Bewegungsmelder - INNES elektro GmbH

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Reparatur- und Wartungsdienst
Sprech- und Beleuchtungsanlagen
Überwachungseinrichtungen
INNES elektro GmbH
Kleine Strasse 20
30826 Garbsen OT Osterwald
Telefon (0 51 31) 60 03
Fax (0 51 31) 44 65 60
Internet: www.innes-elektro.de
e-mail: info@innes-elektro.de
Ein Bewegungsmelder ist ein elektronischer Sensor, der Bewegungen in seiner näheren Umgebung
erkennt und dadurch als elektrischer Schalter arbeiten kann. Hauptsächlich wird er zum Einschalten einer
Beleuchtung oder zum Auslösen eines Alarms eingesetzt.
Ein Bewegungsmelder kann entweder aktiv mit elektromagnetischen Wellen (Dopplerradar), mit
Ultraschall (Ultraschall-Bewegungsmelder) oder passiv anhand der Infrarotstrahlung der Umgebung
arbeiten; es gibt auch Kombinationen davon.
Der PIR-Sensor (engl.: passive infrared) ist der am häufigsten eingesetzte Typ von Bewegungsmeldern.
Er wird im Folgenden beschrieben. Er reagiert optimal auf Winkeländerungen, wenn also eine Person am
Sensor vorbeigeht. Im Gegensatz dazu reagiert ein Dopplerradar optimal, wenn sich der Abstand zum
Sensor ändert.
Inhaltsverzeichnis
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1 Funktionsprinzip
2 Verwendung als Lichtschalter
3 Verwendung als Präsenzmelder
4 Verwendung in Einbruchmeldeanlagen
o 4.1 Mindestens erforderliche Anschlüsse für Einbruchmeldeanlagen-Bewegungsmelder
o 4.2 Zusätzlich erforderliche Anschlüsse für VdS-zertifizierte Anlagen
5 Verwendung an Lichtsignalanlagen
6 Leistungsaufnahme
7 Einzelnachweise
8 Literatur
Funktionsprinzip
Der PIR-Sensor reagiert unter Ausnutzung der Pyroelektrizität seiner Empfängerfläche auf eine
Temperaturänderung, bewirkt durch eine Strahlungsflussänderung (hauptsächlich durch Wärmestrahlung
im mittleren Infrarot; Wellenlänge zirka 10 µm) von Menschen, Tieren und Kraftfahrzeugen in seiner
näheren Umgebung. Er reagiert nicht auf statische Wärmeunterschiede, die auf natürliche Weise
hervorgerufen werden, wie zum Beispiel durch Sonneneinstrahlung – er kann nur sich ändernde Signale
wahrnehmen, beispielsweise wenn ein Mensch in den Detektionsbereich des Sensors eintritt.
Vor dem eigentlichen Sensor ist eine Fläche von kleinen Linsen angeordnet, welche die unsichtbare, aus
verschiedenen Richtungen kommende Infrarotstrahlung auf den Sensor bündelt. Strahlung aus den
dazwischen liegenden Richtungen trifft nicht auf den Sensor. Daraus ergibt sich ein Erfassungsbereich
um den Bewegungsmelder, der in einzelne Segmente eingeteilt ist. Sobald sich ein warmer oder kalter
Gegenstand quer zu diesen Segmenten bewegt, ändert sich die Temperatur auf der Sensorfläche
geringfügig, so dass ein elektrisches Signal erzeugt wird, das nach ausreichender Verstärkung ein Relais
betätigen kann. Die meisten PIR-Sensoren funktionieren dabei ähnlich wie ein Feldeffekttransistor.
PIR-Sensoren empfangen ausschließlich von Objekten ausgesandte Strahlen und senden selbst keine
Strahlung aus, was durch die Benennung Passiv-Infrarot-Sensor zum Ausdruck kommt. PIR-Sensoren
reagieren schlecht, wenn sich ein Objekt auf sie zu oder von ihnen weg bewegt. Dies liegt an deren
Funktionsprinzip, da die Bewegungserkennung aufgrund eines Temperaturwechsels auf der Sensorfläche
erfolgt und Bewegungen quer zum Erfassungsbereich aufgrund des vorwiegend quer angeordneten
Linsenbereichs besser erkannt werden können.
