赤外線センサーは、ほとんどの人が思っているよりも一般的です。アクティブ赤外線センサーとパッシブ赤外線センサーの違いと、その用途について学びます。
ご存知かどうかに関わらず、おそらく赤外線 (IR) センサーを使用したことがあるでしょう。私たちのほとんどは、（IR）光を発するリモコンでテレビのチャンネルを変えたことがあるでしょうし、IR放射によって動きを検知するセキュリティセンサーを通過したことがある人も多いでしょう。メーカーはIRセンサーを広く使用しており、おそらく自動ガレージドアでIRセンサーが動作しているのを見たことがあるでしょう。標準的なIRセンサーでは、エミッターが離れた場所にある受信機に向けて目に見えない光を発射します。受信機が信号を拾わない場合、センサーは経路内に物体があることを示します。
パッシブIRセンサー
図2: 動作を示すためにLEDに接続されたPIRセンサー。2番目の画像ではレンズ アセンブリを取り外していることに注意してください。
PIRとは何を意味しますか?
パッシブ赤外線 (PIR) センサーは、近くの物体から放射される赤外線を認識します。あなたはこう思うかもしれない 「パッシブ」IRセンサー これらのデバイスはアクティブなデバイスよりも複雑ではないと考えられていますが、それは間違いです。パッシブIRセンサーの機能は理解するのが難しい場合があります。
PIRセンサー機能
まず、人間、動物、無生物などあらゆるものが一定量の赤外線を放射していることを認識してください。放射される赤外線の量は、体や物体の温度と材質の構成に関係します。人間は赤外線を見ることはできませんが、これらの信号を検出するための電子検出装置が設計されています。PIRセンサーは、セキュリティやモーション検出などの熱検知アプリケーションで使用されます。これらは、セキュリティアラーム、モーション検出アラーム、自動照明アプリケーションでよく使用されます。
PIRセンサーはどのように機能しますか?
パッシブ赤外線 (PIR) センサーは、一対の焦電センサーを使用して周囲の環境の熱エネルギーを検出します。これら2つのセンサーは隣り合って設置されており、2つのセンサー間の信号差が変化すると (たとえば、人が部屋に入ると)、センサーが作動します。それは、警報を鳴らしたり、当局に通報したり、あるいは投光器を点灯したりすることを意味するかもしれません。IR放射は、センサーのハウジングとして構築された一連のレンズを使用して、2つの焦電センサーのそれぞれに集中します。これらのレンズはデバイスの感知領域を広げます。
レンズのセットアップとセンサーの電子機器は高度な技術ですが、これらのユニットは実際のアプリケーションで簡単に使用できます。センサーが マイクロコントローラー が使用できるほど強力な個別の出力を生成するには、電源とグランドだけが必要です。一般的な調整には、感度用のポテンショメータの追加や、PIRがトリガーされた後の作動時間の調整などがあります。センサーを以下の間で切り替えることもできます:
- 動きを検知した後、一定時間点灯し続けます。
- 「非再トリガー」モードでオンとオフを交互に繰り返します。
PIRセンサーは、セキュリティアラームや自動照明装置によく使用されます。これらのアプリケーションでは、センサーがオブジェクトの特定の位置を検出する必要はなく、特定のエリア内のオブジェクトまたは人が移動していることだけを検出する必要があります。
アクティブIRセンサー
図3: IR受信機は手からの反射信号を検出してLEDをオフにします 。
PIRセンサーは一般的な動きを検出する場合には優れていますが、対象物に関する詳細な情報は提供しません。さらに詳しく知るには、アクティブIRセンサーが必要です。アクティブIRセンサーを設定するには、エミッターとレシーバーの両方が必要ですが、この検知方法はパッシブな方法よりも簡単です。アクティブIRが基本レベルでどのように動作するかは次のとおりです。
- IRエミッタはインライン レシーバに向けて光線を発射します。
- 何も邪魔するものがなければ、受信機は信号を受信します。
- 受信機が赤外線ビームを検知できない場合、物体が送信機と受信機の間にあり、監視対象エリア内に存在することを検出します。
標準的なアクティブIRセンサーの1つのバリエーションでは、同じ方向を向いたエミッターとレシーバーを使用します。これら2つは互いに非常に近い位置に設置されているため、受信機は物体がエリアに入ったときにその反射を検出できます。もう一つの工夫は、固定された反射板が信号を跳ね返すことです。この方法は、個別の送信ユニットと受信ユニットのセットアップを再現しますが、リモートの電気コンポーネントをインストールする必要はありません。それぞれの方法には、センサーが検出する材料やその他の特定の状況に応じて、長所と短所があります。
図4: 反対側にあるエミッタとレシーバが、その間にある物体 (紙) を検出します。
アクティブIRセンシングは産業環境で非常に一般的です。これらのアプリケーションでは、エミッタとレシーバのペアにより、たとえば、物体がコンベア上の特定の位置にあるかどうかを正確に把握できます。ガレージ ドアの安全センサーにもアクティブIRテクノロジーが採用されており、ドアの進路上の障害物による怪我や機械の故障を防止します。どのような用途であっても、ニーズに合わせてパッシブ構成とアクティブ構成の赤外線センシング ユニットが多数用意されています。
