PIR-Sensoren erklärt: Umfassender Leitfaden mit praktischen Beispielen

Was ist ein PIR-Sensor? Passive Infrarotsensoren sind in vielen Arten von Sicherheitssystemen weit verbreitet. Unser Artikel erläutert die Infrarotstrahlung bei der Bewegungserkennung sowie weitere entscheidende Erkenntnisse zu PIR-Sensoren.

Was ist ein PIR-Sensor?

Abb. 1: Bewegungsmelder-Tastatur mit Infrarotalarm

Es handelt sich um Infrarot-Bewegungssensoren, die Bewegungen im Erfassungsbereich des Geräts detektieren. Daher sind diese Arten von Bewegungssensoren in Sicherheitsalarmen häufig anzutreffen. Zudem sind sie bei gängigen automatischen Beleuchtungsanwendungen nützlich.

Zu den Hauptvorteilen dieser Sensortypen zählen:

• Sie sind einfach zu bedienen und verschleißen nicht so schnell.
• Die meisten verfügen über einen weiten Linsenbereich und verbrauchen wenig Strom.
• Drittens sind sie kostengünstig und lassen sich leicht anbinden.
• Zuletzt sind sie kompakt und somit tragbar.

Wie funktionieren PIR-Sensoren?

Abb. 2: Bewegungssensor in einem offenen Überwachungsbereich

PIRs sind pyroelektrische Sensoren, die eine bestimmte Menge an Infrarotstrahlung erfassen können. Beachten Sie, dass nahezu alle Objekte Strahlung aussenden. PIRs nutzen diese Eigenschaft, um die Anwesenheit eines Objekts zu identifizieren.

Ein PIR-Sensor in Bewegungsmeldern verfügt über zwei gegenüberliegende Schlitze. Im inaktiven Modus detektieren beide Schlitze die gleiche Wärmeenergie – üblicherweise die Umgebungstemperatur der Wände oder des umgebenden Raums. Wenn jedoch ein Tier oder eine Person hindurchgeht, erfahren die beiden Schlitze eine positive differentielle Änderung und erfassen so die Anwesenheit des Objekts.

Reichweite verschiedener PIR-Sensoren

Abb. 3: Infrarot-Bewegungsmelder, angeschlossen an die Hauptalarmeinheit

1. Innenraum-PIR und Vorhang-PIR für Innenräume

Diese detektieren Objekte in einer Entfernung von 25 cm bis 20 m.

2. Außen-PIR und Vorhang-PIR für Außenbereiche

Dies sind Bewegungsmelder für Objekte von 10 m bis 150 m.

Wie arbeiten PIRs mit Arduino und Raspberry Pi?

Abb. 4: Einstellbares Infrarot-Pyroelektrik-Modul, PIR-Bewegungssensor

PIR-basierte Bewegungsmelder sind mit Arduino und Raspberry Pi kompatibel. Folgend wird das Vorgehen für ein einfaches passives Bewegungssensor-Projekt mit Arduino beschrieben.

Benötigte Komponenten

• Ein Steckbrett (Breadboard)
• Arduino Uno
• PIR-Sensor

Vorgehensweise

1. Verbinden Sie Pin 2 des Arduino UNO mit dem Ausgangspin (V) des PIR-Sensors. Stellen Sie zudem sicher, dass Sie eine 5-V-Spannungsquelle mit dem PIR-Sensor verbinden und den GND-Anschluss erden.
2. Öffnen Sie die Arduino IDE und erstellen Sie über „Neu“ eine neue Sketch-Datei.
3. Fügen Sie den folgenden Code ein:

Abbildung 5: Arduino-Code

4. Falls nötig, justieren Sie die Empfindlichkeit und die Verzögerungszeit mithilfe der beiden Potentiometer auf der Sensorplatine.
5. Bewegen Sie sich in der Nähe des Sensors. Erkennt er eine Bewegung, sendet der Arduino ein Signal über den seriellen Port, das die Bewegung anzeigt.
6. In diesem Fall verzögert der PIR-Sensor für einen kurzen Zeitraum, um zu prüfen, ob eine neue Bewegung vorliegt. Falls nicht, signalisiert der Arduino, dass die Bewegung geendet hat.

Vergleich von PIR-Bewegungssensor-Serien

Fazit

Wie Sie gesehen haben, funktioniert der PIR-Sensor in Bewegungsanwendungen ähnlich wie Mikrowellensensoren. Zusammengefasst sind dies die wesentlichen Erkenntnisse zu einem aktiven Bewegungssensor. Sollten Sie noch Fragen zur Funktionsweise dieses elektronischen Sensors haben, kontaktieren Sie uns gerne jederzeit.