Exakt erfasst, Energie gespart

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.

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

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.

QUELLE:

de – das elektrohandwerk

AUTOR:

Susanne Brock, für Steinel Vertrieb GmbH, Herzebrock-Clarholz