Basiswissen Licht: Die verschiedenen Techniken von Bewegungsmeldern
Welcher Bewegungsmelder ist der Richtige für In- oder Outdoor? Wir stellen gängige Sensortechniken vor und sagen, wo ein Sensor Sinn macht
Christine Hiller & Dennis Quast
22. Oktober 2016
Houzz Deutschland Contributor. Profis für Lichtdesign mit über 15 Jahren Erfahrung in der Lichtbranche. Wir designen Leuchten und erklären Licht und schreiben über Trends auf http://hqdesigns.de
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Sie wollen, dass das Licht im Flur angeht, wenn Sie ihn betreten? Oder dass die Zufahrt in der Dämmerung automatisch beleuchtet wird? Ein Bewegungsmelder macht es möglich. Doch was ist der Unterschied zwischen einem HF- und einem PIR-Sensor? Welche Sensortechnik ist wann die Passende – und wo bringt man einen Bewegungsmelder am besten an? Wir geben Ihnen einen Überblick über die verschiedenen Techniken von Bewegungsmeldern und klären Grundbegriffe.
Wie funktioniert ein Sensor für Bewegungsmelder?
Ein Sensor ist eine Art „Messfühler“, der bestimmte physikalische oder chemische Eigenschaften/Größen (Helligkeit, Wärme, Temperatur, Feuchtigkeit, ph-Wert) messen oder erfassen kann und diese dann mit Hilfe physikalischer oder chemischer Effekte aufnimmt und etwa in ein elektrisches Signal umwandelt. Der Sensor eines Bewegungsmelders erkennt Bewegungen im überwachten Bereich – und schaltet anschließend Licht ein.
Die verschiedenen Arten von Bewegungsmeldern
Ein Bewegungsmelder kann aktiv mit elektromagnetischen Wellen (z. B. Hochfrequenz oder Dopplerradar), mit Ultraschall (Ultraschall-Bewegungsmelder) oder passiv anhand der Infrarotstrahlung (PIR, IR) der Umgebung arbeiten. Kombinationen beider Techniken gibt es aber auch. Viele verfügen zusätzlich über einen Näherungsschalter und oder auch über einen integrierten Dämmerungsschalter. In Abhängigkeit von dem vorherrschenden Umgebungslicht schalten diese das Licht ein. Nach Ablauf einer gewissen Zeit (zum Teil einstellbar) wird das Licht dann wieder ausgeschaltet.
Ein Sensor ist eine Art „Messfühler“, der bestimmte physikalische oder chemische Eigenschaften/Größen (Helligkeit, Wärme, Temperatur, Feuchtigkeit, ph-Wert) messen oder erfassen kann und diese dann mit Hilfe physikalischer oder chemischer Effekte aufnimmt und etwa in ein elektrisches Signal umwandelt. Der Sensor eines Bewegungsmelders erkennt Bewegungen im überwachten Bereich – und schaltet anschließend Licht ein.
Die verschiedenen Arten von Bewegungsmeldern
Ein Bewegungsmelder kann aktiv mit elektromagnetischen Wellen (z. B. Hochfrequenz oder Dopplerradar), mit Ultraschall (Ultraschall-Bewegungsmelder) oder passiv anhand der Infrarotstrahlung (PIR, IR) der Umgebung arbeiten. Kombinationen beider Techniken gibt es aber auch. Viele verfügen zusätzlich über einen Näherungsschalter und oder auch über einen integrierten Dämmerungsschalter. In Abhängigkeit von dem vorherrschenden Umgebungslicht schalten diese das Licht ein. Nach Ablauf einer gewissen Zeit (zum Teil einstellbar) wird das Licht dann wieder ausgeschaltet.
Wie funktioniert ein PIR–Sensor?
Der PIR-Sensor (engl: passive infrared) reagiert auf sich ändernde Wärmestrahlung im erfassten Infrarotbereich. Menschen (und Tiere) senden durch Körperwärme Strahlen in diesem Wellenbereich aus. Der Sensor erkennt diese Strahlung. Der Erfassungswinkel des PIR-Sensors beträgt meist ca. 120 Grad und er reagiert nur auf Objekte, die sich an ihm vorbei bewegen, nicht aber auf die Änderung der Sonneneinstrahlung. Vom Sensor selbst wird keine Energie ausgesendet, wie dies bei Aktiv-Infrarotsensoren der Fall ist. Deshalb wird er auch als Passiv-Infrarotsensor bezeichnet.
Die Sensorfläche eines PIR-Sensors liegt in der Regel unter einer Kuppel aus Sammellinsen. Die milchige Kunststoffkuppel ist für Licht im Infrarotbereich durchsichtig. Im Innern des Sensors befindet sich eine Art Gitter, das dazu dient, die permanente Strahlung zu unterbrechen. So kann der Sensor unterscheiden, ob weiterhin eine Schaltung des Lichts erforderlich ist. Das bedeutet das Licht bleibt an, bis das Objekt aus dem Erfassungswinkel heraustritt und keine Wärmesignal mehr zurückgesendet wird.
