„PIR (ang. Passive Infra Red - pasywny czujnik podczerwieni) - elektroniczny czujnik montowany w systemach alarmowych, który posiada wbudowany system wykrywania ciepła. Urządzenie to włącza się automatycznie, gdy w zasięgu monitorowanego obszaru znajdzie się człowiek lub inny przedmiot emitujący promieniowanie z zakresu podczerwieni.”
Tyle o tym urządzeniu znajdziemy w Wikipedii. Chcąc przybliżyć wiedzę na temat tego urządzenia oraz obalić kilka mitów głoszonych przez „fachowców” na forach internetowych pokusiłem się o napisanie poniższego artykułu.
Zacznijmy od początku, już sama definicja na Wiki jest lekko myląca. Otóż czujnik ten, ani nie wykrywa ciepła, ani nie widzi w podczerwieni, przynajmniej nie tak jak by wskazywały na to takie sformułowania. Podstawą budowy czujnika jest pyroelemnt, czyli podzespół elektroniczny czuły na ciepło. Wyobraźmy sobie kamerę o rozdzielczości jednego piksela, nie mylę się, jednego piksela. Otóż ten element to taka kamera i może jedynie wskazać natężenie podczerwieni jaka dociera do niego. I tu pojawią się głosy mówiące, że przecież czujnik „widzi” jak poruszamy się po pomieszczeniu. Zaraz o tym opowiem.
Aby uzmysłowić zasadę działania takiego elementu przeniesiemy się do zakresu widzialnego przez człowieka. Wyobraźmy sobie że człowiek to taka żarówka i jeśli wejdzie do pomieszczenia to spowoduje zmianę natężenia światła oraz jego ilość jaka pada na ten nasz jeden piksel.
Elementy te w praktyce wykonywane są w postaci układu scalonego składającego się z pyroelementu od jednego do czterech pikseli i wzmacniacza (tzw. wzmacniacz operacyjny). Zadaniem dalszej elektroniki jest analiza sygnału i na jego podstawie wygenerowanie alarmu. Czujnik reaguje na zmiany natężenia promieniowania podczerwonego. Ponieważ człowiek z reguły ma inną temperaturę od otoczenia poruszając się w przestrzeni powoduje zmiany natężenia światła podczerwonego jakie dociera do naszej „jednopikselowej kamerki”.
Zadaniem elektroniki jest wykrycie tych zmian i zasygnalizowanie stanu alarmowego.
Ale, ponieważ czujnik taki był mało odporny na zakłócenia to czujniki zostały wzbogacone o dodatkowy element – soczewkę Fresnela.
Soczewka Fersnela jest to zespół soczewek, których ogniska skupione są na pyroelemencie. Ich zadaniem jest podzielenie chronionego obszaru na „wiązki”. Jeśli poruszający się intruz znajdzie się w polu widzenia jednaj z soczewek ta skupia jego promieniowanie na pyroelemencie. W efekcie poruszający się człowiek powoduje cykliczne zmiany natężenia światła na podzespole detekcyjnym widzianym przez pyroelemnt jako „błyski”.
Instalatorzy systemów alarmowych określają je jako pulsy, często jest to parametr regulowany w czujnikach PIR. Instalator podczas montażu czujnika podejmuje decyzję ile pulsów będzie powodowało alarm, czyli ile intruz musi przeciąć wiązek aby wygenerować alarm. Dzięki zastosowaniu soczewek Fresnela uzyskano możliwość praktycznie dowolnego kształtowania pola detekcji.
1. Czujniki szerokokątne mają kąt pola detekcji 110-130°
2. Czujniki kurtynowe mają kilkustopniowe wąskie pola detekcji.
3. Czujniki sufitowe obejmują swoim działaniem 360°.
W praktyce soczewki wykonywane są z tworzyw sztucznych przepuszczający światło podczerwone, a tłumiących w pewny stopniu światło dzienne. Często też soczewki zastępowane są układem luster (tzw. optyka lustrzana), ale zawsze przed nim znajduje się film z tworzywa sztucznego zabezpieczający czujnik przed zanieczyszczeniami.
Teraz, już wiemy jak działa taki czujnik i możemy się pokusić o próbę jego oszukania. Jak to zrobić? To już temat na inny artykuł .
