Le capteur infrarouge passif (PIR) semble si familier qu'il est facile d'oublier certaines des nombreuses applications qui existent pour lui et les ressources d'ingénierie qui encouragent sa meilleure utilisation possible. Le capteur PIR est souvent le premier choix dans les systèmes de sécurité domestique, car il combine la capacité de "sentir" la chaleur et les objets en mouvement, tels que les personnes marchant dans une pièce, avec simplicité et prix abordable. Il existe de nombreuses autres applications qui peuvent bénéficier de la capacité de détecter la présence de personnes ou d'animaux pour améliorer l'efficacité énergétique, la commodité et la sécurité, sans le coût supplémentaire lié à l'utilisation d'un système de traitement avancé pour gérer les images d'une caméra. S'il est utilisé à l'extérieur, un système sera nécessaire pour faire la distinction entre les personnes et les animaux, et donc le traitement d'image fait la différence. Cependant, dans un bureau, on suppose que le capteur PIR ne détectera que les personnes. Ainsi, les capteurs PIR peuvent être utilisés dans des solutions aussi simples que d'allumer et d'éteindre les climatiseurs et les lumières. Les concepteurs de distributeurs automatiques, par exemple, intègrent des capteurs PIR dans le but d'activer leur éclairage uniquement lorsque quelqu'un se trouve devant la machine elle-même ou même lorsqu'ils déplacent leur main à côté du panneau de sélection des produits - ce qui entraîne des économies considérables coûts d'exploitation.
Grâce à l'avènement de l'Internet des objets (IoT), ces capteurs peuvent contrôler plusieurs applications en envoyant des mises à jour d'état à des serveurs intelligents. Et pourquoi ne pas utiliser la sortie des caméras de sécurité locales pour "réveiller" les panneaux d'affichage dans une salle de réunion ou l'imprimante dans un bureau pendant les heures de travail. Il est essentiel de choisir le bon type de capteur PIR. L'offre variée sur le marché utilise la même architecture de base, mais il existe des différences importantes en termes de conception et de construction. Le rayonnement infrarouge "entre" généralement dans le boîtier du capteur par une ou plusieurs entrées à l'avant et "frappe le sol" sur un ensemble de panneaux de matériau pyroélectrique - qui génère un courant électrique lorsqu'il est exposé à l'énergie infrarouge. Les matériaux pyroélectriques vont du nitrure de gallium inorganique et du nitrate de césium aux polyfluorures de vinyle à base de carbone et aux phénylpyridines. Dans un capteur de mouvement PIR typique, il y a deux fenêtres rectangulaires qui permettent à l'IR de pénétrer.
Derrière chaque fenêtre se trouve un capteur avec des électrodes fixées de telle manière qu'un capteur fournit un signal de sortie positif et l'autre un signal de sortie négatif. Si un objet n'est pas détecté, les deux capteurs reçoivent la même quantité de rayonnement infrarouge et leurs signaux s'annulent. Cependant, si un corps chaud traverse le "champ de vision" de l'une des sources de détection, sa valeur diffère de celle de son partenaire, ce qui amène l'électronique du capteur à enregistrer un changement de sortie. Une lentille de Fresnel peut être utilisée devant la zone de la fenêtre pour augmenter la plage de détection du capteur lui-même et pour adapter les angles de détection et les motifs aux exigences de chaque application. Diverses configurations de capteurs, dont beaucoup utilisent plus de deux éléments pyroélectriques dans une grille, permettent d'adapter les performances aux besoins du projet. Par exemple, l'objectif et la configuration des modèles de la série Panasonic AMN sont optimisés pour détecter les mouvements dans un champ de vision étroit, ce qui est idéal dans les distributeurs automatiques et les systèmes d'éclairage, où ils offrent de meilleures performances que les familles EKMB et EKMC à usage général. Afin d'augmenter la convivialité, le capteur PIR peut intégrer un amplificateur. Un exemple est l'IRA-S210ST01 de Murata. Ce dispositif à trois ports comprend un JFET à faible bruit qui convertit les sorties des électrodes en un niveau de sortie pratique.
Les fabricants permettront également de choisir entre les sorties logiques et analogiques. En général, la sortie analogique offre une plus grande flexibilité de conception et la possibilité d'appliquer des circuits ou des composants de filtrage pour améliorer les performances dans des conditions bruyantes. Les sorties logiques facilitent la conception dans les applications les plus simples. Les fabricants de capteurs ont augmenté les performances de leurs produits ces dernières années pour faire face au bruit généré par les technologies intelligentes. Ainsi, les émissions électromagnétiques des téléphones peuvent atteindre la plage de détection de certains capteurs et les faire "se déclencher" lorsque personne n'est là. Les capteurs PIR de Panasonic disposent d'un circuit amplificateur/comparateur dans leur boîtier métallique TO-5 qui rejette les interférences haute fréquence causées par ces appareils sans fil. À mesure que le champ d'application des capteurs PIR s'élargit, des caractéristiques telles que la sensibilité deviennent de plus en plus importantes. Les capteurs de Panasonic présentent une nouvelle conception de coque pour les éléments pyroélectriques qui forment le cœur du capteur lui-même.
Des zones de détection séparées empêchent la diaphonie thermique entre deux éléments de détection. Par conséquent, la détection est plus fiable, même si la différence de température entre l'environnement et l'objet est faible. Ces améliorations de conception signifient que les capteurs PIR peuvent répondre à un nombre encore plus grand d'applications et répondre aux exigences actuelles des produits dans les projets et services IoT émergents. Si vous souhaitez en savoir plus sur les capteurs PIR pour des applications spécifiques, suivez mes conseils : contactez votre spécialiste local (dans la même langue) ou visitez la section « Demandez à l'expert » du site Web d'AVNET Abacus.
