Wie funktioniert ein Infrarotsensor?

Infrarot – ein Wort, das wir alle schon unzählige Male gehört haben. Doch auch wenn wir wissen, dass Infrarot mit Wärme und der Temperatur zusammenhängt, können sich die meisten Menschen unter diesem Begriff nicht wirklich etwas vorstellen. Wir wollen Ihnen heute die Funktionsweise von Infrarotsensoren vorstellen und Ihnen aufzeigen, in welchen Bereichen diese Verwendung finden.

Wie funktioniert ein Infrarotsensor?

Auch wenn die Infrarotstrahlung für das menschliche Auge nicht sichtbar sind, können wir dennoch die Wärme auf unserer Haut spüren. Sie gilt als besonders schonend und wohltuend für unsere Haut und besitzt aus diesem Grund auch den Beinamen „Wärmestrahlung“. Das Wort Infrarot stammt ursprünglich aus dem Lateinischen und bedeutet in etwa „unterhalb“. Dies verdeutlicht uns noch mehr, dass diese Art von Strahlung in einem Bereich der elektromagnetischen Strahlung liegt, die sich unterhalb des sichtbaren Lichtspektrums befindet.

Nun wollen wir einen Blick auf die Funktionsweise des Infrarotsensors werfen. Er kann auch als passiver Infrarotdetektor bezeichnet werden. Da dieser Begriff lang und umständlich zu formulieren ist, wird der Sensor im Alltag generell als PIR, infrared sensor, Infrarot PIR oder PIR Sensor genannt. Die Abläufe im Inneren der PIR Sensoren können in vier einzelne Schritte aufgeteilt werden:

  • Über eine Öffnung, die sich oftmals an der Vorderseite des Geräts befindet, gelangt die Infrarotstrahlung in das Innere. Der empfindliche Sensor, welcher die Infrarotstrahlung misst und analysiert, ist im Zentrum des Geräts platziert.

  • Sollten sich mehrere Sensoren innerhalb eines Gerätes befinden, erzeugen sie in der Regel elektrische Spannung, um auf die fehlende oder sich veränderte Wärmequelle zu reagieren. Im Normalfall wurden die Sensoren mit der Hilfe pyroelektrischer Materialien hergestellt.

  • Diese pyroelektrische Oberfläche der Sensoren überträgt die empfangene Wärme an den Bewegungsmelder mithilfe einer Schaltplatte.

  • Im Anschluss daran wird ein Alarm ausgelöst, der häufig lediglich ein Licht aktiviert.

In welchen Bereichen können Infrarotsensoren benutzt werden?

Infrarotsensoren kommen in zahlreichen Bereichen zum Einsatz, da die Wärmestrahlung ganz besondere Eigenschaften besitzt. So verwenden viele Geräte Technologie, welche auf Infrarotstrahlung zurückgreift, ohne dass wir uns dessen bewusst sind.

Die Infrarotsensoren werden somit beispielsweise bei der kontaktlosen und berührungslosen Messung von Wärme eingesetzt. Ganz konkret heißt dies, dass Thermometer zum Messen der Temperatur auf die Infrarotstrahlung setzen. Aber auch Wärmebildkameras greifen auf die gleiche Technik zurück. Sie werden oftmals beim Militär eingesetzt, um das Einsatzgebiet auf Feinde und versteckte Fallen zu untersuchen. Mittlerweile werden die Wärmekameras allerdings auch im zivilen Bereich angewendet. So greifen heutzutage die Feuerwehr, die Industrie, Baufirmen und Firmen, die auf Fotovoltaik spezialisiert sind, auf Infrarotsensoren in Wärmebildkameras zurück.

Außerdem werden die Infrarotsensoren auch zur Datenvermittlung ohne Kabel verwendet. Jedes Produkt, mit dessen Hilfe wir unsere elektronischen Geräte bedienen können, ist also ebenfalls mit der Infrarottechnologie ausgestattet. Dazu zählen vor allem Fernbedienungen für den Fernseher, für die Garage oder für den CD-Player.

Zu guter Letzt werden Infrarotsensoren auch häufig eingesetzt, um Bewegungen im Dunkeln erkennen zu können.