Bankverbindung: Hannoversche Volksbank eG, Konto 610 99 22 800 – BLZ 251 900 01
AG Hannover HRB 110766 / GF: Jens Hoppmann / Ust-IdNr.: DE198711447 / FA Hannover-Land II 27/200/26330
Freistellungsbescheinigung § 48 b EStG: FA Hannover-Land II - Sicherheitsnummer: 232720000850
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Bewegungsmelder können über Leitungsverbindungen (direkt oder über ein Bussystem, z. B. EIB) oder
durch Ausrüstung mit einem Funkmodul miteinander vernetzt werden. Wenn einer der vernetzten
Bewegungsmelder reagiert, schalten alle angeschlossenen Melder ihre Verbraucher ein.
Verwendung als Lichtschalter
Ein Infrarot-Bewegungsmelder hat in der Regel einen eingebauten Dämmerungsschalter, der dafür sorgt,
dass die Beleuchtung nur bei Dunkelheit vom eigentlichen Bewegungsmelder eingeschaltet werden kann.
Bewegt sich eine Wärmequelle vor dem Melder, so schaltet er die Beleuchtung für eine einstellbare
Zeitspanne ein und nach Ablauf der eingestellten Leuchtzeit wieder aus. Die meisten Bewegungsmelder
haben zwei Einsteller (Potentiometer):
1. für die Einschaltdauer: legt fest, wie lange der Verbraucher eingeschaltet bleiben soll
2. für die Umgebungshelligkeit (Hell-Dunkel-Grenze): legt fest, ab welcher Dunkelheitsschwelle der
Melder scharf sein soll
Anschlussbeispiel
Bei den meisten Bewegungsmeldern beginnt der Zähler für die Einschaltdauer zu laufen, wenn die letzte
Bewegung erkannt wurde. Wenn der Melder danach eine neue Bewegung erkennt, stellt er den Zähler
wieder auf Null. Dies gewährleistet, dass der Verbraucher (z. B. Beleuchtung) nicht ausgeschaltet wird,
wenn sich eine Person für längere Zeit im Erfassungsbereich aufhält.
In Deutschland gibt die VDE 0100-410:2007-06 vor, dass der PE anders als im Bild bis zum
Betriebsmittel (Melder) mitzuführen ist.
Verwendung als Präsenzmelder
Bewegungsmelder können, wenn sie durch ein Gebäude-Bussystem (zum Beispiel EIB) miteinander
vernetzt sind, auch als Präsenzmelder fungieren. An Wänden oder in eine abgesetzte Decke montiert,
registrieren sie die Anwesenheit von Personen im Raum und melden diese an eine Steuerung, die für das
Raumklima zuständig ist. Diese wiederum regelt, abhängig von der Benutzung eines Raumes,
Klimaanlagen und/oder Heizung.
Der Unterschied zwischen Präsenz- und Bewegungsmelder liegt in der Ausstattung ihrer technischen
Parameter. Der Präsenzmelder kann, gegenüber dem Bewegungsmelder, das geschaltete Kunstlicht
messen. Dadurch hat der Präsenzmelder den Vorteil, dass er zusätzlich zu Bewegung das Tageslicht
und das Kunstlicht erfasst. Ist das Tageslicht (eingestellter Lichtwert) ausreichend, wird trotz erkannter
Bewegung das Kunstlicht ausgeschaltet.