In der Regel haben diese Bewegungsmelder eingebaute Dämmerungsschalter. Das heißt, die Beleuchtung schaltet sich nur bei Dämmerung/Dunkelheit um den Bewegungsmelder herum an. Hier lassen sich dann zwei Parameter einstellen:
Der PIR-Sensor (engl: passive infrared) reagiert auf sich ändernde Wärmestrahlung im erfassten Infrarotbereich. Menschen (und Tiere) senden durch Körperwärme Strahlen in diesem Wellenbereich aus. Der Sensor erkennt diese Strahlung. Der Erfassungswinkel des PIR-Sensors beträgt meist ca. 120 Grad und er reagiert nur auf Objekte, die sich an ihm vorbei bewegen, nicht aber auf die Änderung der Sonneneinstrahlung. Vom Sensor selbst wird keine Energie ausgesendet, wie dies bei Aktiv-Infrarotsensoren der Fall ist. Deshalb wird er auch als Passiv-Infrarotsensor bezeichnet.
Die Sensorfläche eines PIR-Sensors liegt in der Regel unter einer Kuppel aus Sammellinsen. Die milchige Kunststoffkuppel ist für Licht im Infrarotbereich durchsichtig. Im Innern des Sensors befindet sich eine Art Gitter, das dazu dient, die permanente Strahlung zu unterbrechen. So kann der Sensor unterscheiden, ob weiterhin eine Schaltung des Lichts erforderlich ist. Das bedeutet das Licht bleibt an, bis das Objekt aus dem Erfassungswinkel heraustritt und keine Wärmesignal mehr zurückgesendet wird.
In der Regel haben diese Bewegungsmelder eingebaute Dämmerungsschalter. Das heißt, die Beleuchtung schaltet sich nur bei Dämmerung/Dunkelheit um den Bewegungsmelder herum an. Hier lassen sich dann zwei Parameter einstellen:
- Die Einschaltdauer: das bedeutet wie lange das Licht eingeschaltet bleiben soll.
- Die Umgebungshelligkeit: das bedeutet, es ist einstellbar, ab welcher Dunkelheitsschwelle der Melder agieren soll.
Wie funktioniert ein Hochfrequenz-Sensor (HF)?
Die Hochfrequenz-Methode verfährt nach dem Prinzip der Radarmessung. Der HF-Sensor sendet elektromagnetische Wellen mit einer Frequenz von 5,8 GHz aus. Trifft nun das Signal auf einen unbeweglichen Körper – etwa auf ein Möbelstück, wird es mit derselben Frequenz reflektiert. Bewegt sich dagegen ein Mensch im Raum auf den Sensor zu oder von ihm weg, erhöht beziehungsweise verringert sich die Frequenz des reflektierten Signals. Genau diese Veränderung registriert der Sensor als Bewegung und schaltet daraufhin das Licht ein. Das heißt: Wärme spielt bei dieser Art Sensor keine Rolle.
Strahlen werden abgegeben, reflektiert und jegliche Veränderungen in der Entfernung gemeldet. Die Erkennung kann horizontal, vertikal und auch durch eine dünne Schicht Glas erfolgen. Durch die hohe Sensibilität eignet sich der HF-Sensor eher für Innenbereiche. In Außenbereichen würde diese Art Sensor zu häufig agieren und unnötig das Licht einschalten. Um dem entgegenzuwirken gibt es mittlerweile Hersteller, die mit softwareseitigen Filtern Büsche, Bäume, Katzen und Co. herausfiltern, so dass ein intelligenter HF-Sensor entsteht der dann auch für Außenbereiche geeignet ist.
Die Hochfrequenz-Methode verfährt nach dem Prinzip der Radarmessung. Der HF-Sensor sendet elektromagnetische Wellen mit einer Frequenz von 5,8 GHz aus. Trifft nun das Signal auf einen unbeweglichen Körper – etwa auf ein Möbelstück, wird es mit derselben Frequenz reflektiert. Bewegt sich dagegen ein Mensch im Raum auf den Sensor zu oder von ihm weg, erhöht beziehungsweise verringert sich die Frequenz des reflektierten Signals. Genau diese Veränderung registriert der Sensor als Bewegung und schaltet daraufhin das Licht ein. Das heißt: Wärme spielt bei dieser Art Sensor keine Rolle.
Strahlen werden abgegeben, reflektiert und jegliche Veränderungen in der Entfernung gemeldet. Die Erkennung kann horizontal, vertikal und auch durch eine dünne Schicht Glas erfolgen. Durch die hohe Sensibilität eignet sich der HF-Sensor eher für Innenbereiche. In Außenbereichen würde diese Art Sensor zu häufig agieren und unnötig das Licht einschalten. Um dem entgegenzuwirken gibt es mittlerweile Hersteller, die mit softwareseitigen Filtern Büsche, Bäume, Katzen und Co. herausfiltern, so dass ein intelligenter HF-Sensor entsteht der dann auch für Außenbereiche geeignet ist.
