PIRモーションセンサーとは何ですか？

部屋に入ったとたんに自動で照明が点灯する仕組みに興味はありませんか？あるいは、どのようにして セキュリティシステムが動きを検知 アラームを作動させたいですか？この記事では、PIRモーションセンサの魅力的な世界を掘り下げていきますので、これ以上見ていない。あなたがDIYの愛好家であるか、単にこれらのデバイスの背後にある技術を理解することに興味があるかどうか、我々は、PIRモーションセンサーが何であるか、それがどのように動作し、その様々なアプリケーションを探検します。自動照明からセキュリティシステム、さらには非接触温度計まで、この独創的な技術に隠された秘密を解き明かす準備をしよう。

内容

• PIRモーションセンサーとは
• PIRモーションセンサの仕組み
  • 焦電センサー
  • レンズ
• PIR検出範囲とパターン
• PIRアプリケーションを設計する際の注意点
  • センサーの配置
  • 検出範囲
  • 感度調整
  • 環境要因
  • 電源
  • 他のシステムとの統合
  • ロックアウト時間とパワーオンディレイ
• PIRモーションセンサアプリケーション
  • 自動照明
  • セキュリティ・アプリケーション
  • PIR非接触温度計
  • ペット免疫PIRモーションディテクタ

PIRモーションセンサーとは

PIR (パッシブ赤外線) モーションセンサー の変化を測定することで動きを検出する装置である。 赤外放射.人体を含む温かい体や温かい物体から放射される赤外線のレベルを特に検出する。赤外線放射は赤外線の波長で放出されるため、人間の目には見えません。PIRセンサーは以下の影響を受けません。 可視光そのため、明るい場所でも暗い場所でも効果的に働くことができる。

PIRセンサーは、焦電センサーとフレネルレンズと呼ばれるレンズの2つの主要部品で構成されています。焦電センサーは丸い金属製ハウジングの中心にある長方形の結晶です。センサーの前にある物体の温度と表面特性によって変化する赤外線放射量の変化を検出します。センサーは レンズ 赤外線信号を焦電センサーに集中させます。赤外線をセンサーに集中させ、動きを正確に検知する感度を高めます。

PIRモーションセンサは、彼ら自身が熱やエネルギーを放出しないため、パッシブです。PIRモーションセンサーは、視野内の暖かい物体から放射される赤外線を検知する。そのため、高効率で、自動照明システム、セキュリティシステム、非接触温度計など、さまざまな用途に適しています。

PIRモーションセンサの仕組み

PIRモーションセンサは、人間や動物などの生物が発する放射線を検知するように設計されています。暖かい物体や人がPIRモーションセンサの検出範囲内で動くと、赤外線を放射し、センサのレンズがこの放射を焦電センサに集束させます。赤外線がセンサーに到達すると、焦電材料の電荷が変化します。

この電荷の変化が電気信号に変換され、センサーの回路で処理される。電荷の変化がある閾値を超えると、センサーがトリガーとなり、接続された機器やシステムに信号が送られ、動きの存在を示す。

PIRモーションセンサーは、入力と出力に影響を与える変数が複数あるため、他のセンサーよりも複雑です。PIRセンサーの2つの主要部品は、焦電センサーとレンズです：

焦電センサー

焦電センサーはPIRモーションセンサーの主要部品です。焦電センサーは、そのサポート回路、抵抗、コンデンサーとともに、赤外線のレベルを検出し、デジタル出力パルスに変換する役割を担っています。このデジタル出力パルスは、動きが検出されたかどうかを示します。

焦電センサーは密閉された金属缶に収納され、ノイズ、温度、湿度に対する耐性を向上させています。センサーには、赤外線を透過する材料で作られた窓があり、通常はコーティングされたシリコンでできています。

焦電センサーの内部には、2つの平衡赤外線センサー（電極）がある。これらの電極は、動きがないときに互いに打ち消し合うように配線されています。つまり、動きがないときは、両方のスロットが同じ量の赤外線を検出し、出力信号はゼロになります。人間や動物のような温かい体が通り過ぎると、センサーの片側半分を遮り、両半分の間に正の差分変化が生じる。温体が感知領域を離れ、センサーのもう半分を遮ると、負の差動変化が生じる。このような電圧の変化を検知することで、PIRモーションセンサーは動きを検知することができる。

