Ratgeber
In einer smarten Gebäudeinstallation sind Bewegungsmelder unverzichtbar. Denn sie übernehmen viele wichtige Steuerungsaufgaben.
Mittlerweile existiert fast kein Gebäude mehr, bei dem nicht sofort die Eingangsbeleuchtung angeht, wenn das Grundstück bei Dunkelheit betreten wird.
Aber auch im Inneren des Gebäudes können Bewegungsmelder dafür sorgen, dass die Präsenz von Personen zuverlässig erkannt wird.
Ob dann eine Tür automatisch öffnet, das Licht eingeschaltet wird oder ein Alarm ausgelöst werden soll, ist immer von der jeweiligen Situation bzw. von den Anforderungen abhängig.
Gerne erklären wir Ihnen, wie Bewegungsmelder funktionieren, welche Techniken es gibt und was bei der Auswahl eines Bewegungsmelders zu beachten ist.
Die grundsätzliche Aufgabe eines Bewegungsmelders ist im Prinzip recht einfach. Er soll eine Bewegung erkennen und dann einen Schaltvorgang durchführen.
Dabei spielt es keine Rolle, ob der Schaltvorgang lediglich eine Lampe einschaltet, eine automatische Tür öffnet oder einen Alarm auslöst.
Doch so einfach diese Aufgabe im ersten Moment erscheint, ist die technische Umsetzung leider nicht. Denn für die zuverlässige Erkennung einer Bewegung benötigt der Bewegungsmelder einen speziellen Sensor.
Dieser muss in der Lage sein, Veränderungen in seinem Umfeld zu erkennen und einen elektrischen Schaltimpuls auszulösen.
Da die Einsatzbedingungen von Bewegungsmeldern sehr stark variieren können, gibt es auch unterschiedliche Sensor-Technologien, die genutzt werden.
Bewegungsmelder sind in den unterschiedlichsten Ausführungen erhältlich. Neben den unterschiedlichen Einbau- oder Aufbau-Versionen gibt es die Melder auch für den Einsatz in Innenräumen oder als witterungsgeschützte Versionen für den Außenbereich. Doch nicht nur der mechanische Aufbau ist unterschiedlich. Es werden auch verschiedene Techniken zur Bewegungserfassung genutzt, die wir Ihnen gerne etwas genauer vorstellen möchten.
Passiv Infrarot-Bewegungsmelder
Reagiert auf sich bewegender Wärmequellen
Wenn die Bewegungen von Personen, Tieren oder manchmal auch von Kraftfahrzeugen erkannt werden sollen, kommen vorzugsweise Bewegungsmelder mit Infrarot-Sensor zum Einsatz. Ein Passiv Infrarot Bewegungsmelder sendet selbst keine Signale aus, sondern empfängt lediglich die Infrarot-Strahlung, die auch als Wärmestrahlung bezeichnet wird. Damit der Sensor eine Bewegung erkennen kann, wird eine Facetten-Linse vor dem Bewegungssensor montiert.
Hochfrequenz-Bewegungsmelder
Sieht sogar durch dünne Wände hindurch
Im Gegensatz zu Infrarot-Bewegungsmeldern, sind HF-Bewegungsmelder elektronisch aktiv. Das bedeutet, sie senden elektromagnetische Wellen mit einer Frequenz von 2,4 GHz, 5,8 GHz oder 24 GHz (Gigahertz) aus. Die von Gegenständen und Personen reflektierten Funkwellen werden vom Sensor wieder empfangen. Wenn sich nun Personen im Erfassungsbereich bewegen, sorgt der Doppler-Effekt dafür, dass der Sensor die Bewegung erkennt.
Ultraschall-Bewegungsmelder
Erfasst Bewegungen auch um Gegenstände herum
Ein Ultraschall-Bewegungsmelder ist ein aktiver Bewegungsmelder und funktioniert nach dem gleichen Prinzip wie ein HF-Bewegungsmelder. Nur dass statt einem Funksignal hochfrequente Schallwellen abgestrahlt werden. Der Frequenzbereich der Schallwellen liegt oberhalb von 20 kHz (Kilohertz) und ist für Menschen akustisch nicht wahrnehmbar. Da die Übertragung der Schallwellen ausschließlich durch die Luft erfolgt, ist ein verdeckter Einbau nicht möglich.
