Bewegungsmelder
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Ein Bewegungsmelder ist ein elektronischer Sensor, der Bewegungen in seiner näheren Umgebung erkennt und dadurch als elektrischer Schalter arbeiten kann. Hauptsächlich wird er zum Einschalten einer Beleuchtung oder zum Auslösen eines Alarms eingesetzt.
Ein Bewegungsmelder kann entweder mit elektromagnetischen Wellen, mit Ultraschall oder mit Infrarot-Licht arbeiten; es gibt auch Kombinationen davon. Im Folgenden wird nur der PIR (= Passiv Infrarot)-Sensor beschrieben. Er ist der am häufigsten eingesetzte Typ von Bewegungsmeldern und kommt sowohl im Privatbereich als auch im industriellen Umfeld zur Anwendung.
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[Bearbeiten] Funktionsprinzip
Der PIR reagiert unter Ausnutzung der Pyroelektrizität seiner Empfängerfläche auf die Körperwärme von Menschen oder Tieren in seiner näheren Umgebung. Er reagiert auch auf Wärmeunterschiede, die auf natürliche Weise hervorgerufen werden, wie zum Beispiel durch Sonneneinstrahlung. Unter Umständen kann er sogar die Bewegung von anderen Objekten in seinem Erfassungsbereich wahrnehmen, wie beispielsweise von Wind bewegte Äste oder Sträucher.
Vor dem eigentlichen Sensor ist eine Kette von kleinen Linsen angeordnet, welche die unsichtbaren, aus verschiedenen Richtungen kommenden Infrarotstrahlen, auf den Sensor bündeln. Strahlung aus den dazwischen liegenden Richtungen trifft nicht auf den Sensor. Daraus ergibt sich ein Erfassungsbereich um den Bewegungsmelder, der in einzelne Segmente eingeteilt ist. Sobald sich ein warmer oder kalter Gegenstand quer zu diesen Segmenten bewegt, ändert sich die Temperatur innerhalb einzelner Segmente geringfügig, so dass ein Temperaturunterschied zu Nachbarsegmenten entsteht. Dies erzeugt ein elektrisches Signal, das nach ausreichender Verstärkung ein Relais betätigen kann. Die meisten PIR-Sensoren funktionieren dabei ähnlich wie ein Feldeffekttransistor.
Er empfängt ausschließlich von Fremdobjekten ausgesandte Strahlen, was durch die Benennung Passiv-Infrarot-Sensor zum Ausdruck kommt. Ein weiterer Irrtum ist die Annahme, ein Bewegungsmelder müsse reagieren, wenn sich ein Objekt auf ihn zu oder von ihm weg bewegt. Dies ist aufgrund seines Funktionsprinzips aber nicht möglich, da die Bewegungserkennung aufgrund eines Temperaturvergleichs der einzelnen Segmente erfolgt und deshalb Bewegungen lediglich quer zum Erfassungsbereich erkannt werden können.
Bewegungsmelder können über Leitungsverbindungen (direkt oder über ein Bussystem, z.B. EIB) oder durch Ausrüstung mit einem Funkmodul miteinander vernetzt werden. Wenn einer der vernetzten Bewegungsmelder reagiert, schalten alle angeschlossenen Melder ihre Verbraucher ein.
Eine technisch fundiertere Erklärung gibt es bei Infrarotkamera. Leider wird nicht klar, aus welchem Material die Linsen bestehen.
[Bearbeiten] Verwendung als Lichtschalter
Dieser Typ von Bewegungsmelder hat in der Regel einen eingebauten Dämmerungsschalter, der dafür sorgt, dass die Beleuchtung nur bei Dunkelheit vom eigentlichen Bewegungsmelder eingeschaltet werden kann. Bewegt sich eine Wärmequelle vor dem Melder, so schaltet er die Beleuchtung für eine einstellbare Zeitspanne ein und nach Ablauf der eingestellten Leuchtzeit wieder aus. Die meisten Bewegungsmelder haben zwei Einsteller (Potentiometer):
- für die Einschaltdauer: legt fest, wie lange der Verbraucher eingeschaltet bleiben soll
- für die Umgebungshelligkeit (Hell-Dunkel-Grenze): legt fest, ab welcher Dunkelheitsschwelle der Melder scharf sein soll
Bei den meisten Bewegungsmeldern beginnt der Zähler für die Einschaltdauer, wenn die letzte Bewegung erkannt wurde. Wenn der Melder danach eine neue Bewegung erkennt, stellt er den Zähler wieder auf Null. Dies gewährleistet, dass der Verbraucher (z. B. Beleuchtung) nicht ausgeschaltet wird, wenn sich eine Person für längere Zeit im Erfassungsbereich aufhält.