レンズ

レンズはPIRモーションセンサーのもう一つの重要な部品である。レンズは検知エリアの広さ、範囲、検知パターンを決定する。PIRモーションセンサのレンズは、一般的に半透明の窓が付いているプラスチック製のケーシングに収納されています。この窓は赤外線エネルギーの侵入を許すと同時に、異物がセンサーの視野を遮ったり、誤報を引き起こしたりする可能性を低減する。窓に使用されているプラスチックは赤外線に対して透明であるため、センサーは希望の赤外線エネルギーを受け取ることができます。 波長.窓は集光機構としても機能し、赤外線エネルギーをセンサー表面に導くのに役立ちます。光を集光し、より広い範囲の赤外線をセンサーに届けます。レンズはいくつかのファセット部分に分割され、それぞれが独立したフレネルレンズとして機能する。 

フレネルレンズは、プラスチックに刻まれた同心円状の溝で構成され、平行光線を焦点に集める個々の屈折面として機能する。フレネルレンズはサイズが小さいにもかかわらず、従来の光学レンズと同様に光を集光することができます。この設計により、互いにインターリーブされたさまざまな検出エリアが形成され、より広い視野で動きを検出するセンサーの能力が向上する。サブレンズが交互に配置されているため、レンズの中心は不一致に見え、それぞれがPIR検出素子の異なる半分を指している。

このレンズはまた、太陽光や紫外線などの不要な赤外線を遮断するのにも役立つ。 人工照明これは誤報を誘発する可能性があります。赤外線を焦電センサーに集光し、赤外線の変化を正確に検知します。

フレネルレンズ設計に加え、PIRモーションセンサには赤外線エネルギーをさらにセンサに集束させるために、内部に分割されたパラボラミラーを組み込んでいるものもあります。これらのミラーはセンサーの感度と範囲を向上させることができます。しかし、このような場合、プラスチック窓カバーは一般的にフレネルレンズを内蔵していません。

レンズを使用することで、PIRモーションセンサーは指定された範囲と視野内の動きを効果的に検知することができます。PIRセンサーは、特定の検知範囲とパターンを提供するために異なるレンズで構成することができ、アプリケーションの要件に基づいてカスタマイズすることができます。

焦電センサーとレンズの組み合わせにより、PIRモーションセンサーは、人間やその他の望ましいターゲットを正確に検知し、反応することができるため、自動照明、セキュリティシステム、非接触温度計など、さまざまな用途で貴重なコンポーネントとなっている。

PIR検出範囲とパターン

PIRセンサーの検知範囲は、センサーが動きを監視できる範囲です。この検知範囲は通常、180度や360度といった角度で表され、センサーの視野範囲を示します。

PIRセンサーの検出パターンは、その設計に使用されるレンズやミラーによって決定される。PIRセンサーは多くの場合、分割されたレンズまたはミラーセグメントを使用して視野を複数のゾーンに分割します。各ゾーンは特定の検知エリアに対応している。物体や人が検出範囲内で動くと、PIRセンサーは物体から放射される赤外線の変化を検出します。センサーは各ゾーンの変化を個別に分析し、動きがあるかどうかを判断します。このセグメント化されたアプローチにより、環境要因や目的の検知エリア外の物体の動きによる誤報を減らすことができます。

PIRセンサーの検出範囲とパターンは、特定のモデルと設計によって異なる場合があります。視野が狭いセンサーもあれば広いセンサーもあり、検出ゾーンの数、形状、分布、感度もさまざまです。例えば、これらのPIRセンサーは、リバーシブルのオリエンテーションミラーを備えており、広い範囲をカバーすることも、非常に狭いカーテンをカバーすることもできます。360度を含む広い視野を持つPIRセンサーは、通常、天井取り付け用に設計されています。