Optischer-Bewegungsmelder
Erfasst nur Menschen und kann diese je nach Modell auch zählen
Bewegungsmelder mit Optosensor bzw. Kamera zählen zu den passiven Bewegungsmeldern, da sie lediglich eine visuelle Erfassung des Überwachungsbereichs durchführen. Sobald eine Bewegung im überwachten Bereich stattfindet, ändert sich auch das von der Kamera erzeugte Videosignal. Eine Auswerteelektronik gibt dann ein Signal aus, das je nach Auslegung, Personen zählt, einen Videorecorder startet, ein Licht einschaltet oder auch einen Alarm auslöst.
Je nach Hersteller und Modell können die oben aufgelisteten Leistungsmerkmale unterschiedlich ausfallen bzw. können Reichweite und Erfassungswinkel stark variieren.
Die grundsätzliche Funktion ist bei allen Bewegungsmeldern identisch. Sie überwachen einen Raum oder einen bestimmten Bereich und lösen einen Schaltimpuls aus, sobald eine Bewegung im Erfassungsbereich erkannt wird. Da PIR-Bewegungsmelder am meisten verbreitet sind, wollen wir auf die Funktion etwas genauer eingehen.
Der IR-Frequnezbereich
Wie bereits erläutert, empfängt ein PIR-Melder elektromagnetische Strahlung im Infrarot-Bereich.
Als Infrarot wird der schmale untere Bereich der elektromagnetischen Strahlung bezeichnet, der vom menschlichen Auge noch nicht als Licht wahrgenommen werden kann.
Infrarot-Strahlung wird auch als Wärmestrahlung bezeichnet und kann mit speziellen IR-Kameras bzw. Wärmebildkameras sichtbar gemacht werden.
Hinweis: Der Bereich, der sich oberhalb des sichtbaren Spektrums anschließt, wird als ultraviolette oder abgekürzt als UV-Strahlung bezeichnet.
IR-Sensor und Abdecklinse
Damit ein IR-Sensor (1) eine Bewegung erkennen kann, muss eine spezielle Facettenlinse (2) vorgeschaltet werden.
Mit Hilfe dieser Linse wird der Überwachungsbereich des Sensors definiert und in verschiedene virtuelle Sektoren unterteilt.
Erst wenn sich die Wärmequelle von einem Sektor in den nächsten bewegt, kann der Sensor die Bewegung erkennen.
Die größte Empfindlichkeit und somit Reichweite hat der Sensor, wenn sich die Wärmequelle quer zur Blickrichtung bewegt. Das muss bei der Festlegung des Montageortes des Sensors berücksichtigt werden.
Der Überwachungsbereich kann durch Abdecken der Facettenlinse individuell eingestellt werden.
Die verschiedenen Sensortechnologien bieten unterschiedliche Vor- und Nachteile, die wir in der nachfolgenden Tabelle zusammengefasst haben.
