PIR senzor – Passive Infrared Sensor – je zařízení, se kterým se setkáváme všude, kde je potřeba detekovat pohyb lidí, zapínání/vypínání světel na chodbách, ostraha domů, apod. Princip jeho funkce je poměrně jednoduchý, ale na začátku si musíme vysvětlit tři důležité pojmy.
Infračervené záření – je část elektromagnetického spektra, která leží hned za červenou částí viditelného spektra, odpovídá rozmezí vlnových délek od 700 nm do 1 mm, frekvenčně je rozsah od 430 THz do 300 GHz. Jedná se o tzv. tepelné záření.
Pyroelektrický jev – tento jev vykazují některé krystalické materiály. Dokáží generovat dočasné elektrické napětí při změně teploty (ochlazení nebo ohřátí). Pyroelektrické materiály jsou zároveň i piezoelektrické, tzn., že se nabíjejí při stlačování.
Fresnelova čočka – speciálně upravená čočka, vyvinutá v 1. Polovině 19. století. Její výhodou oproti klasické čočce je menší velikost a hmotnost.
Samotný PIR sensor je vytvořen z pyroelektrického krystalu, který dokáže generovat dostatečné napětí při dopadu infračerveného záření (IR). Mezi běžně používané materiály patří nitrid gallitý GaN, dusičnan cesný CsNO3, polyvinyl fluorid –[CH2-CHF-]n, ftalocyanin kobaltu a deriváty fenylpyridinu. Tyto materiály jsou ale citlivé na široké rozmezí vlnových délek záření, proto je nutné před senzor zařadit filtr, který propustí pouze IR záření. Tento filtr je upraven do tvaru Fresnelovy čočky, aby na sensor dopadlo maximum záření.
Aby sensor skutečně detekoval pohyb lidí je nutné ho rozdělit na dvě části. V klidu dopadá na obě části stejné množství záření a jejich potenciál je shodný. Pokud člověk vstoupí před sensor, na jednu polovinu dopadne větší množství IR záření a napětí na ní vzroste. Člověk se dále pohybuje a dostane se před druhou polovinu, čímž zase vzroste její napětí a klesne napětí na první polovině sensoru.
Jelikož je signál z PIR sensoru slabý, je nutné ho vhodným zesilovačem zesílit, v praxi se PIR sensor v pouzdru TO5 nebo podobném pájí přímo do desky, na které je zesilovač.
Odkazy
- Pyroelectricity
- Fresnel lens
- Fresnelova čočka
- Passive infrared sensor
- 30 Years of Passive Infrared Motion Detectors
Další kapitoly
- Základy elektroniky
- Novinky
- Rezistory
- Kondenzátory
- Cívky
- Diody
- Diak
- Triak
- Tyristor
- Trisil
- Tranzistory
- Memristory
- Integrované obvody
- Výpočetní technika
- Komunikace
- Plošné spoje
- Baterie a akumulátory
- Čidla/sensory
- Datasheety