アクティブおよびパッシブ赤外線センサー
赤外線センサーは、私たちが毎日使用している多くのデバイスの一部であり、気付かないかもしれません。これらのセンサーは、テレビのリモコンや詳細なセキュリティシステムなどで見つけることができます。彼らは、赤外線と呼ばれるタイプの光を使用して動作します。アクティブおよびパッシブの赤外線センサーについて学ぶことで、私たちのお気に入りのガジェットがどのように動作しているかについてより良いアイデアを得ることができ、テクノロジーと安全性における役割を評価できます。
カタログ
図1：アクティブおよびパッシブ赤外線センサー
日常使用の赤外線センサー
赤外線（IR）センサーは、多くの日常のものでよく使用されます。たとえば、リモートコントロールでテレビチャンネルを変更すると、IRセンサーを使用します。同様に、動きを検出するセキュリティシステムはIRライトを使用します。IRセンサーは、自動化されたガレージドアでも広く使用されています。
典型的なIRセンサーのセットアップでは、一定の距離にあるレシーバーに向けて目に見えない赤外線を送信する部分があります。受信機はこのライトを検出します。何かが光をブロックした場合、受信機は信号を拾いません。これにより、センサーは何かが邪魔になっていることを示します。
IRセンサーの主要部分には、エミッタ（通常は赤外線LED）、受信機（通常はフォトダイオードまたはフォトトランスリスター）、および信号を処理するために必要な回路が含まれます。エミッターは赤外線を生成し、これは直線で移動します。受信機は光を検出し、電気信号に変換します。何かがエミッタと受信機の間のパスをブロックすると、信号が失われ、センサーがそれに応じて応答します。
この技術は、多くの実用的な方法で使用されています。たとえば、自動化されたガレージドアシステムでは、IRセンサーが何かが邪魔になっている場合、ドアが閉じるのを防ぐのに役立ちます。これにより、ドアが害や損傷を引き起こすのを止めることにより、人々と物事が安全になります。
IRセンサーは、モーションを検出するためにセキュリティシステムでも使用されています。誰かがセンサーの範囲内を移動すると、その存在は赤外線照明ビームを中断し、アラームまたはアラートをトリガーします。これは、ホームセキュリティシステムとビジネスセキュリティシステムの両方で広く使用されています。
アクティブな赤外線センサー
図2：アクティブな赤外線センサー
アクティブIRセンサーはどのように機能しますか？
アクティブ赤外線（IR）センサーは、エミッタとレシーバーの2つの主要な部分を使用します。エミッターは赤外線のビームを作り、レシーバーに指します。レシーバーは、エミッタが直接向かい合っているように配置され、常にIRビームを見ることができます。
これがどのように機能しますか：
•エミッターは、IRライトビームを作成および送信します。このビームは、レシーバーに直線で移動します。
•レシーバーはエミッタと並んでいるため、通常は常にIRライトビームが表示されます。
•何かがIRビームの邪魔になると、光がレシーバーに到達するのをブロックします。
•受信者は、IRビームがなくなっていることに気付きます。これは、何かがIR光をブロックしていることを意味します。
IRビームが存在するかどうかを検出するこの簡単な方法は、多くの用途に対してアクティブなIRセンサーを信頼できるものにします。自動ドアオープナー、障害物を検出するシステム、一部のセキュリティシステムなどで使用されます。
図3：アクティブな赤外線センサーのバリエーションと使用
標準のアクティブ赤外線（IR）センサーを使用する別の方法では、エミッタとレシーバーの両方を同じ方向に向けることが含まれます。何かが検出領域に入ると、送信されるIR信号がレシーバーに反映されます。これにより、センサーは反射信号に基づいて何かがあることを知ります。
別の方法では、固定リフレクターを使用して、送信された信号をレシーバーにバウンドします。このセットアップにより、検出点でリモート電気部品が必要になるため、システムが簡単になります。これにより、インストールと世話をする方が簡単になります。
アクティブIRセンサーは、特にコンベアベルト上のオブジェクトを追跡するために、工場で一般的に使用されています。これらのセンサーは、アイテムが存在するかどうかを検出することにより、スムーズで効率的な動作を確保し、生産プロセスの正確な制御と自動化を可能にします。
パッシブ赤外線センサー（PIR）
図4：パッシブ赤外線センサー（PIR）
PIRとはどういう意味ですか？