Verwendung in Einbruchmeldeanlagen
Die für Einbruchmeldeanlagen verwendeten Bewegungsmelder unterscheiden sich von den LichtBewegungsmeldern. Bewegungsmelder für Einbruchmeldeanlagen verwenden keinen
Dämmerungssensor, da eine Bewegung immer gemeldet werden soll, unabhängig von der
Umgebungshelligkeit. Dennoch sind häufig in Bewegungsmeldern für Bussysteme (zum Beispiel EIB)
Dämmerungssensoren eingebaut, da der Bewegungsmelder bei nicht aktivierter Einbruchmeldeanlage
andere Aufgaben erfüllen kann, zum Beispiel als Präsenzmelder. Ist die Einbruchmeldeanlage
eingeschaltet (scharf), so löst eine Bewegung im Erfassungsbereich des Melders einen Alarm aus. Der
Einsatz von Licht-Bewegungsmeldern als Auslöser von Einbruchmeldeanlagen ist nicht sinnvoll, da viele
Bewegungsmelder nach Ausfall und Wiederkehr der Versorgungsspannung den angeschlossenen
Verbraucher einschalten und in diesem Fall einen Falschalarm auslösen würden.
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Mindestens erforderliche Anschlüsse für Einbruchmeldeanlagen-Bewegungsmelder
Sabotagekontakt
Öffnen des Gehäuses wird an die Einbruchmeldezentrale gemeldet
Alarmkontakt
Auslösung des Infrarot-Sensors wird an die Einbruchmeldezentrale gemeldet
Versorgungsspannung
meist 12 V oder, zur Notstromversorgung durch einen Bleiakkumulator, auch 24 V
Zusätzlich erforderliche Anschlüsse für VdS-zertifizierte Anlagen
Gehtestfunktion
Alarmspeicher
wenn mehrere Bewegungsmelder in einer Meldergruppe geschaltet sind, wird der
Bewegungsmelder gespeichert, der als erstes auslöste
Manche Modelle verfügen über zwei getrennte PIR-Sensoren. Ein Alarm wird nur ausgelöst, wenn beide
gleichzeitig reagieren. Dadurch wird das Risiko eines Falschalarms verringert. Einige Modelle
kombinieren einen PIR-Sensor mit einem Mikrowellen-Sensor (Radar-Bewegungsmelder) oder einem
Ultraschall-Bewegungsmelder. Diese Kombinationen werden meist als Dualmelder bezeichnet.
Bei den neueren Modellen ist eine Abdecküberwachung integriert - sobald der Melder durch einen
Gegenstand oder Sprühsubstanzen im unscharfen Zustand der Alarmanlage „blind“ gemacht wird, wird
an der Einbruchmeldezentrale eine Meldung angezeigt.
Tierresistente Bewegungsmelder gibt es nur für Einbruchmeldeanlagen. Das Auslöseverhalten dieser
Bewegungsmelder ist Träger als bei normalen Bewegungsmeldern. Die Montage-Richtlinien für
tierresistente Bewegungsmelder müssen genau befolgt werden, um einerseits Falschalarme zu
vermeiden, andererseits die Erfassungsempfindlichkeit sicherzustellen. Momentan besitzt kein
tierresistenter Bewegungsmelder eine VdS-Zulassung.
Verwendung an Lichtsignalanlagen
An Lichtsignalanlagen und auf Autobahnen detektieren PIR-Sensoren das Verkehrsaufkommen zur
Steuerung der Lichtsignalanlagen, zur Auslösung einer Stauwarnung oder Ausgabe einer
Richtgeschwindigkeit. Diese Sensoren reagieren auf die Wärmestrahlung, die durch die Wärme der
Motoren der Fahrzeuge durch die Karosserie abgegeben wird. PIR-Sensoren sind eine Alternative zu
Induktionsschleifen und erfordern im Gegensatz zu jenen keinen Eingriff in die Straßendecke – sie sind
oft an Ampelmasten oder Brücken angebracht.
Leistungsaufnahme
Die Leistungsaufnahme eines PIR-Bewegungsmelders für den Betrieb des Sensors liegt zwischen 0,5
[1]
und 8 W . Das heißt, ob nun etwas eingeschaltet wird oder nicht, es wird ständig Energie verbraucht.
Beispielsweise entsprechen 5 W einer Energiemenge von 43,8 kWh/Jahr. Bei einem Strompreis von 0,2
€/kWh verursacht der Bewegungsmelder also Kosten in Höhe von 8,76 €/Jahr. Die gleiche Energiemenge
verbraucht eine 60 W Glühlampe, wenn sie 730 Stunden also ca. 30 Tage in Betrieb ist.
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