Senzor infraroșu pasiv
Un senzor infraroșu pasiv ( senzor PIR , acronim pentru Passive InfraRed ) este un senzor electronic care detectează radiația infraroșie (IR) radiată de obiecte în câmpul său vizual. Acești senzori sunt folosiți pe scară largă ca detectoare de mișcare.
Principiile de funcționare
Toate obiectele cu temperaturi peste zero absolut emit energie sub formă de radiație luminoasă. De cele mai multe ori aceste radiații sunt invizibile pentru ochiul uman , deoarece la o frecvență mai mică decât cea a luminii spectrului vizibil, dar pot fi detectate de dispozitive electronice specifice proiectate în acest scop.
Termenul pasiv se referă la faptul că PIR-urile nu emit energie sub nicio formă, ci funcționează exclusiv prin detectarea energiei eliberate de obiecte. [1]
Constructie
Radiația infraroșie este dobândită prin partea din față a senzorului, numită „fața senzorului”. În interiorul unui PIR se află un senzor sau o serie de senzori, realizați din materiale piroelectrice - materiale care generează energie atunci când sunt expuse la căldură. De obicei, astfel de senzori interni au aproximativ 40 mm 2 mari și au forma unor plăci foarte subțiri. Materialele utilizate în mod obișnuit în senzori PIR includ nitrură de galiu (GaN), azotat de cesiu (CsNO 3) și fluorură de polivinil . Senzorul este adesea fabricat ca parte a unui circuit integrat .
Detectoare de mișcare bazate pe PIR
Un detector de mișcare care implementează PIR este utilizat pentru a detecta mișcarea oamenilor, animalelor sau a altor obiecte. Acestea sunt adesea folosite în alarmele antiefracție și în sistemele automate de iluminare. Sunt denumite în mod obișnuit „PIR” sau, uneori, „PID”, un acronim pentru „Detector infraroșu pasiv” [2] .
Operațiune
În practică, un senzor PIR nu detectează în mod autonom mișcarea; cu toate acestea, detectează schimbări bruște de temperatură care schimbă starea pe care PIR o „stocase normal”. Când ceva sau cineva trece în fața unui fundal, de exemplu un perete, anterior „fotografiat” de PIR ca stare normală, temperatura în acel punct crește brusc, trecând de la temperatura camerei la cea a corpului. Această schimbare rapidă activează detectarea. Desigur, deplasarea obiectelor cu temperatură identică în raport cu fundalul nu este detectată. [1] [3] [4] [5] [6] [7] [8]
PIR-urile pot avea mai mulți senzori în interior, astfel încât, cu adăugările electronice adecvate, direcția de mișcare să poată fi obținută din detectarea secvențială a senzorilor. În acest fel, alarmele false sau pur și simplu pentru a colecta informații despre direcțiile de deplasare ale unui aparat de monitorizare sunt reduse.
PIR-urile sunt disponibile în multe configurații pentru o varietate de aplicații diferite. Cele mai frecvente sunt cele care implementează așa-numitele lentile Fresnel , sau lentile oglindă, cu un domeniu de detectare maxim 10-12 metri și un câmp vizual care poate atinge 300 de grade. Există, de asemenea, modele cu un unghi de 360 de grade care se aplică de obicei pe tavan. Unele PIR mai mari sunt capabile să detecteze schimbările de temperatură de până la aproximativ 30 de metri. Alte PIR-uri au fost proiectate cu senzori ecranabili pentru a modela gama de detecție.
Detectarea diferențială
Unele PIR sunt construite cu perechi de senzori conectați în intrare la amplificatoare diferențiale. Acest lucru permite dispozitivului să reziste la indicații false de schimbare datorate detectării unor blițuri instantanee de lumină sau a lățimii câmpului. Mai mult, în acest fel, perturbările care acționează asupra dispozitivului, care provin din câmpurile electrice din apropiere, sunt reduse la minimum.
Proiecta
Senzorul PIR este de obicei montat pe o placă de circuite imprimate cu electronica necesară pentru interpretarea semnalelor de la senzorul în sine. Ansamblul complet este conținut într-o incintă, montat într-o poziție din care senzorul poate acoperi o zonă care urmează să fie monitorizată. Carcasele sunt de obicei ferestre din plastic prin care pot intra radiații infraroșii. În ciuda faptului că este fabricat din material translucid către lumină vizibilă, radiația infraroșie este capabilă să ajungă la senzor, deoarece materialul plastic utilizat este transparent față de radiația infraroșie. Fereastra din plastic reduce posibilitatea ca corpuri străine (praf, insecte etc.) să oculteze câmpul vizual al senzorului , să deterioreze mecanismul și / sau să provoace alarme false. Fereastra poate fi utilizată ca filtru pentru a limita lungimile de undă la 8-14 micrometri, care este mai aproape de radiația infraroșie emisă de corpul uman. Poate servi și ca mecanism de focalizare.