PIRモーションセンサーを使用する場合、検知範囲とパターンに関して留意すべき点がいくつかある：

• 動きを監視する必要がある特定のエリアを決定し、適切なカバー角度を持つPIRセンサーを選択します。十分なカバー範囲を確保するために、空間のサイズとレイアウトを考慮してください。PIRセンサーの中には感度を調整できるものもあり、動きのレベルがまちまちな環境や誤報が多い環境で役立ちます。
• PIRセンサーの適切な配置と位置は、最適な検知のために重要です。センサーの視野が妨げられないように、取り付けの高さ、角度、潜在的な障害物などの要因を考慮する必要があります。PIRセンサーのハウジングには通常プラスチック製の窓があり、赤外線エネルギーの侵入を許すと同時に、異物がセンサーの視界を遮ったり、誤報を引き起こしたりする可能性を減らします。プラスチック窓は、人間が発する赤外線に最も近い波長に制限するフィルターとしても機能します。

PIRアプリケーションを設計する際の注意点

設計時 パッシブ赤外線アプリケーション最適なパフォーマンスと機能性を確保するために考慮すべきいくつかの要因があります。考慮にこれらの考慮事項を取ることによって、あなたのPIRモーションセンサーの有効性を最大化し、信頼性の高い効率的なシステムを作成することができます。

センサーの配置

を配置した。 PIRモーションセンサー は、正確な検知に不可欠です。センサーは、監視区域を見通せる場所に設置してください。センサーを熱源の近くに設置しないでくださ い。 直射日光を引き起こす可能性がある。 誤報 または不正確な読み取りを行う可能性があります。さらに、外部からの強い赤外線源はセンサーに過負荷を与え、誤報を誘発する可能性があるため、センサーが窓から「見えない」ように取り付けられていることを確認してください。

検出範囲

特定のアプリケーションに必要な検出距離を考慮してください。必要なエリアを効果的にカバーするのに適した検知範囲のPIRセンサーを選びます。検知範囲が広いと、感度設定を高くする必要があり、誤報の可能性が高くなることに留意してください。

感度調整

ほとんどのPIRモーションセンサーは、感度レベルを調整することができます。この調整は、センサーが検出された動きに応答してアラームをトリガしたり、デバイスをアクティブにする方法を簡単に決定します。異なるシナリオでセンサーをテストし、それに応じて調整することにより、感度と誤報の間の適切なバランスを見つける。センサーの中には、感度のしきい値を高く設定したり、床上の動きを検知しないように部屋の上部に焦点を当てたりすることで、家庭内のペットを「無視」するように設計されているものもあります。

環境要因

PIRモーションセンサーは温度、湿度、気流などの環境要因の影響を受けることがあります。これらの影響を最小限に抑えるには、PIRセンサーをシリコンなどの温度や湿度の影響を受けにくい素材の中に密閉してください。温度が変化して誤報を誘発する可能性があるため、センサーの窓に空調換気口から熱風や冷風が吹き付ける位置にセンサーを設置することは避けてください。

電源

PIRアプリケーションの電源要件を考慮してください。お使いの電源に適合するセンサーを選び、アプリケーションの消費電力要件を満たしていることを確認してください。

他のシステムとの統合

PIRセンサーをアラーム、照明、ホームオートメーションシステムなどの他のシステムやデバイスと統合する場合は、コンポーネント間の互換性と適切な通信を確保します。シームレスな統合に必要なプロトコルやインターフェースを考慮してください。

ロックアウト時間とパワーオンディレイ

PIRセンサーにはロックアウト時間と電源オン遅延時間があります。通常約2秒間のロックアウト時間中は、誤作動を防ぐために検知された動きは無視されます。さらに、PIRセンサーは周囲の赤外線シグネチャーを学習するため、電源オン後約30秒から60秒のキャリブレーション期間を必要とします。誤報を防ぐため、この較正期間中はいかなるトリガーも無視します。

PIRモーションセンサアプリケーション

PIRモーションセンサは、低消費電力、低コスト、使いやすさで人の動きを検知し、様々な機器やシステムのトリガとなるため、幅広い用途で使用されています。しかし、PIRセンサーには限界があり、人の数やセンサーへの近さに関する情報は得られません。さらに、家のペットによってトリガーされることもあるため、状況によっては実験や微調整が必要になることもある。

