und Marke unterschiedlich. Daher ist dies, neben IP-Zertifizierung, einer der wesentlichen Faktoren, den die meisten beim Kauf berücksichtigen.
PIR-Melder können Bewegungen von nur 30 mm bis zu einer Reichweite von 240 Metern erfassen. Viele Geräte sind auf einen Erfassungsbereich von 15 Metern oder weniger ausgelegt, was für die meisten Anwendungen ausreicht. Zu den gängigsten Optionen für PIR-Sensoren gehören:
Was ist der Unterschied zwischen aktiven und passiven Infrarotsensoren?
Es gibt zwei Arten von Infrarotsensoren: aktive und passive. Wie oben erläutert, erkennen passive IR-Sensoren lediglich Infrarotstrahlung und werden als Bewegungsmelder in einer Reihe von Sicherheitsanwendungen eingesetzt.
Aktive Infrarotsensoren hingegen sind etwas komplexere Geräte. Der Hauptunterschied besteht darin, dass passive Sensoren nur die Strahlung erfassen, die Objekte selber abgeben, während aktive Sensoren sie selber aussenden. Ein aktiver Infrarotsensor besteht daher aus zwei Teilen: einem Empfänger und einer Leuchtdiode (LED). Wenn sich ein Objekt innerhalb des Sensorbereichs bewegt, reflektiert es das Infrarotlicht der LED zurück. Dies wird dann vom Empfänger erkannt.
Aktive Infrarotsensoren werden häufig in der Robotik und in Systemen zur Hinderniserkennung. Dort dienen sie auch in Form von Lichtschranken, -gittern und -vorhängen zur Absicherung des Arbeitsbereichs. Mehr darüber lesen Sie in unserem Ratgeber zu dem Thema.
Installation eines PIR-Sensors
Infrarot-Bewegungsmelder sind in der Regel einfach zu installieren. Vor der Installation ist es jedoch wichtig, dass Sie sich mit der Reichweite des jeweiligen Sensors vertraut machen. So können Sie ein effektives Erfassungssystem planen und sicherstellen, dass der gesamte zu überwachende Bereich erfasst wird.
Übliche Installationsoptionen sind die Decken- oder Wandmontage, da diese in der Regel eine klare, ungehinderte Sicht auf den Erfassungsbereich bieten. Sie können auch neben Wandleuchten installiert werden, z. B. in automatischen Beleuchtungsanwendungen.
Die meisten Hersteller liefern das notwendige Befestigungsmaterial für die Montage einer verstellbaren Sensorhalterung.
Diese Tipps sollen Ihnen helfen, die beste Platzierung für einen Passiv-Infrarot-Sensor zu finden:
- Stellen Sie sicher, dass alle wichtigen Bereiche abgedeckt sind, einschließlich möglicher Zugangswege, Flure und Ecken.
- Vermeiden Sie die Installation von Sensoren in der Nähe von Heizkörpern und Lüftungsöffnungen, da Temperaturschwankungen die Zuverlässigkeit beeinträchtigen oder zu einem Fehlalarm führen können.
- Die ideale Höhe für die Installation ist in der Regel 2 - 3 Meter über dem Boden.
- Vermeiden Sie, den Sensor direktem Sonnenlicht auszusetzen.