Infrarotsensoren für den Außenbereich

Bewegungsmelder lassen sich heutzutage nicht mehr nur vor öffentlichen Einrichtungen, Firmen, Krankenhäuser, Schulen und Universitäten finden, sondern werden schon seit langer Zeit auch im privaten Bereich eingesetzt. Sie werden häufig an Hauseingängen und Auffahrten eingesetzt, um als Lichtquelle zu dienen. Weiterhin können sie die Anwohner allerdings auch vor Einbrechern oder Tieren warnen.

Die Bewegungsmelder können durch Ultraschall, durch elektromagnetische Wellen, durch Kamerasensorik oder durch Infrarotstrahlung betrieben werden. Generell kann allerdings gesagt werden, dass die Privathaushalte vor allem den Bewegungsmelder verwenden, welcher einen Passiv-Infrarot Sensor besitzt. Denn diese Geräte zeichnen sich durch einen niedrigeren Preis aus und sind für den gewünschten Zweck mehr als ausreichend. Die meisten Haushalte schaffen sich den Bewegungsmelder schließlich für Außen an, um ihren Eingangsbereich zu beleuchten und zu überwachen. Zwar wird sich die LED-Lampe auch einschalten, wenn Tiere vorbeilaufen oder der Infrarotsensor die Wärme eines Autos registriert, doch in der Regel stört dies nicht weiter.

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Bei modernen Bewegungsmeldern lassen sich häufig auch die Einschaltdauer, die Umgebungshelligkeit und der Erfassungsbereich regulieren. Weiterhin lassen sich viele Geräte auch mit dem Smart Home verbinden und können somit auch als Alarmanlage fungieren.

Infrarotsensoren für den Innenbereich

Für innen eignen sich die Bewegungsmelder vor allem in selten benutzten Räumen. Dazu zählen in erster Linie Kellerräume, Treppen, Flure und Vorratskammern. Durch die Beleuchtung per Bewegungsmelder sparen sich die Besitzer somit eine Menge Energie und Strom und müssen sich nicht mehr manuell um das Aus- und Einschalten des Lichts kümmern. Weiterhin befestigen immer mehr Menschen LED-Streifen Bewegungsmelder unter ihrem Bett. Was zunächst bizarr klingt, hat eine ganz einfache und logische Erklärung. Denn gerade nachts kommt es immer wieder vor, dass wir wegen Durst in die Küche gehen oder auf die Toilette müssen. Die Augen sind so kurz nach dem Schlaf allerdings noch an die Dunkelheit gewöhnt, weswegen die meisten Menschen es vermeiden, den Lichtschalter zu betätigen. Dadurch entstehen dann jedoch leicht Unfälle und man kann sich unter Umständen schwer verletzen. Durch den unauffälligen Bewegungsmelder, welcher unterhalb des Bettes angebracht ist, kann dies vermieden werden. Denn er durchflutet den Raum mit einem sanften, unauffälligen Licht, welches uns sämtliche Objekte und Hindernisse aufzeigt.

Die Bewegungsmelder sind allerdings nicht in allen Bereichen des Hauses geeignet. Denn gerade in Büroräumen würde sich der klassische Bewegungsmelder immer wieder an- und ausschalten, da die Bewegungen der Angestellten an den Computern häufig zu fein und klein sind, um von den Sensoren registriert zu werden. Aus diesem Grund greifen Firmen in ihren Büros häufig auf die Installation und Montage von Präsenzmeldern zurück. Diese verfügen über eine präzisere Sensorik und registrieren winzige Bewegungen. Weiterhin achten die Präsenzmelder auch auf die veränderten Lichtverhältnisse und schalten sich bei ausreichend verfügbaren Tageslicht selbstständig aus.

Firmen und öffentliche Einrichtungen greifen allerdings gerade in Toiletten, Fluren und Tiefgaragen lieber auf die Bewegungsmelder zurück. Sie erfüllen ihren Zweck und bieten dennoch den gewünschten Komfort. Außerdem lässt sich durch ein clever ausgewähltes Modell der ein oder andere Euro sparen.

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Bitte beachten Sie folgende Hinweise bei der Installation und Montage Ihres Infrarot Bewegungsmelders: Bringen Sie den Bewegungsmelder nicht in der Nähe einer Wärmequelle an. Denn gerade in der Küche, kann der Melder durch Wasserdampf oder Rauch irritiert werden und fälschlicherweise sein Licht anschalten.