Bewegungsmelder - PIR & HF erklärt
Die wichtigsten Sensortechniken der Bewegungsmelder erklärt.

Soll das Licht automatisch angehen, wenn sich jemand der Haustüre nähert, oder soll sich das Licht im Treppenhaus anschalten, wenn man sich dort aufhält? Hier kommen Bewegungsmelder zum Einsatz. Zwangsläufig kommt man allerdings zu dem Punkt: was hat es mit einem PIR- oder HF-Sensor auf sich?


Ein Bewegungsmelder hat die Aufgabe, über einen Sensor Bewegungen im überwachten Bereich zu erkennen. Ein Bewegungsmelder ist also geradezu prädestiniert dafür, Licht einzuschalten. Es gibt mehrere Arten von Bewegungsmeldern: ein Bewegungsmelder kann aktiv mit elektromagnetischen Wellen (z. B. HF oder Dopplerradar), mit Ultraschall (Ultraschall-Bewegungsmelder) oder passiv anhand der Infrarotstrahlung (PIR, IR) der Umgebung arbeiten; es gibt auch Kombinationen davon.

Viele Geräte verfügen zusätzlich über einen Näherungsschalter und oder auch über einen integrierten Dämmerungsschalter. Dieser schaltet das Licht in Abhängigkeit von dem vorherrschenden Umgebungslicht ein. Nach Ablauf einer Zeit (zum Teil einstellbar) wird das Licht wieder ausgeschaltet.

Unterschiede zwischen PIR und HF-Technik

Ein Bewegungsmelder mit PIR-Technologie und passivem Infrarotsensor erfasst die unsichtbare Wärmestrahlung von sich bewegenden Körpern. Vorteile der HF- gegenüber der PIR-Technologie sind z. B. die präzise Erfassung bei hohen Temperaturen und die Erfassung durch durchlässige Materialien hindurch. HF Sensoren funktionieren optimal, wenn sich Personen frontal auf das Gerät zu bewegen. PIR-Melder hingegen funktionieren am besten, wenn Personen sich quer zum Melder bewegen.


PIR-Sensor

Der PIR Sensor (engl: passive infrared) reagiert auf sich ändernde Wärmestrahlung im erfassten Infrarotbereich. Menschen (und Tiere) senden durch Körperwärme Strahlen in diesem Wellenbereich aus. Diese Strahlung wird vom Sensor erkannt. Der Erfassungswinkel des PIR Sensors beträgt meistens 120°. Auf eine Änderung der Sonneneinstrahlung reagiert der PIR Sensor nicht, nur auf Objekte, die sich an ihm vorbei bewegen. Vom Sensor selbst wird keine Energie ausgesendet, wie dies bei Aktiv-Infrarotsensoren der Fall ist. Deshalb wird er auch als Passiv-Infrarotsensor bezeichnet.

PIR-Sensor Bewegungsmelder

Unter einer Kuppel aus Sammellinsen, befindet sich die Sensorfläche. Die milchige Kunststoffkuppel ist für Licht im Infrarotbereich durchsichtig. Im Innern des Sensors befindet sich ein Gitter, welches dazu dient die permanente Strahlung zu unterbrechen, so dass der Sensor unterscheiden kann, ob weiterhin eine Schaltung des Lichts erforderlich ist- das bedeutet das Licht bleibt an, bis das Objekt aus dem Erfassungswinkel heraustritt und keine Wärmesignal mehr zurückgesendet wird.

In der Regel haben diese Bewegungsmelder eingebaute Dämmerungsschalter, sodass sich das Licht nur bei Dämmerung / Dunkelheit selbstständig einschaltet. Meistens lassen sich zwei Parameter einstellen. 1. Die Einschaltdauer: das bedeutet wie lange das Licht eingeschaltet bleiben soll und 2. die Umgebungshelligkeit: das bedeutet, es ist einstellbar ab welcher Dunkelheitsschwelle der Melder agieren soll.

Hochfrequenz-Sensor (HF)

Die HF-Methode verfährt nach dem Prinzip der Radarmessung. Der HF-Sensor sendet elektromagnetische Wellen mit einer Frequenz von 5,8 GHz aus. Trifft das Signal auf einen unbeweglichen Körper – etwa auf ein Möbelstück, wird es mit derselben Frequenz reflektiert. Bewegt sich aber ein Mensch im Raum auf den Sensor zu oder von ihm weg, erhöht bzw. verringert sich die Frequenz des reflektierten Signals. Diese Veränderung registriert der Sensor als Bewegung und schaltet daraufhin das Licht ein.

Hochfrequenz-Sensor Bewegungsmelder

Das bedeutet Wärme spielt bei dieser Art von Sensor keine Rolle. Strahlen werden abgegeben, reflektiert und jegliche Veränderungen in der Entfernung gemeldet.

Die Erkennung kann horizontal, vertikal und auch durch dünne Schichten von Glas erfolgen. Dadurch, dass die Sensibilität sehr hoch ist, eignet sich der HF-Sensor eher für Innenbereiche. Mittlerweile gibt es auch Hersteller, die mit softwareseitigen Filtern Büsche, Bäume, Katzen und ähnliches herausfiltern, sodass ein intelligenter HF-Sensor zustande kommt, der auch für Außenbereiche geeignet ist.

Der Stromverbrauch eines Bewegungsmelders

Jeder Bewegungsmelder hat einen unterschiedlichen Stromverbrauch. Um es genau zu ermitteln, benötigt der Elektriker oder Lichtplaner die technischen Daten des jeweiligen Geräts. Für den Schaltungsprozess (z. B. den Befehl: „Licht an“ und die Überwachung des Abdeckungsradius) wird nur minimal Energie benötigt. Der hierfür nötige Stromverbrauch liegt im untersten Bereich. Mit einem herkömmlichen Energiemessgerät kann man den Stromverbrauch eines Bewegungsmelders nicht messen.


Als Beispiel: ein gängiger Steinel-Sensor etwa hat einen Stand-By-Verbrauch von ca. 0,8W. Bei diesem Stromverbrauch würde man auf jährliche Stromkosten von etwa 2.- Euro kommen, je nach Tarif. Es kommt aber immer auf das einzelne Gerät an und natürlich auch darauf, wie oft der Bewegungsmelder aktiv ist.

Bei Varianten mit Dämmerungssensor kann man ganz gut den Aktionszeitraum eingrenzen und wer z. B. spätnachts keine Aktivität mehr wünscht, könnte noch zusätzlich eine Zeitschaltuhr auf den Stromkreislauf bringen, die sicherstellt, das in einem bestimmten Zeitfenster, z. B. von 1-5 Uhr morgens gar kein Licht angeht. Hochwertige Bewegungsmelder für Außenbereiche haben häufig Filter um Bewegungen von Büschen und Tieren auszugrenzen, Abdeckplättchen um Nachbargrundstücke und Straßen aus dem Erfassungsbereich herauszunehmen oder die Sensibilität kann am Gerät selbst eingestellt werden.


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