HF oder PIR – für welche Szenarien eignen sich die Sensoren?
Ein Bewegungsmelder mit PIR-Technologie und passivem Infrarotsensor erfasst die unsichtbare Wärmestrahlung von sich bewegenden Körpern. PIR-Melder funktionieren am besten, wenn Personen sich quer zum Melder bewegen.
HF-Sensoren funktionieren dagegen optimal, wenn sich Personen frontal auf das Gerät zu bewegen. Die Vorteile der HF- gegenüber der PIR-Technologie sind etwa die präzise Erfassung bei hohen Temperaturen und die Erfassung durch durchlässige Materialien hindurch.
Ein Bewegungsmelder mit PIR-Technologie und passivem Infrarotsensor erfasst die unsichtbare Wärmestrahlung von sich bewegenden Körpern. PIR-Melder funktionieren am besten, wenn Personen sich quer zum Melder bewegen.
HF-Sensoren funktionieren dagegen optimal, wenn sich Personen frontal auf das Gerät zu bewegen. Die Vorteile der HF- gegenüber der PIR-Technologie sind etwa die präzise Erfassung bei hohen Temperaturen und die Erfassung durch durchlässige Materialien hindurch.
Wo können Bewegungsmelder angebracht werden?
Im Lichtsegment gibt es Bewegungsmelder, die unsichtbar in Leuchten verbaut sind, genauso aber auch separate Bewegungsmelder, die an alle möglichen Leuchten gekoppelt werden können. Darunter sind auch Varianten, die an Decken, in Ecken oder an Wänden montiert werden können. Selbst Bewegungsmelder für Leuchten mit Kabel, also für Steckdosen gibt es. Hier muss die Steckdose natürlich im Laufweg und nicht irgendwo hinter einer Couch versteckt sein. Die gängigen Reichweiten von klassischen Licht-Bewegungsmeldern liegen im Schnitt bei 8 Metern, was die Längsseite eines normalen Einfamilienhauses nahezu abdeckt. Es gibt aber auch Modelle mit sehr hohen Reichweiten von bis zu 20 Metern und mehr. Zudem sind Modelle mit bis zu 360 Grad Erfassungsradius erhältlich.
Im Lichtsegment gibt es Bewegungsmelder, die unsichtbar in Leuchten verbaut sind, genauso aber auch separate Bewegungsmelder, die an alle möglichen Leuchten gekoppelt werden können. Darunter sind auch Varianten, die an Decken, in Ecken oder an Wänden montiert werden können. Selbst Bewegungsmelder für Leuchten mit Kabel, also für Steckdosen gibt es. Hier muss die Steckdose natürlich im Laufweg und nicht irgendwo hinter einer Couch versteckt sein. Die gängigen Reichweiten von klassischen Licht-Bewegungsmeldern liegen im Schnitt bei 8 Metern, was die Längsseite eines normalen Einfamilienhauses nahezu abdeckt. Es gibt aber auch Modelle mit sehr hohen Reichweiten von bis zu 20 Metern und mehr. Zudem sind Modelle mit bis zu 360 Grad Erfassungsradius erhältlich.
Standardmäßig werden Bewegungsmelder oft im Außenbereich verbaut, um den Hauseingang zu erhellen oder das Licht in der Garage einzuschalten. Im Innenraum muss jeder für sich abwägen, für welchen Zweck er den Bewegungsmelder nutzen möchte und welche Vor- und Nachteile sich daraus ergeben.
Empfehlenswert in Innenräumen sind Bewegungsmelder in Durchgangsräumen wie Fluren, Treppenhäusern und im Eingangsbereich, um das Licht zu schalten, solange man sich dort aufhält. Auch in Speisekammern, Kellern und Waschküchen ist es hilfreich, da man dort doch häufig die Hände voll hat.
Empfehlenswert in Innenräumen sind Bewegungsmelder in Durchgangsräumen wie Fluren, Treppenhäusern und im Eingangsbereich, um das Licht zu schalten, solange man sich dort aufhält. Auch in Speisekammern, Kellern und Waschküchen ist es hilfreich, da man dort doch häufig die Hände voll hat.
Hilfreich für Alt und Jung: Ein Bewegungssensor im Bad! Gekoppelt an eine indirekte Beleuchtung durch Lichtvouten auf oder unter dem Waschbeckenschrank kann mit einem Bewegungssensor nachts ohne geblendet zu werden auf die Toilette gehen. Ein sanftes Licht auf dem Schrank springt an, sobald man die Türe öffnet und schaltet sich nach gewünschter Zeit wieder aus. Außerdem wird so die Gefahr zu stolpern, wenn man schlaftrunken ins Bad torkelt, gemindert. Und energiesparend ist ein Bewegungsmelder ohnehin!
Grundfragen, die man sich bei der Lichtplanung stellen muss & Faustregeln für die wichtigsten Räume
Haben Sie Bewegungsmelder installiert?
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