...

Exakt erfasst, Energie gespart

Bewegungsmelder mit PIR- oder HF-Technik

Licht und Leuchten
04.11.2022
© Steinel

Bewegungsmelder haben die Aufgabe, vorhandene menschliche Bewegungen in ihrer näheren Umgebung zu registrieren und bei Erkennung beispielsweise das Licht automatisch einzuschalten. Dieses automatische Ein- und Ausschalten bietet die Chance, Energie zu sparen, denn so muss Licht nicht dauerhaft an sein, sondern nur dann, wenn es tatsächlich benötigt wird. Der Markt bietet Bewegungsmelder mit unterschiedlichen Erfassungstechnologien an. Im Folgenden werden die beiden verbreitetsten Technologien dargestellt.

Inhaltsverzeichnis und Quicklinks

Besonders Funktionen wie die Dämmerungseinstellung oder die einstellbare Zeitspanne zum Ausschalten des Lichts, erhöhen zusätzlich das Energieeinsparpotential. Aber auch der Komfort verbessert sich, da die Suche nach einem Lichtschalter entbehrlich wird und man nicht im Dunkeln steht. Kann der Sensor außerdem noch zwischen Mensch und Tier unterscheiden, werden Fehlschaltungen minimiert, was wiederum den Energieverbrauch weiter reduziert.

Automatisch eingeschaltetes Licht mittels Bewegungsmeldern gilt auch als bewährte Methode zur Abschreckung von Einbrechern und zur Erhöhung der Sicherheit rund ums Haus. Um die Vorteile des automatischen Lichts nutzen zu können, ist eine lückenlose und präzise Bewegungserfassung besonders wichtig. Neben dem Einsatzort und der gewünschten Erfassungsaufgabe ist die Wahl der richtigen Erfassungstechnologie besonders bedeutsam für das Ergebnis. Dabei dürfen die gesetzlichen Vorschriften und Normen in der Sicherheitstechnik nicht vergessen werden. 

 

PIR – der Klassiker

Infrarot-Sensoren gelten als Klassiker für die Erfassung im Innen- und Außenbereich. Da sie selbst keine Strahlung abgeben, werden sie auch als Passiv-Infrarot-Sensoren (PIR) bezeichnet. PIR-Sensoren erfassen die Körperwärme von uns Menschen, die wir in Form von Infrarotstrahlung abgeben. Diese Strahlung wird dazu genutzt, Bewegungen in einem bestimmten Erfassungsbereich zu erkennen und entsprechend darauf zu reagieren.

Das Herzstück der Infrarot-Sensortechnik ist ein sogenannter Pyrosensor. Dieses elektronische Modul reagiert, wenn sich die Infrarot-Wärmestrahlung innerhalb seines Erfassungsbereiches verändert, also wenn eine Person den Erfassungsbereich betritt. Der dadurch verursachte Spannungssprung wird von dem System in einen elektronischen Impuls umgewandelt, der das Licht schaltet.

Die meisten Bewegungsmelder arbeiten mit einer Segment- oder Wabenlinse. Die Reichweite von Infrarot-Sensoren ist dabei abhängig von der Bewegungsrichtung. Tangentiale Bewegungen parallel zum Sensor werden besser erfasst als radiale Bewegungen direkt auf den Sensor zu. Grund dafür sind die aktiven und passiven Flächen, die durch die Linse des Sensors, zum Beispiel einer Fresnellinse, entstehen. Je feiner die Auflösung, d. h. je mehr Schaltzonen der Sensor besitzt, desto exakter kann er Bewegungen registrieren.

 

Blinde Flecken

Ein PIR-Sensor eignet sich gut für den Einsatz im Außenbereich. Mit dieser Technik können Reichweiten bis zu 20 m realisiert werden. Auch in großen Höhen liefert sie zuverlässige Ergebnisse. Nachteilig ist, dass externe Wärmequellen oder wetterbedingte thermische Veränderungen die Erfassung beeinflussen können. Ist zudem der Blick zwischen Mensch und Sensor durch Gegenstände oder Hindernisse eingeschränkt, ist das Erfassungsergebnis ebenfalls nicht optimal. Technologiebedingt weisen klassische PIR-Sensoren ein eher rundes Erfassungsfeld auf. Dementsprechend entstehen »blinde« Flecken im zu überwachenden Bereich, in denen keine Erfassung erfolgen kann. Eine lückenlose Erfassung ist damit nicht möglich.

