HC-SR501 - PIR Motion Detector (Bewegungssensor)

PIR Motion Detector ist ein Bewegungssensor, der sich in den meisten Bewegungsmeldern befindet. Das „PIR“ steht für „passive Infrared“.
Dahinter steckt die Funktion, dass die an die Umwelt abgegebene Körperwärme von Lebewesen als Infrarotstrahlung erfasst werden kann. Deshalb auch die Bezeichnung auch „Pyroelektrischer Sensor“.

Passiv deshalb, weil der Sensor selbst kein Signal aussenden muss, sondern lediglich Signale aus der Umwelt empfängt und auswertet.
Ein PIR Sensor ist so konstruiert, dass er Temperaturänderungen erkennen kann. Die Temperaturänderung kann durch feststehende Objekte kommen, die plötzlich ihre Temperatur verändern. Oder warme Objekte, die sich bewegen.

Der Erkennungsbereich (Erfassungswinkel) liegt zwischen 100° bis 130° und reicht von ca. 3 bis ca. 7 Meter.

Kalibrierung

• Ein Potentiometer dient zum Einstellen der Entfernung der Bewegungserkennung. Einstellbar sind zwischen ca. 3 und ca. 7 Meter.
• Ein Potentiometer dient zum Einstellen der Verzögerungszeit nach der Erkennung. Einstellbar sind je nach Modell zwischen 3 und 300 Sekunden.

Betriebsspannung und Signalausgang

• Der HC-SR501 hat typischerweise eine Betriebsspannung von 4,5 bis 20 Volt. Der Signal-Ausgang (OUT) hat dann bei einem High-Pegel eine Spannung von +3,3 Volt.
• Es gibt PIR-Sensoren, die funktionieren auch mit einer Betriebsspannung von 3,3 Volt. In diesem Fall liegt die Spannung eines High-Pegels unter +3,3 Volt.
• Bei einer Betriebsspannung von 5 Volt kann der Signal-Ausgang des Sensors direkt mit einem GPIO-Eingang am Raspberry Pi (Pico) verbunden werden.

Grundsätzlich gilt, ein PIR-Sensor reagiert auf alle sich bewegenden warmen oder erwärmten Objekte. Zur Vermeidung von Fehlerkennungen gilt es bei der Wahl des Montageorts verschiedene Dinge zu beachten.

Folgende Zustände sind zu vermeiden:

• direkte Sonneneinstrahlung (Änderung des Sonnenstands über Tag berücksichtigen)
• starke Wärmequellen im Erfassungsbereich (z. B. Heizkörper oder wärmeleitende Flächen)
• starke Zugluft (durch geöffnete Fenster und Türen)
• große Objekte im Erfassungsbereich (z. B. Möbel, Pflanzen, Raumteiler)
• Montage auf vibrierenden Oberflächen (z. B. aufgehängte Konstruktionen, Podeste und Treppen)

Desweiteren ist dieser Bewegungssensor für den Außenbereich, ohne zusätzliche bauliche Maßnahmen, ungeeignet. So lassen sich die folgenden Ereignisse im Außenbereich praktisch nicht vermeiden.

• direktes oder indirektes Sonnenlicht
• Reflektionen von Sonnenlicht mit IR-Anteil
• Änderung der Lufttemperatur durch Wind

Zum sonnenlichtunabhängigen Erkennen von Bewegungen eignen sich Radarmodule besser.

Üblicherweise wird ein Bewegungssensor gerne zur Beleuchtungssteuerung per Bewegungsmelder eingesetzt. Im Außenbereich ist das Einschalten der Beleuchtung bei Tag eher unerwünscht. Aus diesem Grund wird dann durch einen Lichtsensor ein Aktivieren der Beleuchtung verhindert. Solche Lampen mit einem integrierten Lichtsensor gibt es in jedem Baumarkt zu kaufen.

Da die Helligkeitsunterschiede zwischen Tag und Nach extrem sind, kommt es auf die konkreten Eigenschaften des LDR nicht an. Praktisch kann jeder gewöhnliche LDR verwendet werden.

• Fotowiderstand (LDR)