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Bewegungsmelder finden im privaten wie im geschäftlichen und industriellen Bereich vielfältig Verwendung. Darin verbaut sind in vielen Fällen PIR-Sensoren, die Sie bei uns in zahlreichen Ausführungen finden. Wie Bewegungssensoren funktionieren und für welche Einsatzbereiche sie sich eignen, erfahren Sie in unserem Ratgeber.

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Wissenswertes zu Bewegungssensoren, PIR-Sensoren

Was sind Bewegungssensoren und PIR-Sensoren?

Handelsübliche Bewegungsmelder enthalten sogenannte PIR-Sensoren. P steht für pyroelektrisch oder passiv, IR für Infrarot, also Wärmestrahlung. Genutzt wird in diesen Sensoren der pyroelektrische Effekt bestimmter Kristalle: Ändert sich in der Umgebung die Temperatur plötzlich um mehr als 4˚C, ändert sich auch deren elektrisches Potenzial. Diese Änderung lässt sich messen, weiterverarbeiten und als „Trigger“ zum Auslösen elektronischer Schalter nutzen.

Typische Einsatzbereiche

Die meisten PIR-Sensoren sind in Bewegungsmeldern verbaut, in der Regel zusammen mit einem Fotowiderstand zur Helligkeitsmessung und einem elektronischen Schalter. Letzterer ist für unterschiedliche Aktivierungszeiträume einstellbar und schaltet den Stromfluss beispielsweise zu Glüh-, Halogen-, LED- oder Leuchtstofflampen. Der ebenso einstellbare Fotowiderstand dient zur Empfindlichkeitssteuerung, so dass der Melder beispielsweise nur in dunkler Umgebung auslöst.

PIR-Sensoren sind aber auch einzeln erhältlich. Mit ihnen lassen sich ganz individuelle, auf Temperaturänderungen reagierende Steuerungsmodule konstruieren. Dazu zählen zum Beispiel automatisch anspringende Händetrockner, Ventilatoren, Lüfter, umfangreiche Lichtanlagen, Türöffner und mit Infrarot-Kameras ausgestattete Alarmanlagen.

Da PIR-Sensoren auf kurzzeitige Temperaturschwankungen reagieren, lassen sie sich auch als Flammenmelder einsetzen. Flammen besitzen eine typische Flackerfrequenz zwischen 1 Hz und 5 Hz, was in Flammenmeldern dazu genutzt wird, das Ausbleiben des Flackerns zu signalisieren. Ältere Gas- oder ölbetriebene Heizungsbrenner lassen sich so um eine „Flamme-aus-Alarmanlage“ erweitern.

Zu finden sind PIR-Sensoren daneben in sogenannten Pyrometern, handlichen Geräten, mit den kontaktlos Temperaturen – zum Beispiel an Heizungs- oder Klimaanlagen – gemessen werden können.

Auswahlkriterien für den Kauf

Um richtig zu funktionieren, müssen Bewegungsmelder und PIR-Sensoren Temperaturunterschiede der Umgebung zuverlässig detektieren. Dazu wird die einfallende Wärmestrahlung so gebündelt, dass sie einerseits einen weiten horizontalen Bereich abdeckt und andererseits gezielt den Sensor trifft. Das übernehmen spezielle, für Infrarot durchlässige Linsen. Bei Bewegungsmeldern nehmen die Linsenelemente nahezu den gesamten vorderen Bereich ein, bei PIR-Sensoren besteht die Linse aus einer Art halbrunder Kappe.

Bei der Auswahl von Bewegungsmeldern und PIR-Sensoren spielen die nachfolgenden Kriterien eine große Rolle:

Erfassungswinkel

Angegeben werden immer der horizontale und der vertikale Erfassungsbereich, beispielsweise 40˚ und 105˚. Im Zweifel sollten immer größere Winkel gewählt werden, da sich der Bereich durch Aufkleben infrarotundurchlässiger Klebebänder einengen lässt.