 

Erfassung per Hochfrequenz

1999 wurde erstmals weltweit die Hochfrequenz-Technik (HF) für die sensorische Erfassung nutzbar. Im Gegensatz zur Passiv-IR-Technologie arbeitet ein HF-Sensor als aktives System völlig temperaturunabhängig nach dem Doppler-Prinzip. Das HF-Modul sendet dabei mit einer Frequenz von 5,8 GHz elektromagnetische Wellen aus und empfängt das von Wänden und Objekten reflektierte Echo. Verändert sich das Echo bei der Registrierung einer Bewegung, sich also eine Person im Raum aufhält, wird in Sekundenbruchteilen ein Schaltsignal ausgelöst.

Die Bewegungsrichtung ist hierbei unerheblich: Egal aus welcher Richtung man sich dem Sensor nähert – das Erfassungsergebnis ist immer gleich gut. Ganz ohne tote Winkel können Räume mit HF-Sensoren somit lückenlos überwacht werden. Auch Bewegungen hinter Glas, Holz oder Leichtbauwänden werden registriert, da HF-Wellen diese Materialien durchdringen. Dies ist ein besonderer Vorteil, denn so ist ein unsichtbarer Einbau, zum Beispiel hinter einer abgehängten Decke möglich, wenn dies aus ästhetischen Gründen oder aus Schutz vor Vandalismus erforderlich ist.

 

HF im Außenbereich

  • iHF-TechnologieBild 1: Die iHF-Technologie vermeidet Fehlschaltungen durch Nachbarn, Autos oder Kleintiere © Steinel
  • Bewegungsmelder iHF 3DBild 2: Der Bewegungsmelder »iHF 3D« mit Achsen-Technologie © Steinel

Technologiebedingt konnten bis vor Kurzem HF-Sensoren nur im Innenbereich eingesetzt werden, da jede Bewegung für sie relevant ist. Im Freien hätte dies zu immens vielen Fehlschaltungen geführt. Mit der Entwicklung der intelligenten HF-Technik (iHF) kann ein HF-Sensor nun aber auch im Außenbereich installiert werden. Durch eine Signalanalyse wird hierbei zwischen sich bewegenden Personen und sich bewegenden Objekten wie Sträuchern oder Tieren unterschieden (Bild 1). So werden Fehlschaltungen ausgeschlossen und ausschließlich Personen erfasst.

Spezielle Filter vermeiden außerdem die Registrierung von Regen, Wind, Schnee und Blättern oder Störfaktoren wie Insekten. Diese intelligente HF-Technologie – weltweit erstmals eingesetzt beim Bewegungsmelder »iHF 3D« von Steinel (Bild 2) – ermöglicht eine lückenlose Erfassung auch im Außenbereich.

intelligente HF-TechnikBild 3: Vollflächige Erfassung über drei Achsen mit intelligenter HF-Technik, wobei der Sensor nur genau den Bereich erfasst, in dem eine Bewegungsregistrierung gewünscht ist© Steinel

Der Bewegungsmelder arbeitet mit einer speziellen Achsen-Technologie (Bild 3). Der Überwachungsbereich des Sensors kann per App über drei Achsen genau und vollflächig eingestellt werden, wobei sich alle drei Achsen jeweils unabhängig voneinander auf die gewünschte Reichweite einstellen lassen. Der Sensor erfasst somit nur genau in dem Bereich, wo eine Bewegungsregistrierung gewünscht ist. Die Lichtschaltung nach Bedarf wird so noch präziser.

PIR-BewegungsmelderBild 4: Der »IS 180 digi HD« ist ein PIR-Bewegungsmelder mit Spiegeltechnologie© Steinel

Lückenlose PIR-Erfassung

Mithilfe einer noch präzisieren Technologie gelingt auch eine lückenlose Erfassung bei PIR-Bewegungsmeldern mit höherer Erfassungsgüte. Als Beispiel sei der »IS 180 digi HD« (Bild 4) aus dem Haus Steinel genannt, der kürzlich auf dem Markt gekommen ist. Er besitzt fünf Pyrosensoren, deren Sichtbereiche statt durch Linsensegmente (wie bisher bei PIR-Sensoren üblich) mittels speziell geformter Spiegelflächen definiert werden. Die Infrarot-Strahlen werden gezielt auf die Pyrosensoren gelenkt. Per Software können die einzelnen der insgesamt neun Erfassungszonen des Sensors ausgewertet werden.

So lässt sich beispielsweise identifizieren, ob die registrierte Bewegung tangential oder radial zum Sensor erfolgt und in welcher Zone sich eine Wärmequelle, sprich eine Person, befindet. Dies macht es möglich, die ursprüngliche Schwäche von PIR-Sensoren hinsichtlich der immer geringeren radialen Erfassungsreichweite deutlich zu mindern.

Die Erfassungsgenauigkeit verbessert sich dadurch erheblich, denn unabhängig von der Gehrichtung werden tangentiale und radiale Bewegungen gleichermaßen gut registriert (Bild 5). In der Praxis bietet diese Technologie den Vorteil, dass die einzelnen Erfassungszonen per App aktiviert oder deaktiviert werden können und auch die Sensorsensitivität digital eingestellt werden kann (Bild 6).

  • Erfassungsgüte BewegungsmelderBild 5: Die Erfassungsgüte bei herkömmlichen IR-Bewegungsmeldern (links) und beim »IS 180 digi HD« (rechts)© Steinel
Reichweitenanpassung Bewegungsmelder per AppBild 6: Die Aktivierung und Deaktivierung der Erfassungszonen sowie die Reichweitenanpassung erfolgt per App© Steinel

Der Erfassungsbereich ist ohne Abschreiten oder Abkleben des Sensors an die örtlichen Gegebenheiten und Notwendigkeiten genau anpassbar. Die exakte Begrenzung des Erfassungsbereichs verhindert Fehlschaltungen. Die daraus resultierende präzisere Lichtschaltung sorgt für optimale Energieersparnis.

 

Fazit

Für die exakte und lückenlose Erfassung menschlicher Bewegungen setzen moderne PIR-und HF-Bewegungsmelder auf neue Technologien. Sie stellen sicher, dass eine Überwachung nur dort erfolgt, wo sie gewünscht ist. Der digital einstellbare Erfassungsbereich erleichtert dem Praktiker die Arbeit bei der Inbetriebnahme des Bewegungsmelders vor Ort. Ein präzises Erfassungsergebnis mit minimalen Fehlschaltungen und damit eine exakte Schaltung des Lichts tragen erheblich zur Energieersparnis und Reduzierung von CO2 bei.                            

Für Schnellleser

Klassische PIR-Sensoren eignen sich gut für den Außenbereich, ermöglichen jedoch keine lückenlose Erfassung

HF-Sensoren überwachen Innenräume vollständig und ohne tote Winkel, iHF-Sensoren auch im Außenbereich

Digital einstellbare Erfassungsbereiche erleichtern dem Praktiker die Inbetriebnahme des Bewegungsmelders vor Ort

QUELLE:

de – das elektrohandwerk

AUTOR:

Susanne Brock, für Steinel Vertrieb GmbH, Herzebrock-Clarholz

FAQ zu Bewegungsmelder

  • Was ist ein Bewegungsmelder und wie funktioniert er?

    Ein Bewegungsmelder erfasst Bewegungen innerhalb eines definierten Erfassungsbereichs und steuert daraufhin automatisch angeschlossene Verbraucher wie Beleuchtung, Alarmanlagen oder Kameras.
    Je nach Sensortechnologie arbeitet er entweder mit Passiv-Infrarot-Erkennung (PIR), die auf Wärmestrahlung reagiert, oder mit Hochfrequenztechnik (HF/Radar), die Bewegungen anhand von Veränderungen im reflektierten Signal erkennt.

  • Was ist der Unterschied zwischen PIR- und HF-Bewegungsmelder?

    Ein PIR-Bewegungsmelder (Passiv-Infrarot) erfasst die vom menschlichen Körper ausgesandte Wärmestrahlung und benötigt eine freie Sichtlinie auf den zu überwachenden Bereich.
    Ein HF-Bewegungsmelder (Hochfrequenz) sendet Mikrowellen aus, analysiert das reflektierte Signal und erkennt Bewegungen unabhängig von der Umgebungstemperatur – auch durch Glas oder dünne Wände hindurch.

