Capteur infrarouge passif

Un capteur PIR détecte les variations du rayonnement infrarouge qu'il reçoit, lesquelles dépendent de la température et des caractéristiques de surface des objets dans son champ de vision. Lorsqu'un objet, comme une personne, passe devant un fond (par exemple un mur), sa température passe de la température ambiante à la température corporelle , puis revient à son niveau initial. Le capteur convertit cette variation de rayonnement infrarouge en une variation de tension de sortie, déclenchant ainsi la détection. Des objets de température similaire mais de caractéristiques de surface différentes peuvent également produire des émissions infrarouges différentes, et un mouvement par rapport au fond peut aussi déclencher le détecteur.

Les détecteurs PIR se déclinent en différentes configurations pour diverses applications. Les modèles courants utilisent plusieurs lentilles de Fresnel ou segments de miroir, ont une portée efficace d'environ 10 mètres et un champ de vision inférieur à 180°. Des modèles à champ de vision plus large, voire à 360°, sont également disponibles, généralement pour une installation au plafond. Certains détecteurs PIR de plus grande taille utilisent des miroirs à segment unique et peuvent détecter les variations d'énergie infrarouge sur des distances supérieures à 30 mètres. Il existe aussi des modèles avec miroirs à orientation réversible, permettant une large couverture (environ 110°) ou une couverture plus étroite en forme de rideau, ainsi que des modèles avec segments sélectionnables individuellement pour ajuster la zone de couverture.

Les paires d'éléments de capteur peuvent être câblées en entrées opposées à un amplificateur différentiel . Dans cette configuration, les signaux PIR s'annulent mutuellement, éliminant ainsi la température moyenne du champ de vision de la sortie ; une augmentation de l'énergie infrarouge sur l'ensemble du capteur est auto-annulée et ne déclenche pas l'appareil. Ceci contribue à réduire les fausses détections causées par de brefs éclairs lumineux ou un éclairage généralisé (bien qu'une exposition prolongée à une énergie élevée puisse saturer le capteur). Le montage différentiel réduit également les interférences en mode commun , rendant l'appareil moins sensible aux champs électriques environnants. Cependant, dans cette configuration, le capteur ne peut pas mesurer la température absolue et est donc utilisé uniquement pour la détection de mouvement.

Le capteur PIR est généralement monté sur un circuit imprimé intégrant l'électronique nécessaire à l'interprétation des signaux qu'il émet. L'ensemble est généralement logé dans un boîtier, installé à un endroit permettant au capteur de couvrir la zone à surveiller.

micromètres, proches de celles du rayonnement infrarouge émis par le corps humain. Enfin, elle peut faire office de système de focalisation ; voir ci-dessous.

Différents mécanismes peuvent être utilisés pour concentrer l'énergie infrarouge lointaine sur la surface du capteur.

Du fait de la focalisation, le champ de vision du détecteur se présente sous la forme d'un faisceau. Sous certains angles (zones), le capteur PIR ne reçoit quasiment aucune énergie de rayonnement, tandis que sous d'autres angles, il reçoit une quantité concentrée d'énergie infrarouge. Cette séparation permet au détecteur de mouvement de distinguer l'éclairage diffus des objets en mouvement.

Lorsqu'une personne se déplace d'un angle (faisceau) à un autre, le détecteur ne capte que par intermittence son mouvement. Il en résulte un signal de capteur à variation rapide, utilisé par l'électronique pour déclencher une alarme ou allumer l'éclairage. Un signal à variation lente sera ignoré.

Le nombre, la forme, la répartition et la sensibilité de ces zones sont déterminés par la lentille et/ou le miroir. Les fabricants s'efforcent de créer le diagramme de rayonnement optimal pour chaque application.

Lorsqu'il est utilisé dans un système d'éclairage, le détecteur de mouvement (PIR) commande généralement un relais intégré capable de commuter la tension secteur. Ainsi, le PIR peut être configuré pour allumer les luminaires qui y sont connectés lorsqu'un mouvement est détecté. Ce système est couramment utilisé en extérieur, soit pour dissuader les intrus ( éclairage de sécurité ), soit pour des applications pratiques, comme l'éclairage de la porte d'entrée qui s'allume pour faciliter la recherche de ses clés dans l'obscurité.

Ce système peut également être utilisé dans les toilettes publiques, les offices, les couloirs ou tout autre lieu où la gestion automatique de l'éclairage est utile. Il permet de réaliser des économies d'énergie, car la lumière ne s'allume qu'en cas de besoin et les utilisateurs n'ont plus besoin de penser à l'éteindre en quittant les lieux.

Lorsqu'il est utilisé dans un système de sécurité, le détecteur de mouvement infrarouge passif (PIR) commande généralement un petit relais . Ce relais ferme le circuit entre deux contacts électriques reliés à une zone d'entrée de détection du panneau de contrôle de l'alarme antivol . Le système est généralement conçu de telle sorte que, si aucun mouvement n'est détecté, le contact du relais est fermé (relais normalement fermé, NF). En cas de détection de mouvement, le relais ouvre le circuit, déclenchant ainsi l'alarme ; de même, si un fil est débranché, l'alarme se déclenche également.

Des dispositifs utilisant un capteur PIR pour mesurer la température d'un objet distant ont été mis en œuvre . Dans un tel circuit, une sortie PIR non différentielle est utilisée. Le signal de sortie est évalué en fonction d'un étalonnage du spectre infrarouge du matériau observé. De cette manière, des mesures de température relativement précises peuvent être obtenues à distance. Sans étalonnage spécifique au matériau observé, un thermomètre PIR peut mesurer les variations d'émission infrarouge, qui correspondent directement aux variations de température, mais il est impossible de calculer les valeurs de température réelles.