Reichweite

 „Viel hilft viel“ gilt in diesem Fall nicht immer, vor allem, wenn der Bewegungssensor oder der PIR-Sensor Bereiche erfasst, die gar nicht überwacht werden sollen, Bürgersteige oder Straßen beispielsweise. Außerdem wird meist nur die Reichweite „im freien Feld“ angegeben, das heißt, unter optimalen Bedingungen und bei freier Sicht. In Räumen dagegen muss bei der Installation der Melder oder Sensoren die Reflexion von Wärmestrahlung ebenso berücksichtigt werden wie wechselnde Wärmequellen. Dazu zählen zum Beispiel die durch ein Fenster fallenden Sonnenstrahlen, die unterschiedlich stark ausfallen können.

Betriebsspannung

Während die Stromversorgung bei Bewegungsmeldern üblicherweise durch den Netzstrom erfolgt, sollte bei mit Batterie oder Akku betriebenen PIR-Sensoren der Stromverbrauch unbedingt beachtet werden. Zum Glück benötigen PIR-Sensoren nur Ströme im µA-Bereich, manche liegen sogar bei unter 10 µA, andere wiederum benötigen 150 µA und mehr.

Schaltleistung

Diese Angabe ist für Bewegungsmelder dringend zu berücksichtigen! Gemeint ist damit die Last, die ein Melder schalten kann, also meist das Einschalten von Lampen. Sehr gute Melder können Glüh- oder Hochvolt-Halogenlampen mit bis zu 1000 W schalten, bei andere Leuchtmitteln wie Leuchtstofflampen, LEDs oder Niedervolt-Halogenlampen liegt die Schaltleistung meist zwischen 300 und 500 W.

Einsatz im Innen- oder Außenbereich

Bewegungsmelder für den Außenbereich sind gegen Witterungseinflüsse geschützt, meist nach der Schutzklasse IP54. Dabei steht die 5 für „vollständigen Berührungsschutz und Schutz gegen Staubablagerungen im Innern“, die 4 für „geschützt gegen Sprühwasser“. Bei der Installation in Räumen spielt die Schutzklasse keine so wichtige Rolle.

Steuer-Elektronik

PIR-Sensoren arbeiten nicht ohne die passende Steuer-Elektronik. In Bewegungsmeldern und einigen Einzelsensoren ist diese bereits verbaut, manche Sensoren können aber auch mit kleinen und preisgünstigen Platinen aufgerüstet werden. Diese benötigen lediglich einen Netzanschluss (unbedingt Berührungsschutzmaßnahmen treffen!) und einen passiven Sensor. Mit zwei Potentiometern lässt sich unmittelbar auf der Platine die Einschaltdauer des Verbrauchers bis zu einer Schaltleistung von 1000 W steuern, und zwar im Bereich von 10 Sekunden bis zu 15 Minuten. Vorhanden ist zudem ein Fotowiderstand zur Einstellung der Dämmerungsschwelle im Bereich von 10 bis 2000 Lux.

FAQ – häufig gestellte Fragen zu Bewegungssensoren und PIR-Sensoren

Gibt es PIR-Sensoren ohne Linse?

Ja, die gibt es. Aufgrund ihres geringen Durchmessers von weniger als 10 mm eignen sie sich besonders für eine versteckte Überwachung, beispielsweise in einem Loch im Türrahmen. Der Verzicht auf die Linse geht jedoch mit sehr geringen Erfassungswinkeln einher. Das Bewegungssignal wird somit nur ausgelöst, wenn sich Mensch oder Tier unmittelbar vor dem Sensor befinden. Eine „Katzenklappe“ ist ein typisches Anwendungsbeispiel.

Wie lassen sich Bewegungsmelder gegen Vandalismus schützen?

Bewegungsmelder im Außenbereich sind als solche im Allgemeinen leicht zu erkennen und können somit zum Ziel von Vandalismus werden. Um dem vorzubeugen, gibt es ein Modul mit integriertem PIR-Sensor, dessen Eintrittsfenster plan mit der Einbauoberfläche abschließt. Verdeckt eingebaut beispielsweise im Mauerwerk und mit infrarotdurchlässiger Scheibe vor dem Sensor, ist dieser Bewegungsmelder fast unsichtbar.

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