Sensores PIR y Radar

7/16/2019 Sensores PIR y Radar

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Sensor Infrarrojo Pasivo ( PIR )Detector de MovimientoEstos sensores son empleados mayormente enalarmas, puertas automticas y para el ahorrode energa. Los sensores de movimientos PIR noemiten ningn rayo,por eso se les deno-mina sensor pasivo.Cuando un objetotiene una temperatu-

ra diferente a la delmedio y se encuentradentro del campo decaptacin del sensor,

la radiacin calrica


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del objeto ser captada por los lentes del ele-mento sensorial ocasionando el accionamientodel sensor. Todo cuerpo irradia calor siempre ycuando su temperatura sea superior al ceroabsoluto (-273o C). La intensidad y la radiacinespectral de esta radiacin electromagnticadepende de la temperatura y del llamado Gradode Emisin del Cuerpo.

Un cuerpo caliente irradia un espectro de dife-rentes longitudes de onda, el cual caracteriza alcuerpo en s. Un cuerpo negro no irradia nitampoco deja atravesar rayos electromagnticos


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Efecto de una Fuente Caliente en Movimiento

Los rayos infrarrojos provenientes de un serhumano son detectados por un sensor de movi-miento PIR debido a un sistemas de lentesFresnel o

mediante unespejo quecontienecristales pi-

roelctricos.


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En muchas aplicaciones se desea captar elmayor espacio posible, para lo cual es necesarioel empleo de lentes o de un sistema de reflexinadicional, con lo que se conseguir tener unacaptacin de hasta 360o.


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Generalmente se desea que el detector demovimientos PIR sea capaz de captar personasa la mayor distancia posible dentro del mayorngulo posible. Para lograr esto es necesario el

empleo de un sistema de lentes colocado delantedel sensor. Un tipo de lente adecuado para estefin es el lente Fresnel, el cual consta de peque-os segmentos (facetas) que estn colocados demanera que el sensor capte la mayor cantidad

posible de rayos infrarrojos emitidos por lapersona. Normalmente estos lentes estn hechosde un color blanco, pero pueden tener cualquiercolor, con la condicin que la transmisin de losrayos infrarrojos no se vea restringida.


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Otro mtodo paraconcentrar los rayos

emitidos por la personaes mediante unconjunto de espejospequeos que estnordenados de manera

que los rayos seandesviados hacia elsensor.


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Detectores de Movimientos PIR empleados

para el Ahorro del Consumo de Energa

Elctrica

En los ltimos aos se ha vuelto importante elempleo de sistemas de iluminacin que poseancierto grado de inteligencia, de tal manera quesolo se activen cuando se tenga un determinado

grado de iluminacin y se encuentren presentepersonas que estn dentro de la zona ilumina-da. Para esto se emplean sensores PIR especia-les que han sido diseados de tal manera quepuedan detectar hasta los movimientos mspequeo de personas que se encuentren senta-das. Segn estudios, se ha podido determinarque el ahorro de energa puede alcanzar hastaun 82% del consumo original.


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Detectores de Movimientos PIR para el

Accionamiento de Puertas Automticas

Los detectores demovimiento PIR seemplean tambin

para el acciona-miento de puertasautomticas ysistemas de seguri-dad; en donde es

necesario poderdefinir exactamen-te el campo dedeteccin.


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Limitaciones en el Empleo de Detectores

de Movimiento PIR

Las condiciones para un buen funcionamientode los sensores PIR es que la diferencia de tem-peratura entre el ambiente y el objeto sea mayorde 2oC, aunque ya existen versiones que detec-tan una diferencia menor de temperatura.Adems, el objeto que irradia debe tener untamao mnimo para poder asegurar una buenadeteccin. El vidrio atenua bastante los rayos

infrarrojos de manera que el sensor PIR nollega a detectar los objetos que estn detrs depuertas o mamparas de vidrio. Algunos focos olmpara halgenas emiten rayos infrarrojos demanera que pueden confundir al sensor PIR.


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Detector de Movimientos mediante RADAR

La mayora de las personas relacionan el nom-bre Radar con sistemas de navegacin area.Actualmente se tienen diferentes aplicacionescon esto detectores, ya sea para detectar la velo-

cidad de autos en el trnsito vehicular, medicinde distancia en los autos como ayuda para esta-cionar o tambin para el accionamiento autom-ticos de puertas.Los radares son dispositivos que generan micro-

ondas electromagnticas que son reflejadastotalmente por los metales, pero traspasan lamadera y el plstico. Las microondas no tienenproblemas con la suciedad, humo o vapor.


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Los Detectores de Movimiento por Radar (DMR)trabajan en el rango de 2.4 ... 24.125 GHz, quecorresponde a una longitud de onda desde 125 ...12.4 mm. Para el funcionamiento del DMR se

emplea el efecto Doppler, que es el tiempo quedemora el eco, o el principio de la modulacinlineal de la frecuencia de ondas (FMCW).Efecto Doppler.-Este efecto se aprecia cuando un tren en

movimiento hace sonar su bocina, en donde unapersona que esta viajando en el tren escucha elsonido tal como es, la persona hacia donde el trense acerca escucha el sonido con tonos ms agudos


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Y la persona que se aleja del tren escucha el soni-do con tonos ms graves. Esto es debido a que lasondas de sonido en direccin del movimiento deltren son comprimidas, mientras que en sentidocontrario son expandidas.


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Para el caso del DMR, no se trata de sonido sinode microondas que se desplazan a la velocidad dela luz, donde el sensor est quieto y el objeto es elque est en movimiento. El principio de funcio-namiento del DMR se muestra en la siguientefigura:


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Tiempo de Demora del Eco.-De forma semejante al sensor sonico, se generamicroondas y se mide el tiempo que demora enregresar el eco reflejado. Como las microondastienen la velocidad de la luz, los tiempo a medirseson bien cortos; (para un objeto que se encuentraa 1m de la antena, las microondas recorren 2m, ytardan 6.66ns en recorrerlo) por lo tanto este

mtodo se emplea mejor cuando las distanciasson grandes.


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Medicin de la Distancia mediante la ModulacinLineal de la Frecuencia (FMCW).-La frecuencia de la seal generada se va aumen-tando continuamente hasta un valor mximo f2 y

luego llevada a un valor mnimo f1 para luegoaumentarla otra vez (Forma Diente de Sierra).La seal reflejada tendr un frecuencia diferentea la seal generada debido al retardo producidopor el viaje de ida y vuelta de la onda hacia elobjeto. Esta diferencia en frecuencia (fm) esproporcional a la distancia.


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Perturbaciones en los DMR

Hay una serie de perturbaciones que generan elefecto Doppler. Motores, ventiladores, pisos yparedes que vibran, parlantes e incluso graniza-da o remolinos de hojas secas, los cuales puedenser detectados por los sensores de radar. A losDMR empleados en seguridad, se les haimplementado un procesador que analiza el ecoy puede identificar los ecos falsos.

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