PIR senzor: 5 důležitých faktů, které byste měli vědět

by

Obsah

Co jsou PIR senzory?

PIR senzor nebo pasivní infračervený senzor je elektronický přístroj, který detekuje IR záření vyzařované z objektů přítomných v jeho zorném poli. Pojem „pasivní“ je přidán jako předpona, protože tyto typy senzorů nevyzařují energii v žádné formě. Tyto nástroje se používají k detekci pohybu předmětů, zvířat a lidí pomocí jejich infračerveného záření. Vyzařované záření černého těla (od osoby, zvířete nebo objektu) patřící do rozsahu vlnových délek střední infračervené oblasti je snímáno a porovnáváno s teplotou objektů v pozadí detektorem.

Infračervená vlna je elektromagnetické záření mající frekvenci mezi 300 GHz a 400 THz [vlnové délky v rozmezí od 10-3 - 0.7 x 10-6m]. Infračervené záření není pro lidské oči viditelné. Infračervené vlny nacházejí své uplatnění při ohřevu potravin a televizních dálkových ovladačů, kabelů z optických vláken, termovizních kamer, lékařských aplikací, detektorů pohybu atd. PIR senzory se používají hlavně k detekci a analýze pohybu věcí nebo lidí.

PIR senzor
Detektor pohybu namontovaný na zdi. Zdroj obrázku: CHG, Detektor pohybu, označeno jako public domain, více podrobností o Wikimedia Commons

Jaký je princip fungování PIR senzorů?

Každý teplý předmět včetně lidského těla vyzařuje teplo ve formě infračerveného záření. Infračervené záření není pro lidské oči viditelné. Tato záření mohou detekovat pouze speciálně navržená elektronická zařízení. Pasivní infračervené senzory detekují a poté převádějí energii dopadajícího světla (ve formě infračervených vln) na elektrický signál (elektrony). Infračervené senzory jsou vážně ovlivněny vodní párou, protože voda absorbuje maximální část přijímaného záření. Z tohoto důvodu nejsou infračervené detektory občas schopné poskytovat přesné výsledky při použití ve venkovním prostředí. Množství záření se liší v závislosti na teplotě a vlastnostech povrchu daných objektů.

Typicky jsou tyto detektory schopné snímat jedno radiační pásmo v rozsahu 4.4 mikrometru a další dvě pásma v rozsahu nad a pod 4.4 mikrometrickým spektrem. Rozlišující detekce těchto dvou rozsahů umožňuje senzoru rozlišovat mezi skutečnými plameny a neplamenovými radiacemi, které mohly ovlivnit výsledky. Tyto senzory mohou poskytovat přesnější výsledky detekce plamene po ignorování účinků záření pozadí.

Detektor pohybu s paprskovým vzorem
Demonstrace citlivosti PIR snímače na směr. Zdroj obrázku: AndreasCT, Detektor pohybu s paprskovým vzorem, CC BY-SA 4.0

Objektivy používané v PIR senzorech

Nejoblíbenější modely PIR detektorů používají Fresnelovy čočky nebo zrcadlové segmenty, které mají efektivní dosah kolem 10 metrů nebo 30 stop a zorné pole menší než 180 stupňů. Tyto čočky se používají k zaostření infračerveného záření detekovaného zařízením. Některé pokročilé modely mají mnohem širší zorné pole asi 360 stupňů. Tyto typy čoček jsou namontovány na stropě. Pasivní infračervené senzory jsou schopné detekovat změny v infračervené energii nad 30 metrů nebo 100 stop. Parabolická zrcadla se používají místo Fresnelových čoček k účinnému zaostření radiační energie.

Jaké je použití PIR senzoru v termovizi?

Tepelné zobrazovací infračervené senzory jsou speciálně navrženy pro detekci infračerveného záření a vytváření obrazů. Snímky produkované tepelným zobrazováním závisí na množství tepla vyzařovaného objektem a teplotním rozdílu mezi objekty přítomnými v popředí a pozadí. Termální zobrazování je nejvhodnější pro tvorbu obrazu v extrémně tmavých podmínkách. Kromě brýlí jsou k dispozici také termokamery pro snímání snímků ve tmě. Tyto přístroje slouží široké škále aplikací v různých oblastech. Proces analýzy termovizních dat je znám jako termografie.

Fotopast fotopulapka kamera lesna kamera obserwacyjna
Kamerový detektor pohybu PIR. Zdroj obrázku;Dariusz Kowalczyk, Fotopast, fotopułapka, kamera leśna, kamera obserwacyjna, CC BY-SA 4.0

Jaké je použití PIR senzoru v bezpečnostní systémy?

PIR senzory se běžně používají v různých bezpečnostních systémech. PIR systém je zodpovědný za ovládání malého relé. Toto relé spojuje bezpečnostní obvod s několika elektrickými kontakty připojenými k detekční vstupní zóně ústředny EZS. V případě, že nedojde k detekci nebo změně pohybu, sepne se kontakt relé nebo dojde k „normálně sepnutému“ (NC) relé. V případě přítomnosti detekce pohybu nebo kolísání relé rozepne obvod a spustí poplach vysláním signálu.

Pasivní senzory detekují odrazy záření z okolí. Tato snímací zařízení obvykle nepoužívají vysílač. Tyto přístroje analyzují změny záření z okolních objektů a poté směrují elektrický impuls nebo signál do zabudovaného mikropočítače. Tento mikropočítač poté na základě přijatého signálu interaguje s mechanickou částí snímače. Výrobci senzorů často doporučují vypočítané umístění alarmu založeného na pasivním infračerveném detektoru, aby se snížila pravděpodobnost situací falešného alarmu. Doporučuje se nemontovat snímač obrácený k oknu, protože by to mohlo způsobit problém s rušením.

Spínač světla s pasivním infračerveným senzorem
Bezpečnostní spínač PIR. Zdroj obrázku: Z22, Spínač světla s pasivním infračerveným senzorem, CC BY-SA 4.0

Jaké jsou materiály použité v PIR senzorech?

IR senzory mohou být vyrobeny z různých materiálů na základě požadavků na formu informací, které musí poskytovat. Některé běžně používané materiály v infračervených detektorech jsou:

  • Tellurid rtuti a kadmia (známý jako MCT, HgCdTe)
  • Olovo (II) sulfid (PbS)
  • Antimonid india (InSb)
  • Arsenid india a gallia
  • Arsenid india
  • Lithium tantalát (LiTaO3)
  • Olověný selenid
  • Kvantový infračervený fotodetektor (QWIP)
  • Triglycin sulfát (TGS)
  • Platinový křemičitan (PtSi)

Technologie snímání pohybu byly v průběhu let vysoce rozvinuty. K dosažení nejlepších možných výsledků se obvykle používá určitá kombinace dvou nebo více technologií detekce pohybu. Kombinace pasivních infračervených technologií a softwaru pro počítačové vidění si v poslední době získává na popularitě v oblasti snímání pohybu. Takové technologie zřídka produkují chyby ve výsledcích a také znovu kontrolují pohyb zaznamenaný kamerou počítačového vidění. Tato zařízení slouží široké škále aplikací v různých oblastech.

Chcete-li se dozvědět více o infračervených senzorech, navštivte https://techiescience.com/ir-sensors/

Také čtení: