Lighting by Motion

كيف يعمل مستشعر الأشعة تحت الحمراء السلبي (PIR)؟

المستشعر PIR هو جهاز سلبي. يكشف حركة مصادر الأشعة تحت الحمراء ضمن نطاقه ومجال رؤيته.

الأشعة تحت الحمراء (IR) تصدر من جميع الأجسام الدافئة أو الساخنة، بما في ذلك الطيور والثدييات وأي مصدر حرارة مثل محرك أو ماكينة كانت تعمل مؤخراً. كلما زادت حرارة الجسم زادت كمية الأشعة تحت الحمراء التي يصدرها. إذا كان هناك فرق بين الأشعة التي تصدر من الجسم المتحرك والأشعة الخلفية للبيئة، فإن المستشعر يستطيع اكتشاف الحركة.

يتكون مستشعر PIR لتطبيقات التحكم بالإضاءة من ثلاثة مكونات رئيسية:

عدسة فريسنل (Fresnel lens): تستقبل الأشعة تحت الحمراء من مجال الرؤية وتوجهها نحو المستشعر. تُقسّم العدسة إلى عدة أجزاء، مما يجعل المستشعر يتلقى عدة حزم منفصلة من الأشعة، كل واحدة تمثل جزءاً من مجال الرؤية. تصميم العدسة مهم جداً لتحديد مدى وحساسية المستشعر.

المستشعر البيروالكهربائي (Pyroelectric sensor): جهاز تناظري مكوّن من عنصرين. أحدهما يولد جهد عالي عند استقبال الأشعة تحت الحمراء، والآخر يولد جهد منخفض. إذا استقبلا نفس الكمية من الأشعة، تلغي الفولتية بعضها البعض. حركة الجسم المتحرك تغير كمية الأشعة على كل عنصر، مما يؤدي إلى تغير في الفولتية الناتجة ويشير إلى وجود حركة.

الدائرة الإلكترونية والبرمجيات: تقوم بمعالجة إشارات المستشعر لتحديد ما إذا كانت التغييرات ناتجة عن حركة شخص أم لا، وبالتالي هل يجب تشغيل الأضواء أم لا.

كيف يعمل مستشعر الميكروويف (MW)؟

مستشعر الميكروويف هو جهاز نشط. يصدر نبضات منخفضة الطاقة من الأشعة الكهرومغناطيسية التي ترتد عن الأجسام داخل نطاقه. يقوم المستشعر بتحليل الإشارات المرتدة باستخدام تأثير دوبلر لتحديد وجود حركة.

ما هو تأثير دوبلر؟
هو تغير في التردد الظاهر للموجة بناءً على حركة المصدر أو المستقبل. إذا تحرك الجسم نحو المستشعر، يزيد التردد المستلم، وإذا ابتعد يقل.

مقارنة بين مستشعر PIR ومستشعر الميكروويف لاكتشاف الحركة: أيهما أفضل؟

كل تقنية لها مزايا وعيوب تجعلها مناسبة لتطبيقات مختلفة في التحكم بالإضاءة:

درجة الحرارة المحيطة: يحتاج PIR لفارق في درجة الحرارة بين الجسم المتحرك والبيئة، لذلك تقل فعاليته في الأماكن الحارة (فوق 30 درجة مئوية) إلا إذا كان المكان مكيفاً.

المتحرك: الميكروويف يعكس عن معظم الأجسام الصلبة وقد يثيره فروع الأشجار المتحركة أو قطرات المطر، لذلك أقل ملائمة للخارج حيث PIR أفضل للكشف عن البشر. PIR يكشف أي مصدر حرارة متحرك مثل الحيوانات الأليفة، ويمكن تقليل الإنذارات الكاذبة بتصميم عدسة وبرمجيات مناسبة أو تغطية أجزاء من العدسة.

التركيب خلف غطاء أو مشتت للضوء: PIR لا يعمل خلف الأغطية أو المشتتات، بينما الميكروويف يعمل جيداً في هذه الحالة.

الخط المباشر أو الرؤية حول الزوايا: PIR يعمل فقط في خط الرؤية المباشر، أما الميكروويف فيستطيع الانعكاس حول الزوايا، ما يجعله مثالياً للسلالم مثلاً.

العمل عبر الجدران والنوافذ: PIR لا يكشف الحركة خلف الجدران أو النوافذ، بينما يمكن للميكروويف ذلك حسب قوته وحساسيته.