همه اجسام و موجوداتی که دمای آن ها بیش از صفر درجه سانتی گراد باشد، از سطح خود اشعه فرا سرخ (مادون قرمز) ساطع می کنند. این اشعه در طیف فرکانسی چشم انسان قرار ندارد، و به همین دلیل توسط چشم انسان قابل روئیت نمی باشند. PIR، مخفف Passive InfraRed است. حسگرهای PIR جهت تشخیص و شناسایی چنین سیگنال هایی طراحی شده اند. حسگرها، هیچ گونه انرژی یا اشعه ای از خود ساطع نمی کند و فقط از اشعه های ساطع شده از اجسام و موجودات تحت پوشش لنز خود، جهت تشخیص حرکت، استفاده می نماید. این حسگرها توانایی اندازه گیری دما یا حرارت اجسام متحرک را نداشته و فقط طبق اشعه ساطع یا منعکس شده از اجسام، عمل می کند. در این مقاله، به اهمیت نصب حسگر PIR می پردازیم.

نحوه عملکرد حسگر PIR

PIR از یک حسگر پایروالکتریک (PYROELECTIC)، که توانایی تشخیص نور مادون قرمز را دارد ساخته شده است. هر جسمی، مقداری اشعه مادون قرمز سطح پایین از خود ساطع می نماید. اجسام گرم‌ تر نیز پرتو بیشتری از خود ساطع می‌کنند.

حسگر PIR، از دو بخش متشکل می شوند، (ممکن است حسگرهای مادون قرمز از یک جفت حسگر پایروالکتریک برای تشخیص امواج مادون قرمز در محیط اطراف، استفاده ‌کنند. این دو حسگر ( بخش ) در کنار یکدیگر قرار می‌گیرند و هنگامی که تفاوت سیگنال بین دو حسگر ایجاد می گردد، حسگر اصلی تولید آلارم می نماید).

این بخش ها نیز از مواد حساس به نور فراسرخ، ساخته شده اند، که در جلوی لنز قرار دارند و میدان دید آن ها، محدوده تشخیص را تعیین می نماید. هنگامی که سطح مادون قرمز هر دو بخش یکسان باشد حسگر در حالت غیر فعال قرار دارد.

اگر یک بخش نور IR را از بخش دیگر کمتر یا بیشتر دریافت نماید، خروجی آن نسبت به بخش دیگر در وضعیت بالا یا پایین قرار می گیرد. خروجی مقایسه کننده تفاضلی که در حالت عادی صفر (بالانس) می باشد تغییر وضعیت می دهد. این تغییر توسط قسمت A، در شکل زیر نشان داده شده است. وقتی جسم گرم از ناحیه سنجش خارج می‌شود، حسگر تغییرات تفاضلی منفی ایجاد می‌کند. این تغییر توسط قسمت B در شکل زیر، نشان داده شده است. هر دو این تغییرات در پالس، بیانگر تشخیص جسم گرم است که سیگنال‌ مادون قرمز را ساطع می نماید، که نشان دهنده تشخیص حرکت، می باشد.

به منظور مقاومت حسگرهای مادون قرمز در مقابل تغییرات دمایی یا رطوبت، آن ها را درون ماده‌ای مانند، قرار می دهند.

عدسی مورد استفاده در حسگر PIR

هنگام ساخت حسگر PIR، در نظر گرفتن دو نکته مهم است: هزینه کم و حساسیت بالا که با استفاده از درپوش عدسی (لنز فرنل) می‌توان به هر دو این موارد دست یافت. لنز های فرنل، دامنه عملکرد را افزایش می‌دهند، حساسیت را زیاد می‌کنند و الگوی تشخیص را به راحتی تغییر می‌دهند.

کلام آخر در خصوص اهمیت نصب حسگر PIR

در این مقاله، با نحوه عملکرد حسگر های PIR آشنا شدیم، امروزه با پیشرفت تکنولوژی برای کاهش خطا در تشخیص حرکت در محیط و جلوگیری از ایجاد آلارم های کاذب حساسیت این حسگرها قابل تنظیم بوده و انواع مختلفی از این حسگرها جهت استفاده برای موارد خاص طراحی و ساخته شده اند، که می توان به حسگرهای (وزنی – Dual microwave and PIR و PIR  فعال) اشاره کرد.