  • Welcher Bewegungsmelder ist besser für den Außenbereich geeignet?

    Für klassische Anwendungen wie Hauseingang, Einfahrt oder Gartenweg werden meist PIR-Bewegungsmelder eingesetzt, weil sie gezielt auf Personen im Sichtfeld reagieren.​
    Intelligente iHF-Bewegungsmelder sind im Außenbereich sinnvoll, wenn Fehlalarme durch Sträucher, Regen oder Kleintiere reduziert und komplexe Bereiche lückenlos überwacht werden sollen.​ Weitere Praxisbeispiele sind im Ratgeber Außenleuchten und Bewegungsmelder zu finden.

  • In welchen Bereichen ist ein HF-Bewegungsmelder im Gebäude besonders sinnvoll?

    HF-Bewegungsmelder eignen sich besonders für Flure, Treppenhäuser, Garagen und Nebenräume, in denen Bewegungen aus unterschiedlichen Richtungen zuverlässig erkannt werden müssen.

    Sie sind zudem ideal für verdeckte Deckenmontagen oder Installationen hinter Paneelen, wenn die Sensorik unsichtbar bleiben soll und ein ruhiges Raumbild erhalten werden soll.

  • Wie stelle ich einen Bewegungsmelder richtig ein (Zeit, Lux, Empfindlichkeit)?

    Nach der Montage sollten Nachlaufzeit, Dämmerungsschwelle und Empfindlichkeit an die tatsächlichen Nutzungsbedingungen angepasst werden.

    Für die optimale Einstellung empfiehlt sich ein kurzes Test-Setup:

    • Prüfen Sie den Erfassungsbereich, indem Sie Gehwege und typische Bewegungszonen abgehen.
    • Wählen Sie die Nachlaufzeit so, dass kein Bereich vorzeitig im Dunkeln liegt, aber auch kein unnötiger Dauerbetrieb entsteht.
    • Reduzieren Sie den Lux-Wert schrittweise, bis das Licht nur noch bei tatsächlicher Dämmerung oder Dunkelheit aktiviert wird.

    Zusätzliche Tipps zur Einstellung sind im Ratgeber Außenleuchten und Bewegungsmelder ausgeführt.

  • Wie viel Lux sollte ich bei einem Bewegungsmelder einstellen?

    Die Lux-Einstellung legt fest, ab welcher Umgebungshelligkeit der Bewegungsmelder aktiviert wird, und verhindert dadurch unnötiges Einschalten bei ausreichendem Tageslicht.
    Für Wege- und Hofbeleuchtungen werden in der Praxis meist niedrige Lux-Werte knapp oberhalb der Dämmerung gewählt, damit Außenleuchten und Bewegungsmelder erst bei tatsächlicher Dunkelheit reagieren.

  • Wie funktioniert ein Bewegungsmelder mit Dämmerungsschalter?

    Ein Bewegungsmelder mit integriertem Dämmerungssensor kombiniert Helligkeitsmessung und Bewegungserkennung, sodass die Beleuchtung nur bei Dunkelheit und tatsächlicher Anwesenheit aktiviert wird.
    Dadurch werden unnötige Schaltvorgänge vermieden, der Energieverbrauch im Außenbereich reduziert und die Lebensdauer der eingesetzten Leuchtmittel verlängert. 

  • Welche Montagehöhe und Ausrichtung sind für Bewegungsmelder ideal?

    Im privaten Außenbereich wird häufig eine Montagehöhe von etwa 2,0–2,5 m für Bewegungsmelder empfohlen, um einen großen Erfassungsbereich mit Schutz vor Manipulation zu verbinden.​

    Für eine zuverlässige Bewegungserkennung sind folgende Punkte zu beachten:

    • Den Sensor quer zur typischen Geh- oder Fahrtrichtung ausrichten.
    • Direkte Sonneneinstrahlung, Wärmequellen und stark bewegte Pflanzen im Erfassungsfeld vermeiden.
    • Hindernisse wie Mauervorsprünge, Balkonplatten oder Einrichtungsgegenstände aus dem Erfassungsbereich fernhalten.
  • Wie kann ich Fehlalarme bei Bewegungsmeldern reduzieren?

    Fehlalarme von Bewegungsmeldern entstehen häufig durch zu hohe Empfindlichkeit, ungünstige Positionierung oder Störquellen wie Äste im Wind, vorbeifahrende Autos oder Wärmequellen.

