Ratgeber
PIR-Bewegungsmelder detektieren Bewegungen, indem sie die von Körpern ausgehende Wärmestrahlung erfassen – sei es von Menschen, Tieren oder Autos. Häufig werden sie in Verbindung mit Alarmanlagen und für das Auslösen von Sicherheitsbeleuchtungen verwendet.
Wie Bewegungsmelder mit PIR-Technologie funktionieren und auf welche Kriterien Sie beim Kauf achten sollten, erfahren Sie in unserem Ratgeber.
Bewegungsmelder erkennen, wenn sich ein Objekt in ihrem Erfassungsbereich bewegt. Das kann auf unterschiedliche Weise geschehen. PIR-Bewegungsmelder reagieren auf Wärme, indem sie Veränderungen der Wärmestrahlung erfassen. Das ist dadurch möglich, weil jeder Körper auf der Erde ein gewisses Maß an Wärmestrahlung abgibt.
Wärmestrahlen sind elektromagnetische Wellen, die sich im infraroten Bereich befinden und deshalb mit dem menschlichen Auge nicht wahrnehmbar sind. PIR-Bewegungsmelder sind mit Sensoren ausgestattet, die Infrarot detektieren können.
Sobald sie eine Bewegung registrieren, leiten sie ein entsprechendes Signal an eine Steuerelektronik, die daraufhin beispielsweise einen Alarm auslöst, eine Kamera aktiviert oder das Licht einschaltet.
PIR-Bewegungsmelder kommen sowohl im Innen- als auch im Außenbereich zum Einsatz und können an der Decke oder an der Wand montiert werden. Um Bewegungen zuverlässig zu erfassen, muss die Detektionsfläche frei von Hindernissen sein.
Bewegungen hinter Glas oder wärmeabsorbierenden Materialien können nicht registriert werden. PIR-Melder reagieren nur auf Abweichungen der Temperatur, nicht aber auf ein konstantes Temperaturniveau.
PIR-Bewegungsmelder verfügen über PIR-Sensoren (PIR = pyroelektrische oder passive Infrarotsensoren), die aus polarisierten Kristallstrukturen (Lithium-Tantalat bzw. LiTaO3) bestehen und auf dem Prinzip der Pyroelektrizität beruhen. Pyroelektrizität ist die Eigenschaft, bei Veränderung der Temperatur elektrische Ladung zu trennen, so dass ein Spannungsunterschied entsteht.
Diese Differenz wird mit Elektroden und einem Verstärker mit hochohmigem Eingang abgegriffen. Bei auftretender Infrarotstrahlung absorbiert der Kristall die elektromagnetischen Wellen und es kommt im Inneren zu einer Wärmeausdehnung, die die Richtung der Polarisation bestimmt. Die erzeugte Spannung der PIR-Sensoren liegt im Mikrovolt-Bereich. Die gemessenen Infrarotstrahlen haben Wellenlängen zwischen 1 µm und 20 µm. Menschliche Wärmestrahlung liegt bei etwa 10 µm.
Des Weiteren sind PIR-Sensoren mit einer Bündelungslinse angebracht, die die divergierenden Strahlen in Richtung des Fokuspunktes ablenkt. Meist wird eine Fresnel- oder Selfoc-Linse verwendet. Der Erfassungsbereich einer Linse ist beschränkt, weshalb für ein größeres Areal mehrere PIR-Sensoren gebraucht werden. Ein Sensor ist zwischen 1 und 2 mm groß. Er wird in der Regel von einem Transistorgehäuse geschützt, das hermetisch dicht ist. Des Weiteren besitzt ein PIR-Sensor drei Anschlüsse: Source, Drain und Gate. PIR-Bewegungsmelder werden oft mit Überwachungskameras kombiniert, die über einen Dämmerungsschalter verfügen. Dieser schaltet LEDs mit infrarotem Licht für die Nachtsicht ein.
