Sensor infrarrojo pasivo

Un sensor PIR detecta cambios en la cantidad de radiación infrarroja que incide sobre él, la cual varía según la temperatura y las características de la superficie de los objetos en su campo de visión. ^{[ 2 ]} Cuando un objeto, como una persona, pasa frente a un fondo (por ejemplo, una pared), la temperatura en ese punto aumenta desde la temperatura ambiente hasta la temperatura corporal y luego regresa. El sensor convierte este cambio en la radiación infrarroja en un cambio en el voltaje de salida, lo que activa la detección. Los objetos con temperaturas similares pero características superficiales diferentes también pueden producir patrones de emisión infrarroja distintos, y el movimiento con respecto al fondo también puede activar el detector. ^{[ 3 ]}

Los sensores PIR se presentan en diversas configuraciones para diferentes aplicaciones. Los modelos comunes utilizan múltiples lentes Fresnel o segmentos de espejo, tienen un alcance efectivo de aproximadamente 10 metros (30 pies) y un campo de visión inferior a 180°. También existen modelos con campos de visión más amplios, incluyendo 360°, generalmente para montaje en techo. Algunos sensores PIR de mayor tamaño utilizan espejos de un solo segmento y pueden detectar cambios en la energía infrarroja a distancias superiores a 30 metros (100 pies). Asimismo, hay diseños con espejos de orientación reversible, que permiten una cobertura amplia (alrededor de 110°) o una cobertura estrecha tipo "cortina", así como modelos con segmentos seleccionables individualmente para ajustar la cobertura.

Se pueden conectar pares de elementos sensores como entradas opuestas a un amplificador diferencial . En esta configuración, las señales PIR se cancelan entre sí, eliminando la temperatura promedio del campo de visión de la salida; un aumento de la energía infrarroja en todo el sensor se autocancelará y no activará el dispositivo. Esto ayuda a reducir las falsas detecciones causadas por breves destellos de luz o iluminación de todo el campo (aunque una exposición sostenida a alta energía aún puede saturar el sensor). La disposición diferencial también reduce la interferencia de modo común , lo que hace que el dispositivo sea menos sensible a los campos eléctricos cercanos. Sin embargo, en esta configuración, el sensor no puede medir la temperatura absoluta y, por lo tanto, se utiliza solo para la detección de movimiento.

El sensor PIR suele montarse en una placa de circuito impreso que contiene la electrónica necesaria para interpretar las señales del propio sensor. El conjunto completo se aloja normalmente en una carcasa, instalada en un lugar desde donde el sensor pueda cubrir la zona que se desea monitorizar.

La carcasa suele tener una "ventana" de plástico por donde entra la energía infrarroja. Aunque a menudo solo es translúcida a la luz visible, la energía infrarroja puede llegar al sensor a través de la ventana porque el plástico utilizado es transparente a la radiación infrarroja. La ventana de plástico reduce la posibilidad de que objetos extraños (polvo, insectos, lluvia, etc.) obstruyan el campo de visión del sensor, dañen el mecanismo o provoquen falsas alarmas . La ventana puede utilizarse como filtro para limitar las longitudes de onda a 8-14  micrómetros, que es el rango más cercano a la radiación infrarroja emitida por los humanos. También puede funcionar como mecanismo de enfoque; véase más abajo.

Se pueden utilizar diferentes mecanismos para enfocar la energía infrarroja distante sobre la superficie del sensor.

Como resultado del enfoque, la imagen del detector se convierte en un patrón de haz. En ciertos ángulos (zonas), el sensor PIR prácticamente no recibe energía de radiación, mientras que en otros recibe cantidades concentradas de energía infrarroja. Esta separación permite al detector de movimiento distinguir entre la iluminación general del campo y los objetos en movimiento.

Cuando una persona se desplaza de un ángulo (haz) a otro, el detector solo la detectará intermitentemente. Esto genera una señal de sensor que cambia rápidamente, la cual es utilizada por la electrónica para activar una alarma o encender las luces. Una señal que cambie lentamente será ignorada por la electrónica.

El número, la forma, la distribución y la sensibilidad de estas zonas vienen determinadas por la lente y/o el espejo. Los fabricantes se esfuerzan por crear el patrón de haz de sensibilidad óptimo para cada aplicación.

Cuando se utiliza como parte de un sistema de iluminación, la electrónica del sensor PIR suele controlar un relé integrado capaz de conmutar la tensión de la red eléctrica. Esto significa que el sensor PIR se puede configurar para encender las luces conectadas a él cuando detecta movimiento. Su uso más común es en exteriores, ya sea para disuadir a delincuentes ( iluminación de seguridad ) o para usos prácticos, como encender la luz de la puerta principal para encontrar las llaves en la oscuridad.

También se puede utilizar en baños públicos, despensas, pasillos o cualquier lugar donde el control automático de la iluminación sea útil. Esto permite ahorrar energía, ya que las luces solo se encienden cuando son necesarias y no depende de que los usuarios recuerden apagarlas al salir del área.

Cuando se utiliza como parte de un sistema de seguridad, la electrónica del sensor PIR controla normalmente un pequeño relé . Este relé cierra el circuito entre dos contactos eléctricos conectados a la zona de detección del panel de control de la alarma antirrobo . El sistema suele estar diseñado de forma que, si no se detecta movimiento, el contacto del relé permanece cerrado (un relé normalmente cerrado, NC). Si se detecta movimiento, el relé abre el circuito, activando la alarma; o, si se desconecta un cable, la alarma también se activa.