パッシブ赤外線（PIR）センサーは、周囲のオブジェクトから放出される熱を検出するセンサーの一種です。赤外線自体を放出しないため、「パッシブ」として知られています。代わりに、環境の熱レベルの変化のみを検出します。この機能により、PIRセンサーはセキュリティシステムと自動化された照明セットアップで人気があり、動きの検出に役立ちます。
PIRセンサーの主なコンポーネントには、赤外線に敏感なPyroelectricセンサーと、この光をセンサーに集中させるフレネルレンズが含まれます。センサーには2つの検出スロットがあります。通常、両方のスロットが周囲から同じ量の赤外線を拾います。ただし、人間などの温かいオブジェクトがセンサーの範囲に移動すると、この均衡が破壊されます。1つのスロットは、他のスロットよりも多くの放射を検出します。この違いは、センサーの電子機器によって検出され、アラームをトリガーしたり、ライトを作動させたりする可能性があります。
PIRセンサーは、セキュリティアプリケーションで非常に評価されており、不正なエントリを検出し、照明システムで、誰かが部屋に入って出発するときに自動的にライトをオンにして、エネルギーを節約します。これにより、建物でのエネルギー使用量を管理するための効率的で環境に優しい選択が可能になります。
パッシブIRセンサーはどのように機能しますか？
図5：パッシブIRセンサーはどのように機能しますか
受動的な赤外線（PIR）センサーは、人間や動物のような暖かいものによって与えられた熱を検出します。
これがどのように機能しますか：
•PIRセンサーの中心には、周囲から熱を感知する特別な部分があります。温かい物体を動かすことによって引き起こされる熱の変化に気付くように調整されています。
•センサーは、それぞれ熱に敏感な2つの部分に分割されます。通常、両方の部分は同じ量の熱を感知するため、信号は生成されません。
•人のような暖かいオブジェクトがセンサーを監視する領域に移動すると、熱バランスが変わります。片方の部分は他の部分よりも多くの熱を感知し、電圧（電気信号のタイプ）に違いを生み出します。
•センサーは、電圧のこの変化を調べます。変更が設定されたレベルと比較して十分に大きい場合、モーションがあることを意味します。
•モーションを検出した後、センサーはライトやアラームなどの接続されたデバイスをアクティブにします。これは、必要なときにのみライトをオンにすることで、セキュリティの改善やエネルギーの節約に役立ちます。
•センサーは、特別なレンズを使用して、熱信号をそれに集中させ、視聴領域を大きくします。これにより、センサーがより広い領域を効果的に覆うのに役立ちます。
これらのセンサーは、エネルギーを節約するために、ホームセキュリティシステムや建物のように、明白ではなく動きを検出する必要がある場所に最適です。
アクティブなIRセンサーとパッシブIRセンサーの比較
アクティブIRセンサーとパッシブIRセンサーのテーブル比較。
アクティブIR（赤外線）センサーパッシブIR（赤外線）センサー
これらのセンサーは独自の光を放ちます。これらのセンサーは独自の光を放ちません。
オブジェクトの距離と速度を直接測定できます。彼らは距離と速度を測定するのに苦労しています。
彼らは日中、夜、そして冷たいオブジェクトでうまく機能します。彼らは夜や冷たい物体ではうまく機能しません。
敵の検出システムによって簡単に見つけることができます。敵の検出システムによって簡単には見つかりません。
それらは小さくて軽量センサーです。それらは小さくて軽量センサーです。
彼らは安価です。彼らは安価です。
検出能力と測定能力は、レーダーほど良くありません。検出能力と測定能力は、レーダーほど良くありません。
アクティブ赤外線（AIR）センサー
アクティブな赤外線（AIR）センサーは、赤外線LEDを使用して、レシーバーによって検出されます。オブジェクトがビームを壊すと、ドアを開けたり、アラームを鳴らしたり、ライトをオンにしたりするなどのアクションをトリガーします。それらは、自動ドアシステム、セキュリティシステム、および産業環境で使用されます。それらの有効性は、コンポーネントのアラインメント、光の反射、環境条件に依存します。
パッシブ赤外線（PIR）センサー
パッシブ赤外線（PIR）センサーは、オブジェクトと人から放出される熱を検出します。彼らは信号を送信しませんが、熱パターンの変化を検出し、センサーが接続されたデバイスをトリガーします。PIRセンサーは、Pyroelectricセンサーとレンズを使用してセンサーに熱を焦点を合わせて、より大きな領域をカバーできるようにします。これらは、エネルギー効率と感度のために、セキュリティシステムと自動ライトで一般的に使用されています。