Üblicherweise installiert man PIR-Melder an einer Wand, einer Decke oder am Vordach. Vor der Montage sollten Sie sicherstellen, dass alle sicherheitskritischen Bereiche abgedeckt werden, zum Beispiel Eingänge, Flure oder Einfahrten. Um einen falschen Alarm zu vermeiden, ist es ratsam, den Bewegungsmelder in ausreichend großem Abstand zu Heizkörpern oder Lüftungsöffnungen zu platzieren. Es sollte auch keine direkte Sonneneinstrahlung auf den Bewegungssensor treffen. In der Regel ist eine Höhe von zwei bis drei Metern ideal, um einen Infrarot-Bewegungsmelder zu montieren. Mit zunehmender Höhe vergrößert sich zwar die Reichweite, aber die Empfindlichkeit gegenüber Bewegungen wird geringer.
Beim Kauf eines PIR-Bewegungsmelders ist zu klären, ob das Gerät innen oder außen verwendet werden soll. Für den Außenbereich gilt es die IP-Schutzart zu beachten.
Melder, die mit IP65 ausgewiesen sind, sind staubdicht und geschützt vor Strahlwasser beziehungsweise Regen. Sie können ohne Probleme im Freien verwendet werden. Melder der Schutzart IP44 sind zwar gegen das Eindringen fester Fremdkörper ab 1 mm Durchmesser und vor Spritzwasser geschützt, reichen aber nicht an den Schutzgrad von IP65-Modellen heran. Sie sollten daher nicht komplett im Freien, sondern unter einem Vordach oder einem anderweitig geschützten Ort installiert werden.
Wenn Sie den Bewegungsmelder für das Aktivieren einer Beleuchtung nutzen möchten, ist es empfehlenswert ein Modell mit Timer zu wählen, um die Leuchtdauer zu beschränken. Benötigen Sie einen Bewegungsmelder für eine Alarmanlage, sollte er in den jeweils kritischen Bereichen montierbar sein und über ausreichend Sensoren verfügen, um das relevante Areal abzudecken.
Ein Bewegungssensor kann sowohl Menschen und Tiere als auch Gegenstände wie Kraftfahrzeuge registrieren. Damit der Melder nicht ständig auslöst, wenn der eigene Hund oder die eigene Katze vorbeihuscht, erweist sich eine Haustier-Erkennungs-Funktion als nützlich. Hier wird die Infrarotstrahlung des Haustiers gefiltert, so dass der Bewegungssensor das Tier übersieht.
Viele PIR-Bewegungsmelder lassen sich in Smart-Home-Systeme integrieren. Solche Modelle haben eine WiFi-Schnittstelle, wodurch sie über das Internet ansprechbar sind. Kompatible Geräte können auf diese Weise miteinander vernetzt werden. Apps senden Benachrichtigungen auf das Smartphone, wenn der Sensor des PIR-Bewegungsmelders etwas registriert hat, und dokumentieren die Aktivitäten. Dadurch ist es im Falle eines Einbruchs möglich, rechtzeitig Maßnahmen einzuleiten.
Wie groß ist die Reichweite eines PIR-Sensors?
Die Reichweite von PIR-Bewegungssensoren ist von Modell zu Modell unterschiedlich. Sie liegt durchschnittlich bei etwa 15 m. Es gibt aber auch Bewegungsmelder mit Infrarot-Sensoren, die eine Reichweite von bis zu 240 m haben.
Was ist der Unterschied zwischen aktiven und passiven Sensoren?
Ein passiver PIR-Sensor erfasst nur die Strahlung, die von Objekten ausgeht. Ein aktiver Infrarot-Sensor sendet selbst Licht aus. Wenn ein Körper elektromagnetische Wellen einer Infrarot-LED reflektiert, dann wird dies vom Bewegungsmelder registriert. Aktive Infrarot-Sensoren werden vor allem in der Robotik und zur Erkennung von Hindernissen eingesetzt.
Wie hoch ist der Energieverbrauch von PIR-Bewegungsmeldern?
Im Stand-by-Modus verbraucht ein PIR-Melder in der Regel zwischen 1 und 3 Watt. Er hat nur in dem Moment einen höheren Energieverbrauch, in dem er eine Bewegung erkennt und einen Schaltvorgang auslöst. Wie hoch der Energieverbrauch insgesamt ist, hängt davon ab, welche Geräte angebunden sind und wie lange sie geschaltet bleiben. Eine LED-Beleuchtung, die nach detektierter Bewegung eingeschaltet, aber nach 30 Sekunden wieder ausgeschaltet wird, verbraucht nicht so viel Energie wie eine IP-Kamera, die nach Auslösung des Sensors mehrere Stunden aufzeichnet.