Aplicații antifurt
Atunci când sunt utilizate ca parte a unei alarme antiefracție , electronica PIR este de obicei implementată pentru a controla un releu mic. Sistemul este de obicei proiectat în așa fel încât, dacă nu este detectată mișcarea, contactul releului este închis. Dacă este detectată mișcare, releul se deschide, declanșând alarma. În acest fel, dacă senzorul este manipulat sau cablul de conexiune este tăiat, unitatea de control va detecta circuitul deschis și va activa sirena.
Poziționare
Producătorii recomandă plasarea atentă a produselor lor pentru a evita alarmele false (detectări care nu sunt cauzate de un intrus). Acestea sugerează montarea PIR-urilor în așa fel încât să nu aibă posibilitatea de a detecta mișcări în afara zonei pe care doriți să o monitorizați: de exemplu, în afara unei ferestre. Deși lungimea de undă a radiației infraroșii la care sunt sensibile cipurile nu pătrunde cu ușurință în sticlă, o sursă puternică de infraroșu (cum ar fi lumina soarelui) poate suprasolicita senzorul și poate provoca o alarmă falsă. De asemenea, recomandă ca PIR să nu fie amplasat lângă un sistem de încălzire (aparat de aer condiționat): chiar dacă aerul are o emisie infraroșie foarte scăzută, aerul care suflă pe carcasa din plastic a PIR ar putea modifica temperatura acestuia până la o alarmă falsă este declanșat.
Galerie de imagini
Senzor echipat cu două potențiometre care sunt utilizate pentru a regla sensibilitatea senzorului și durata iluminării unei lumini
Lumina de tavan pentru lămpile fluorescente echipate cu un senzor de mișcare (senzorul este situat în partea superioară a acestuia)
Tele-termometre pe bază de PIR
Au fost implementate circuite în care PIR măsoară de la distanță temperatura unui obiect. [9] Cu acest mediu, măsurători de temperatură relativ precise și precise pot fi obținute de la distanță. Un dispozitiv PIR este totuși capabil să măsoare variațiile emisiilor IR care corespund direct variațiilor de temperatură, dar valorile temperaturii nu pot fi calculate decât prin evaluarea rezultatelor printr-o calibrare specifică în raport cu spectrul IR al materialului observat.
Notă
- ^ a b Home Alarm PIR Tech , în Lăcătușul de la Veneția - Caietul tehnicului de securitate la domiciliu, Broasca lui Steve, Safe și Alarmă. Adus la 24 iunie 2012 .
- ^ Senzor infraroșu pasiv , pe www.antifurtocasawireless.eu . Adus la 18 iunie 2018 .
- ^ Cum funcționează senzorii de mișcare PIR , pe GadgetShack.com . Adus la 24 iunie 2012 (arhivat din original la 26 iunie 2012) .
- ^ Senzori de mișcare PIR , LadyAda.net , 27 aprilie 2012. Accesat la 24 iunie 2012 .
- ^ Adafruit Industries, Tutorial PIR Motion Sensor , pe instructables.com , Instructables. Adus la 24 iunie 2012 .
- ^ Cum funcționează componentele detectorului de mișcare cu infraroșu , la glolab.com , Glolab Corporation, 2011. Accesat la 24 iunie 2012 .
- ^ PIR Sensor (Rev B) , de la parallax.com , Parallax Inc .. Accesat la 24 iunie 2012 .
- ^ Cum funcționează luminile de detectare a mișcării și alarmele antiefracție? , în HowStuffWorks.com , Discovery Communications, 1 aprilie 2000. Accesat la 24 iunie 2012 .
- ^ CF Tsai și MS Young, termometru cu senzor infraroșu piroelectric , pentru monitorizarea obiectelor interioare [ link rupt ] , în Review of Scientific Instruments , vol. 74, nr. 12, decembrie 2003, pp. 5267-5273, DOI : 10.1063 / 1.1626005 .
Alte proiecte
-
Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere pe senzor infraroșu pasiv