| Sensor-Technologie | Vorteile | Nachteile |
|---|---|---|
| PIR-Bewegungsmelder | Kostengünstiger Kaufpreis Keine Aussendung von Signalen Individuell anpassbarer Überwachungsbereich Als Präsenzmelder geeignet | Erkennung abhängig von der Bewegungsrichtung Keine verdeckte Montage möglich |
HF-Bewegungsmelder | Durchdringt Abdeckungen und dünne Wände Verdeckte Montage möglich Unabhängig von der Temperatur der Erfassungsobjekte Keine toten Winkel im Überwachungsbereich Als Präsenzmelder geeignet Erkennung unabhängig von der Bewegungsrichtung | Erhöhter Kaufpreis Permanentes HF-Feld |
| Ultraschall-Bewegungsmelder | Unabhängig von der Temperatur der Erfassungsobjekte Keine toten Winkel im Überwachungsbereich Erkennung unabhängig von der Bewegungsrichtung | Hoher Kaufpreis Aufwendige Technik Permanentes Ultraschall-Feld Keine verdeckte Montage möglich |
| Optischer Bewegungsmelder | Keine Aussendung von Signalen Ideal zur Personenerkennung Erkennung unabhängig von der Bewegungsrichtung Kombinierbar mit Videoüberwachungs-Anlagen | Hoher Kaufpreis Eventuell tote Winkel im Überwachungsbereich Keine verdeckte Montage möglich |
Um den passenden Bewegungsmelder zu finden, ist es erforderlich, sich im Vorfeld einige Gedanken zu machen.
Art des Bewegungsmelders
Bewegungsmelder werden in erster Linie für Sicherheitsaufgaben genutzt. Sie können als Sensoren in ein Alarmsystem eingebunden sein und zum Beispiel in der Nacht und am Wochenende in Betriebsräumen für Sicherheit sorgen. Diese Alarm-Melder bieten meist potentialfreie Relaiskontakte (Schließer bzw. NO-Kontakte oder Öffner bzw. NC-Kontakte), die in die Alarmschleife einer Alarmanlage eingebunden werden.
Aber auch für Smart Home Systeme werden immer mehr Bewegungsmelder angeboten.
Der Großteil der Bewegungsmelder wird jedoch zur Lichtsteuerung genutzt. Diese Melder haben meist einen einstellbaren Dämmerungsschalter integriert, der die Lampenschaltung nur bei Dunkelheit aktiviert, und bieten zudem eine Zeiteinstellung für die Leuchtdauer der angeschlossenen Lampe.
Sensortechnik
In den meisten Fällen wird ein PIR-Melder verwendet, da diese Sensortechnologie zuverlässig funktioniert und die Auswahl am Größten ist. Zudem gibt es die Bewegungsmelder mit den unterschiedlichsten Ausstattungsmerkmalen und die Preisklasse ist breit gefächert.
Montageort
Speziell bei PIR-Bewegungsmeldern ist der Montageort wichtig. Denn der Melder hat die zuverlässigste Bewegungserkennung, wenn sich die zu erfassende Person quer zur Blickrichtung des Sensors bewegt.
Nach dem Montageort richten sich dann auch die erforderliche Reichweite und die damit verbundene Montagehöhe an der Wand.
Wird der Melder außen montiert, muss er die erforderliche IP Schutzart bzw. den notwendigen Schutz vor Feuchtigkeit aufweisen. Dabei kann auch gleich geklärt werden, ob bei einer Aufputzmontage eventuell ein zusätzlicher Ecksockel erforderlich wird.
Für die Unterputz- oder Deckenmontage gibt es spezielle Einbau-Bewegungsmelder, deren Erfassungsbereich für die jeweilige Montageart optimal abgestimmt ist.
Technische Daten prüfen
Wenn ein Bewegungsmelder in die nähere Auswahl gekommen ist, sollten unbedingt die technischen Daten bezüglich Spannungsversorgung, Reichweite, Montagehöhe, Anschlussmöglichkeiten und Schaltleistung geprüft werden. Viele Hersteller legen ihren Produkten ausführliche technische Unterlagen bei, aus denen die korrekte Montage an der Wand oder in der Decke hervorgeht. Im Zweifelsfall ist eine Fachkraft zu Rate zu ziehen.
Praxistipp: Elektroanschluss
Die nachträgliche Installation eines Bewegungsmelders und der Anschluss an eine Leuchte stellen einen erheblichen Eingriff in die Elektroinstallation dar. Aus diesem Grund dürfen diese Tätigkeiten nur von ausgebildeten Fachleuten durchgeführt werden. Vorbereitende Arbeiten, wie die Montage von Leuchten und Meldern bzw. das Verlegen der Leitungen und Dosen (bei Bedarf auch Unterputz) können handwerklich geschickte Personen problemlos übernehmen, wenn sie sich im Vorfeld mit der Fachkraft abgesprochen haben.
Ist jeder Bewegungsmelder für jede Leuchte geeignet?
Bewegungsmelder mit einem Relais-Schaltkontakt sind für alle gängigen Leuchten, inklusive LED-Leuchten oder LED-Strahler, geeignet. Wenn ein elektronischer Halbleiter die Schaltfunktion übernimmt, kann es in Einzelfällen zu Problemen kommen, wenn die LEDs im Leuchtmittel bzw. die fest verbauten LEDs eine zu geringe Stromaufnahme haben.
Was sind Radar-Bewegungsmelder?
Hochfrequenz-Bewegungsmelder werden zum Teil auch als Radar-Bewegungsmelder bezeichnet, da sie ähnlich wie ein Radar funktionieren.
Was sind Präsenzmelder?
Präsenzmelder werden genutzt, um beispielsweise die Anwesenheit von Personen in einem Büro zu erkennen, um die Beleuchtung effizient und stromsparend steuern zu können. Wenn die Personen am Schreibtisch arbeiten, finden keine großen Bewegungen statt. Darum müssen Präsenzmelder auch kleinste Bewegungen der Hände oder Arme erkennen und die Beleuchtung weiter aktiviert lassen.
Was sind HKL-Präsenzmelder?
Die Abkürzung HKL steht für Heizen, Klimatisieren und Lüften. Mit diesen Meldern können die jeweiligen Anlagen bei Anwesenheit von Personen in den Komfort-Modus und bei Abwesenheit in einen Energiespar-Modus geschaltet werden.
Wieso lösen Bewegungsmelder manchmal ohne erkennbare Bewegung aus?
PIR-Bewegungsmelder reagieren bekanntlich auf Temperaturunterschiede, die sich bewegen. Im Außenbereich können beispielsweise Vögel, die nahe am Sensor vorbeifliegen, eine Schaltfunktion auslösen. Aber auch die Verdunstungskälte eines nassen Blattes, das der Wind vor den Sensor hin und her bewegt, kann ausreichen. Im Innenbereich können Warmluftblasen eines Heizkörpers oder auch anwesende Haustiere eine Fehlschaltung auslösen. Ultraschall-Bewegungsmeldern sollten nicht in der Nähe von starken Schallquellen, hinter Vorhängen, über Wärmequellen oder im Bereich von Lüftungsöffnungen angebracht werden, um Fehlschaltungen zu vermeiden.
Was sind Dualmelder?
In Dualmeldern werden verschiedene Sensortypen gleichzeitig genutzt, um eine zuverlässige Bewegungserkennung zu ermöglichen. Sie verfügen beispielsweise über einen PIR-Sensor und einen Ultraschall- oder Radar-Sensor.
Was sind Funk-Bewegungsmelder?
Funk-Bewegungsmelder benötigen keine direkte Drahtverbindung zur angeschlossenen Leuchte. Der Schaltbefehl wird drahtlos per Funk an einen Empfänger übertragen, der dann mit der Leuchte verkabelt ist.
Was sind Smart Home Bewegungsmelder?
Smart Home Bewegungsmelder lassen sich in die vorhandene Smart Home Licht-Steuerung des Gebäudes mit einbinden und per App einrichten. Die automatisierte Smart Home Lichtsteuerung sorgt dann für effektive Energieeinsparung bei maximalem Komfort.
Smart Home Ratgeber
Das Angebot an Smart Home-Systemen ist riesig: Ihnen stehen viele unterschiedliche Hausautomationssysteme zur Auswahl.
In unserem Smart Home Ratgeber finden Sie nützliches und interessantes Wissen rund um alle Anwendungsgebiete zu Thema Smart Living.
Wir erklären Ihnen worauf Sie bei der Auswahl eines Smart Home-Systems achten müssen und welche Möglichkeiten und Vorteile ein intelligentes Zuhause bietet.