[Bearbeiten] Verwendung als Präsenzmelder
Bewegungsmelder können, wenn sie durch ein Gebäude-Bussystem (z. B. EIB) miteinander vernetzt sind, auch als Präsenzmelder fungieren. An Wänden oder in eine abgesetzte Decke montiert, registrieren sie die Anwesenheit von Personen im Raum und melden diese an eine Steuerung, die für das Raumklima zuständig ist. Diese wiederum regelt, abhängig von der Benutzung eines Raumes, Klimaanlagen und/oder Heizung.
[Bearbeiten] Verwendung in Alarmanlagen
Vom Verband der Schadenversicherer (VdS) zertifizierte Bewegungsmelder für Alarmanlagen sind von den Licht-Bewegungsmeldern verschieden. Bewegungsmelder für Alarmanlagen verwenden keinen Dämmerungssensor, da immer eine Bewegung gemeldet werden soll, unabhängig von der Umgebungshelligkeit. Trotzdem ist vor allem in Bewegungsmeldern für Bussysteme (z.B. EIB) immer ein Dämmerungssensor mit eingebaut, da der Bewegungsmelder bei nicht aktivierter Alarmanlage andere Aufgaben erfüllen kann, wie zum Beispiel als Präsenzmelder. Ist die Alarmanlage eingeschaltet (scharf), so löst eine Bewegung im Erfassungsbereich des Melders einen Alarm aus. Der Einsatz von Licht-Bewegungsmeldern als Auslöser von Alarmanlagen ist nicht sinnvoll, da viele Bewegungsmelder nach Ausfall und Wiederkehr der Versorgungsspannung den angeschlossenen Verbraucher einschalten und in diesem Fall einen (Fehl-)Alarm auslösen.
Alarmanlagen-Bewegungsmelder besitzen mindestens folgende Anschlüsse:
- Sabotagekontakt: Öffnen des Gehäuses wird an die Alarmanlage gemeldet
- Alarmkontakt: Auslösung des Infrarot-Sensors wird an die Alarmanlage gemeldet
- Versorgungsspannung: meist 12 V oder, zur Notstromversorgung durch einen Bleiakkumulator, auch 24 V
VdS-zertifizierte Anlagen benötigen außerdem noch folgende Anschlüsse:
- Gehtestfunktion
- Alarmspeicher: wenn mehrere Bewegungsmelder in Serie geschaltet sind, wird der Bewegungsmelder gespeichert, der als erstes auslöste
Manche Modelle verfügen über zwei getrennte Infrarotsensoren. Ein Alarm wird nur dann ausgelöst, wenn beide zusammen reagieren. Dadurch wird das Risiko eines Fehlalarms verringert. Einige Modelle besitzen einen Infrarotsensor und einen Mikrowellensensor bzw. einen Ultraschallsensor. Diese werden meist als Dualmelder bezeichnet.
Es gibt tierresistente Bewegungsmelder nur für Alarmanlagen. Diese lösen bei Katzen (max. 5 Stück) und bei Hunden bis ca. 40 kg keinen Alarm aus. Das Auslöseverhalten dieser Bewegungsmelder ist träger als bei normalen Bewegungsmeldern. Die Montage-Richtlinien für tierresistente Bewegungsmelder müssen genau befolgt werden, um einerseits Fehlalarme zu vermeiden, andererseits die Erfassungsempfindlichkeit sicherzustellen. Momentan besitzt kein tierresistenter Bewegungsmelder eine VdS-Zulassung.
