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Ratgeber

PIR-Sensoren » Bewegungssensoren mit Infrarot

Bei PIR-Sensoren handelt es sich um Bewegungssensoren, die mit Infrarot arbeiten. In der Elektronik finden sie zum Beispiel als temperaturabhängige Schalter Verwendung. Wie ein PIR-Sensor funktioniert und was es beim Einsatz zu beachten gibt, erfahren Sie in unserem Ratgeber.



Was ist ein PIR-Sensor und wie funktioniert er?

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.



Einsatzgebiete von PIR-Sensoren

IR-Bewegungssensoren lassen sich längst nicht nur als klassische Bewegungsmelder in Kombination mit einer Alarmanlage oder einer IP-Kamera nutzen. Eine weitere praktische Verwendungsmöglichkeit von PIR-Sensoren ist beispielsweise die Steuerung von LED-StrahlernLED-Lampen oder anderen Leuchten. Wenn eine Person in einem Bürogebäude einen Gang betritt, schalten sich die Lampen dank des Sensors ein. Sobald der Infrarot-Sensor keine Bewegung beziehungsweise keinen Temperaturunterschied mehr erkennt, wird das Licht wieder ausgeschaltet. 

Das gleiche Prinzip lässt sich auf viele weitere Bereiche ausdehnen: Im Smart-Home kann ein solcher Sensor erkennen, wann sich jemand in einem Raum befindet und die Temperatur der Heizung automatisch anpassen. Auch Lüfter, Türöffner, Händetrockner und viele weitere Geräte lassen sich mit einem IR-Bewegungssensor zuverlässig und vollautomatisch steuern. Darüber hinaus sind pyroelektrische Sensoren für Bastler interessant. In Kombination mit einem Arduino oder Raspberry Pi ergeben sich vielfältige Einsatzmöglichkeiten der Bewegungsmelder. Mit einer geeigneten Software lässt sich zudem eine individuelle Steuerung und Konfiguration der PIR-Sensoren realisieren. Im Handel finden Sie für solche Zwecke spezielle PIR-Sensor-Module.



Welche Arten von Bewegungssensoren gibt es noch?

Neben IR-Bewegungsmeldern finden Sie Geräte, deren Sensoren auf anderen Technologien beruhen: Radar-Sensoren und HF-Bewegungsmelder senden ein hochfrequentes Signal von 5,8 GHz aus, das von beweglichen Objekten und Lebewesen reflektiert wird. Solche Bewegungsmelder sind unempfindlich gegenüber schwankenden Temperaturen. Zudem benötigen die Sensoren kein freies Sichtfeld. Der Einbau kann daher auch verdeckt hinter einer Wand oder Unterputz erfolgen. Eine weitere Option stellen Bewegungssensoren mit Fotozellen dar. Hier wird der Bewegungsmelder auf einen bestimmten Bereich ausgerichtet und nimmt ein konstantes Bild auf. Dieses wird an einen Computer geschickt, der mithilfe einer Software Veränderungen auf dem Bild erkennt. Derartige Bewegungsmelder eignen sich primär für die professionelle Objektüberwachung.



Worauf muss ich beim Kauf von PIR-Sensoren achten?

Bei der Anschaffung eines Infrarot-Bewegungsmelders ist neben der Betriebsspannung der Erfassungsbereich ein wichtiges Kaufkriterium. Darüber hinaus sind Sensoren mit unterschiedlichen Reichweiten verfügbar. Ebenfalls von Bedeutung ist die zur Verfügung stehende Schaltleistung. Diese gibt die maximale Last an, die ein Bewegungssensor schalten kann. Bei guten PIR-Meldern sind Lasten von bis zu 1.000 W möglich.

Wenn Bewegungen im Außenbereich detektiert werden sollen, ist darauf zu achten, dass das Gehäuse des Melders wetterfest ist. Eine entsprechende Eignung erkennen Sie an der passenden Schutzart; bei Bewegungsmeldern wird häufig die Klasse IP54 angeboten.

Berücksichtigen Sie bei der Installation eines PIR-Bewegungsmelders auch Fenster, durch die viel Sonnenlicht dringt. Ein IR-Sensor kann unter diesen Umständen Bewegungen eventuell nicht zuverlässig erfassen und einen Fehlalarm auslösen. Bei solchen Umgebungsbedingungen können Radar- oder Fotozellen-Sensoren die bessere Alternative sein.



Unser Praxistipp: PIR-Bewegungsmelder sind nicht bei schwankenden Temperaturen verwendbar!

Bewegungen können mit IR-Sensoren grundsätzlich zuverlässig erfasst werden. Es gibt allerdings eine Ausnahme: Für Umgebungen mit stark schwankenden Temperaturen sind solche Bewegungssensoren konstruktionsbedingt ungeeignet. Statt zu IR-Sensoren sollten Sie in dem Fall lieber zu HF- Sensoren oder Fotozellen-Bewegungsmeldern greifen.



FAQ – häufig gestellte Fragen zu Bewegungssensoren und PIR-Sensoren

Worin besteht der Unterschied zwischen einem Präsenzmelder und einem Bewegungsmelder?

Die Technik von Bewegungsmelder und Präsenzmelder ist in ihren Grundzügen gleich, dennoch gibt es Unterschiede. Ein Präsenzmelder reagiert deutlich empfindlicher als ein Bewegungsmelder und wird überwiegend im Innenbereich verwendet. Der klassische Bewegungsmelder kommt dagegen meist im Außenbereich zum Einsatz.

Worauf sollte bei der Positionierung eines PIR-Bewegungsmelders geachtet werden?

Der Erfassungsbereich eines Bewegungsmelders vergrößert sich mit der Montagehöhe. Das bedeutet, dass die aktiven und passiven Bereiche des Sensors mit zunehmender Höhe größer werden, wobei die Empfindlichkeit allerdings deutlich abnimmt.

Was ist Infrarotstrahlung?

Bei der Infrarotstrahlung handelt es sich um eine nicht sichtbare, elektromagnetische Strahlung. Der größte Emittent von IR-Strahlung ist die Sonne. Der Mensch spürt die Strahlung als angenehme Wärme auf der Haut. Nahezu 50 Prozent der Sonnenstrahlung bestehen aus IR-Strahlung. Lebewesen geben einen Teil ihrer Körperwärme als Infrarotstrahlung an die Umgebung ab. Bekannt sind insgesamt drei unterschiedliche Infrarotstrahlungen: Die kurzwellige IR-A-Strahlung weist eine Wellenlänge von 780 bis 1.400 Nanometern auf, während die IR-B-Strahlung in einem Bereich von 1.400 bis 3.000 Nanometern liegt. Außerdem gibt es die langwellige IR-C-Strahlung, deren Wellenlänge von 3.000 Nanometern bis zu 1 Millimeter reicht.

Was bedeutet die Zertifizierung IP54?

Der IP-Code setzt sich aus Angaben zur Resistenz vor Staub und unbeabsichtigter Berührung sowie der Widerstandsfähigkeit gegenüber Wasser zusammen. Bei IP54 steht die Zahl 5 für einen vollständigen Berührungsschutz und für Schutz vor schädlichen Staubablagerungen im Inneren. Die Ziffer 4 gibt an, dass ein Schutz vor Sprühwasser gegeben ist. Ein nach IP54 zertifizierter Bewegungsmelder ist für den überdachten Außenbereich geeignet.

   

    

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