PIRモーションセンサの一般的な用途をいくつか見てみよう。

自動照明

自動照明はPIRモーションセンサの応用として広く使われており、様々な場面で利便性とエネルギー効率を提供している。人が部屋やエリアに入ると、PIRモーションセンサーがその動きを検知し、照明が点灯するトリガーとなります。これにより、手動スイッチの必要がなくなり、必要なときだけ照明が点灯するため、省エネと電気料金の削減が実現します。

PIRモーションセンサーは、検出範囲内の赤外線放射の変化を検出することによって動作します。人がセンサーの視野内を移動すると、体温によって赤外線が放射され、センサーによって検知される。その後、センサーは照明システムに信号を送り、照明の点灯を指示する。

初期化シーケンス（電源を入れてから通常約30秒から60秒かかる）の間、PIRモーションセンサーは周囲の赤外線シグネチャーを学習することで、それ自身を環境に適合させます。この較正時間中に誤トリガーが発生する可能性があるため、この時間内のトリガーは無視する必要があります。自己キャリブレーション中にセンサーの前で動くことを最小限に抑えることは、キャリブレーションプロセスへの干渉を避けるのに役立ちます。

自動照明システムでは、PIRモーションセンサー内の電子回路は通常、主電源電圧をスイッチングできる一体型リレーを制御する。これにより、PIRは動きを検知すると、それに接続された照明を作動させることができます。このアプリケーションは、一般的に次のような屋外のシナリオで採用されています。 セキュリティ照明 例えば、暗闇の中で鍵を見つけやすくするために玄関周辺を照らすなどである。自動照明は、公衆トイレ、ウォークインクローゼット、廊下など、照明の自動制御が有益な場所にも導入できる。必要なときだけ照明を作動させることで、エネルギーの節約を達成することができ、利用者がその場を離れるときに忘れずに照明を消すことに依存することもない。

セキュリティ・アプリケーション

PIRモーションセンサーは、幅広いセキュリティ用途に使用できるため、どのようなセキュリティシステムにも付加価値あるものとなる。

侵入検知

PIRモーションセンサは、敷地内への不正侵入を検出するために、多くの場合、防犯アラームシステムに統合されています。これらのセンサーは、検出範囲内で移動する人の体から放出される熱を検出することができます。何らかの動きが検出された場合、センサーはアラームをトリガーし、居住者またはセキュリティ監視サービスに警告を発します。

周辺保護

PIRモーションセンサー は、敷地の外周に沿って戦略的に配置することで、不正アクセスを検知することができます。ドア、窓、ゲートなどの主要な侵入口をカバーすることで、これらのセンサーは効果的に周囲を監視し、何らかの動きが検出された場合にアラームを作動させることができます。

屋外セキュリティ

PIRモーションセンサは、一般的に屋外のセキュリティアプリケーションに使用されます。彼らは、付近の任意の動きを検出するために屋外の照明器具やスタンドアロンユニットにインストールすることができます。これは、潜在的な侵入者を抑止し、プロパティの全体的なセキュリティを強化するのに役立ちます。例えば、犯罪を抑止したり、暗闇で鍵を探すなどの実用的な目的で、動きが検知されたときにセキュリティ照明が点灯するように設定することができます。

ビデオ監視

PIRモーションセンサーは、ビデオ監視システムと統合することで、その効果を高めることができます。PIRセンサーが動きを検知すると、ビデオ映像の録画が開始され、セキュリティ担当者は動きを検知するまでの出来事を確認することができます。この機能は、潜在的な脅威を特定し、セキュリティ・インシデントが発生した場合の証拠を撮影する際に特に役立ちます。

アクセス・コントロール

PIRモーションセンサは、制限区域内の個人の動きを監視するためのアクセス制御システムに使用することができます。動きを検知することで、ドアやゲートのロックを解除し、許可された人物の侵入を可能にします。これにより、許可された個人のみが機密エリアにアクセスできるようになり、セキュリティのレイヤーがさらに高まります。