    Reduzieren lassen sie sich durch:

    • Optimierte Ausrichtung und Begrenzung des Erfassungsfelds.​
    • Reduzierte Sensitivität bzw. deaktivierte Teilzonen, falls technisch möglich.​
    • Einsatz intelligenter iHF-Technik bei komplexen Außenbereichen mit viel Bewegung im Hintergrund.​
  • Was muss ein Elektriker bei der Installation von Bewegungsmeldern in Deutschland beachten?

    Die Installation muss den relevanten DIN‑VDE‑Normen, den Herstellerangaben und den allgemeinen Sicherheitsregeln für 230‑V‑Installationen entsprechen.​

    Wesentlich sind dabei:

    • Geeignete Leitungsführung und korrekter Leitungsschutz.​
    • Passende Schutzart entsprechend Einsatzort (innen/außen, feucht/nass).​
    • Saubere Dokumentation der Stromkreise und Einstellungen für spätere Wartung.​
  • Darf mein Bewegungsmelder auch den Gehweg oder das Nachbargrundstück erfassen?

    Für die sichere Außenüberwachung ist ein reiner Bewegungsmelder ohne Kamera in der Regel datenschutzrechtlich unproblematischer. Er sollte jedoch so ausgerichtet und eingestellt werden, dass der Erfassungsbereich überwiegend das eigene Grundstück abdeckt.
    Kombinierte Systeme mit Kamera oder Aufzeichnungsfunktion dürfen weder öffentliche Bereiche noch Nachbargrundstücke dauerhaft erfassen und müssen technisch eindeutig begrenzt werden.
    Die rechtliche Zulässigkeit richtet sich nach DSGVO, BDSG, BGB sowie der aktuellen Rechtsprechung und ist im Einzelfall zu prüfen.

  • Wie viel Energie kann ich mit einem Bewegungsmelder rund ums Haus sparen?

    Bewegungsmelder sorgen dafür, dass Außen- und Innenbeleuchtung nicht länger als nötig eingeschaltet bleibt, und tragen so spürbar zur Senkung des Energieverbrauchs bei.

    Typische Einsparpotenziale ergeben sich durch:

    • Bewusst kurze Einstellung von Nachlaufzeit und Lux-Wert, um Brenndauern zu minimieren.
    • Automatische Beleuchtung von Außenwegen und Einfahrten anstelle einer Dauerbeleuchtung.
    • Bedarfsgerechte Beleuchtung seltener genutzter Bereiche wie Keller, Garage oder Wirtschaftsraum.
  • Eignet sich ein Bewegungsmelder auch für Alarmanlagen und Smart-Home-Systeme?

    Bewegungsmelder sind wichtige Komponenten moderner Einbruchmeldeanlagen und können je nach System Aktionen wie das Auslösen von Sirenen, Kameras, Push-Benachrichtigungen oder Lichtszenen steuern.

    Viele aktuelle PIR- und HF-Melder lassen sich über KNX, Funk, Zigbee oder WLAN in Smart-Home-Systeme einbinden und dort per App oder Sprachassistent komfortabel bedienen.

  • Welche Schutzart (IP) sollte ein Bewegungsmelder im Außenbereich haben?

    Für den Außenbereich von Einfamilienhäusern wird in der Regel mindestens Schutzart IP44 empfohlen, um den Bewegungsmelder zuverlässig gegen Spritzwasser und Witterungseinflüsse zu schützen.
    In trockenen Innenräumen genügt meist IP20, während exponierte Installationsorte oder gewerbliche Anwendungen – abhängig von der Umgebungsbelastung – eine höhere Schutzart bis hin zu IP65 erfordern können.

  • Wann ist ein Präsenzmelder statt eines Bewegungsmelders die bessere Wahl?

    Präsenzmelder erfassen selbst kleinste Bewegungen und eignen sich daher besonders für Büros, Besprechungs- und Unterrichtsräume, in denen sich Personen überwiegend sitzend aufhalten.
    Klassische Bewegungsmelder hingegen sind für Flure, Durchgangsbereiche und Außenwege konzipiert, wo deutlichere Bewegungen eine zuverlässige Erfassung gewährleisten.

Quellen FAQ zu Bewegungsmelder: