赤外線 センサー は、多くのプログラミング プロジェクトの主要なコンポーネントです。建築業者は、リモコンからホームセキュリティまで、あらゆる用途にこれを利用します。IRセンサーの仕組みを理解することで、エンジニアや愛好家はIRセンサーを最大限に活用できるようになります。
赤外線センサーの種類と特徴
赤外線 (IR) は、電磁スペクトル上の波長を指します。これらの波は可視赤色光よりも長いため、人間には見えません。赤外線は約700ナノメートルから始まり、約1ミリメートルの波長まで続きます。幸いなことに、これらの目に見えない物体は熱の兆候として熱放射を放射するので、熱検出装置を使用してこれらの波長を観測することができます。
IRセンサーには、アクティブとパッシブの2つの基本的な形式があります。アクティブ センサーは赤外線を放射するだけでなく受信することもできますが、パッシブ センサーは赤外線を受信するだけです。パッシブIRセンサーは、次のような理由から、モーション ベース コントローラーの基礎を形成します。
- シンプルな回路
- 低消費電力
- デバイス間で簡単に適用できる機能
PIRセンサー機能
最も基本的なレベルでは、 パッシブIR (PIR) センサー はダイヤル表示型温度計と同様に動作します。温度計では、針は膨張率の異なる2種類の金属でできたストリップに接続されています。針は2つの金属間の膨張差に応じて動きます。
同様に、PIRセンサーは2つの並んだスロットで構成されています。スロットは結晶材料で作られており、それらが一緒になってセンサーの表面を形成します。それぞれの半分は、電磁放射がIRに敏感な材料に入ることを可能にします。パッシブ赤外線センサーの機能の概要は次のとおりです。
1.センサーは、2つの異なる部品間で感知されるIR放射の差を検出すると作動します。この構造は、動きを検出するのに特に便利です。2つのスロットを含む平面上で移動するもの (歩いている人など) は、必ず最初に1つのピースに登録され、次に両方に登録され、最後に2番目のピースに登録されるからです。
2.センサーはこれらの変化を記録します。それらが十分に大きい場合、センサーは出力信号をアクティブにして、ユーザーが意図した応答を駆動します。この応答は、別の回路の起動から温度データの出力まで、あらゆるものになります。
3.センサーはIRデータの変化を電気パルスに変換します。パルスは変化に比例したアナログ信号を出力します。
4.フレネルレンズは赤外線をセンサースロットに集中させます。直接焦点を合わせるか、反射して赤外線を焦点を合わせる放物面鏡を使用します。
もちろん、IRセンサーが役立つためには、ユーザーは適切なシナリオでIRセンサーを適用する必要があります。たとえば、これらのセンサーは環境の変化と「予想」温度を超える熱信号の両方を記録するため、平均温度が安定した環境に設置する必要があります。
IRセンサーをHVACシステムが視野内にある状態で設置すると、適切な読み取り値が得られない可能性があります。同様に、PIRセンサーを設置する場合は、差分のしきい値を慎重に設定するように注意してください。そうしないと、センサーが不必要に作動してしまう（感度が高すぎる場合）か、必要なときに作動しない（必要な差動が大きすぎる場合）可能性があります。
PIRセンサーの用途
PIRセンサーは消費電力が低いため、動きに敏感なアプリケーションに最適です。また、これらのセンサーは可視光線のスペクトル外の波長で動作するため、周囲の照明条件に関係なく、同様に良好な読み取り値を取得できます。そのため、次のような場合に最適です。
- 家庭でもビジネスでも使えるセキュリティアプリケーション
- 動きに反応する照明スイッチ
- 動きに反応するサーモスタット
PIRモーション センサーを徐々に変化する温度に適応するように設定することもできますが、急激な温度変化にも反応して作動します。このモードは、一日を通して温度が変化する環境でセンサーが適切に反応するのに役立ちます。