パニックアラーム

PIRモーションセンサーをパニックアラームシステムに組み込むことで、緊急事態におけるセキュリティの追加レイヤーを提供することができます。これらのセンサーは、苦痛を示す特定の動きのパターンやジェスチャーを検出するようにプログラムすることができます。トリガーされると、センサーはアラームを作動させ、セキュリティ要員または緊急サービスに通知し、即座に支援を求めることができます。

PIR非接触温度計

PIR非接触温度計は、PIRモーションセンサーを利用して、物理的な接触を必要とせずに物体の温度を測定するタイプの温度計です。この技術は、動く物体や高温の表面の温度を測定する場合や、二次汚染が懸念される環境など、接触型温度計が実用的でない、あるいは安全に使用できないような状況で特に役立ちます。

非接触温度計のPIRモーションセンサーは、物体から放射される赤外線を検出します。絶対零度以上の物体はすべて赤外線を放射し、この放射の強さは物体の温度に直接関係しています。PIRセンサーは検出された放射を電気信号に変換し、それを処理して物体の温度を決定する。

PIR非接触温度計の興味深い用途のひとつに、遠隔地の物体の測定がある。このような設計では、PIR回路は離れた場所から物体の温度を測定するために使用されます。PIRセンサーからの出力信号は、観測される物質の赤外線スペクトルに特化した校正に従って評価される。この校正により、比較的正確で精密な温度測定を遠隔で行うことができる。

PIR非接触温度計は、観察する材料の種類に合わせた校正がなくても、温度変化に対応する赤外線放射の変化を測定することができます。しかし、実際の温度値は校正なしでは計算できません。

PIR非接触温度計は、そのスピードと利便性から様々な用途に最適です。離れた場所から瞬時に温度を読み取ることができるため、産業用、医療用、そして家庭用にも適しています。工業用では、PIR非接触温度計は、機械、モーター、その他の機器の温度を、物理的な接触なしに測定できるため、安全性と効率が向上します。医療用途では、交差汚染のリスクなしに体温を測定するために一般的に使用されています。

ペット免疫PIRモーションディテクタ

ペット免疫PIRモーション検出器は、ペットによって引き起こされる誤報を最小限に抑えるように設計されているPIRモーションセンサの特殊なタイプです。それはペットとの世帯のための理想的な選択をするペットおよび潜在的な侵入者の動きを区別する高度な技術を組み込む。

従来のPIRモーションセンサーは、検知範囲内の赤外線の変化を検知するため、ペットを含むあらゆる動きがセンサーのトリガーとなり、誤報につながる可能性がありました。しかし、ペット免疫PIRモーション検出器は、この問題を克服するために様々な方法を利用しています。

ペット免疫PIRモーション検出器で使用される一般的な方法の一つは、重量のしきい値を設定することです。これは、検出された動きが一定の重量制限を超えた場合にのみ、センサーがアラームをトリガすることを意味します。そうすることで、猫や小型犬などの小さな動物は、潜在的な侵入者として検出されず、誤報の可能性を減らすことができます。大型のペットを飼っている場合は、侵入者として誤って検知されないように、より高い重量しきい値を持つ検知器を選ぶことが不可欠です。

もう一つの方法は、複数の検知ゾーンを使用することである。これらの検知器は、検知エリアを異なるゾーンに分割し、各ゾーン内の動きパターンを分析する。そうすることで、ペットの動きと人間の動きを区別することができる。例えば、下側のゾーンでのみ動きが検出された場合、それはペットによるものである可能性が高い。

差動増幅器構成はまた、視野の平均温度を相殺するために使用され、短時間の閃光やフィールド全体の照明によって引き起こされる誤った指示の可能性を低減します。また、同相干渉を最小限に抑え、近傍の電界によるトリガーに抵抗するディテクターの能力をさらに高めています。

検出器を適切な高さに設置することで、ペットによる誤報の可能性を最小限に抑えることができます。また、角度を調整することで、ペットが歩き回る可能性の高い場所を避けながら、目的のエリアを確実にカバーすることができます。