この2つの主な違いは、エアセンサーが赤外線ビームを放出および検出し、特定の閉塞を検出するのに理想的であることです。PIRセンサーは、天然の赤外線放射を検出し、より広い動き検出に適しています。それらを選択することは、特定の閉塞を検出する必要があるか、動きのためにより広い領域を監視する必要があるかによって異なります。
安全性とセキュリティにおける赤外線センサーの将来
赤外線センサーは安全性とセキュリティに役立ち、オブジェクトからの熱として放出される赤外線を検出することにより、柔軟で正確な監視を提供します。これにより、視界の低い領域では価値があります。
赤外線センサーには、アクティブとパッシブの2種類があります。アクティブセンサーは独自の赤外線を発し、オブジェクトを跳ね返してセンサーに戻り、動きの検出と距離測定を支援します。これは、自動化された製造および高度なセキュリティシステムに役立ちます。一方、パッシブセンサーは、人体のような温かいオブジェクトによって自然に放出される赤外線を検出し、控えめな監視を提供する際にセキュリティカメラやモーション検出器に最適です。
安全性とセキュリティにおける赤外線センサーの将来は有望に見えます。テクノロジーの進歩により、これらのセンサーはより敏感で、より小さく、エネルギー効率が高くなります。これにより、さまざまな熱源を区別する高度な監視システム、さまざまな条件での自動運転車のより良いナビゲーション、熱源を迅速に見つける火災検出システムの改善など、より多くのアプリケーションが発生します。
これらの高度なシステムが日常生活により統合されるにつれて、安全性とセキュリティを維持する上での赤外線センサーの役割が成長します。彼らは公共空間と私的空間の両方でより一般的になり、財産と生命を保護する能力を高め、環境をより安全で安全にします。
結論
アクティブタイプとパッシブタイプの両方の赤外線センサーは、現代の安全性とセキュリティセットアップに大きな役割を果たします。多くの一般的なアイテムや大きな産業セットアップでそれらを見つけます。赤外線を放出および検出するアクティブセンサーは、特定の閉塞または障害物を見つける必要があるタスクに本当に役立ちます。パッシブセンサーは、あらゆる動きの大きな領域を監視するのに適しているため、エリアを安全に保つのに役立ち、エネルギーを節約できます。技術が進むにつれて、これらのセンサーはより正確で、より小さく、よりエネルギー効率が高くなる可能性があります。これは、異なる熱源、自動運転車のより良いナビゲーション、より速い火災検出システムを区別できる、より複雑なセキュリティシステムのように、それらが新しい方法で使用される可能性があることを意味します。これらの技術が私たちの生活においてより大きな役割を果たすにつれて、私たちを安全で安全に保つための赤外線センサーの役割は成長します。彼らは公共スペースとプライベートスペースの両方でより一般的になり、私たちの財産を保護し、より賢く、より効果的な方法で人々の安全を確保するのに役立ちます。
よくある質問[FAQ]
1.受動的な赤外線センサーの構造は何ですか？
受動的な赤外線センサーは、熱を検出するセンサー、熱信号をセンサーに焦点を合わせるレンズ、および熱量を測定する2つの機密領域で構成されています。通常、レンズを通過するものを除き、外部の熱源から保護するプラスチックケースの内側に配置されます。
2.パッシブ赤外線カメラとは何ですか？
受動的な赤外線カメラは、センサーを使用して、その見解で人や動物などのオブジェクトから熱を拾います。これらのカメラは、セキュリティシステムで、これらのオブジェクトからの熱に基づいて写真を撮ったり、録音したりするために、特に明るい場所でのビデオを録画するためによく使用されます。
3.パッシブ赤外線センサーと呼ばれるのはなぜですか？
パッシブ赤外線センサーと呼ばれています。なぜなら、周囲のオブジェクトから自然の熱を拾うだけなからです。光を送信してから跳ね返る方法を測定するアクティブセンサーとは異なり、熱や光そのものを送信しません。
4.アクティブな赤外線センサーと受動的な赤外線センサーの違いは何ですか？
アクティブな赤外線センサーは、独自の光を送信し、オブジェクトからどのように跳ね返るかを測定して、レーダーの動作のように、それらがどこにいるのか、どの程度離れているかを調べます。受動的な赤外線センサーは光を送信しません。代わりに、彼らは人や動物のような暖かい物体によって与えられた自然の熱を検出するだけです。
5.赤外線センサーの目的は何ですか？
赤外線センサーの目的は、オブジェクトが放出する目に見えない熱エネルギーを感知して測定することです。この機能は、それらに触れたり、光でそれらを見る必要なく、近くのオブジェクトや人を見つけるのに役立ち、場所を安全に保ち、環境をチェックし、マシンが自動的に動作するのを支援するのに非常に役立ちます。