Nesnelerin veya canlıların hareketlerinin kızılötesi, ultrasonik, mikrodalga, titreşim yöntemleriyle algılanmasını ve bu algılama sonucunda ilgili mekanizmaların tetiklenmesini sağlayan aktif veya pasif özellikteki sensörlere hareket sensörü denir.
Nesnelerin veya canlıların hareketlerinin kızılötesi, ultrasonik, mikrodalga, titreşim yöntemleriyle algılanmasını ve bu algılama sonucunda ilgili mekanizmaların tetiklenmesini sağlayan aktif veya pasif özellikteki sensörlere hareket sensörü denir.
Çoğunlukla kullanılmakta olan hareket sensörleri temel olarak sıcaklık farkını algılayan kızılötesi ve gönderilen farklı dalga boylarındaki sinyallerin ortamdaki nesneden yansıtılarak algılaması olmak üzere iki çeşittir.
Bunun yanı sıra farklı kullanım alanlarına yönelik olarak insanların hareketlerini ve varlıklarını algılamak için basınç, ağırlık, ses, ışık hüzmelerindeki değişimi algılayıcı optoelektrik yöntemi, statik yük değişimi algılayıcı triboelektrik yöntemi, kapasitif değişim analizi, kamera ile video analiz gibi farklı algılama teknikleri de kullanılmaktadır.
Pasif kızılötesi sensör (PIR-Passive Infrared veya Pyroelectric) ortamdaki sıcaklık değişimini izleyen bir kızılötesi alıcı sensör ile ortam ve nesne arasında hızlı bir sıcaklık değişimi olduğunda hareketi algılar.
Aktif kızılötesi sensör (AIR-Active Infrared) ise kızılötesi alıcı ve verici sensörlerle daha uzak mesafe ve daha dar algılama alanlarında verici sensörden yayılan kızılötesi ışının alıcı sensör tarafından alınıp alınmadığını kontrol ederek hareketi algılar.
En çok kullanılan hareket algılayıcı olan PIR, Şekil-1’de görüldüğü gibi fresnel lens, kızılötesi algılayıcı pieroelektrik sensör, sinyal yükselteci, zamanlayıcı, sinyali karşılaştırıp tetikleme yapan bir elektronik devre ve çıkış rölesinden oluşur.
Şekil-1 PIR Sensör İç Yapısı (www.philadelphia.edu.jo)
Sensörün algılama bölgesine giren insan veya hayvanın vücut sıcaklıkları bulundukları ortamdan farklı olacak ve vücutlarından yayılan termal radyasyon fresnel lensten geçerek pieroelektrik malzemeye yoğunlaştırılacaktır.
Pieroelektrik malzeme algılama alanındaki sıcaklık farkına göre gerilimi değişen bir yapıya sahiptir.
Kızılötesi ışık, sıcaklık farkına göre sensör içerisindeki karşılaştırıcı ve mikroişlemcili yapı ile değerlendirilerek eğer eşik değeri aşılmışsa hareket olduğu kararı verilerek gerekli çıkış sinyali analog veya dijital olarak verilmektedir.
Uzaklığa göre algılama hassasiyeti genellikle sabit olan PIR sensörlerin çıkış sinyalinin ne kadar süre ile aktif olacağı sensör üzerinden ayarlanabilmektedir.
Her nesne sıcaklığına bağlı olarak farklı dalga boylarında elektromanyetik radyasyon yayar. İnsan vücudundan yayılan termal radyasyon çoğunlukla kızılötesi bölgededir ve dalga boyu 7-14 mikron metredir (1 mikron metre=10-6 metre). Sıcaklık farkı ile hareket algılayan sensörlerin algılama aralığı 8-12 mikron metre aralığındadır.
En büyük dalga boyuna sahip görünür ışık rengi kırmızıdır. Kızılötesi ışık dalga boyu kırmızı ışığın devamında olan bölgede yer alır ve dalga boyu 0,70-1000 mikron metre aralığındadır.
Ultrasonik hareket algılayıcı sensörler, 25, 30, 40 kHz çalışma frekanslarında ses dalgası üreten bir verici ve gönderilen ses dalgalarının nesneden yansıma yoluyla alıcı sensöre gelme süresine göre veya doppler yani nesne yaklaştığında yansıyan ses frekansında artma uzaklaştığında azalma şeklinde hareket algılama yöntemidir.
Bir diğer yöntem olan mikrodalga hareket algılayıcı sensörlerin çalışma mantığı da gönderilen mikrodalga sinyallerinin doppler etkisiyle alınmasıyla açıklanabilir. Mikrodalga hareket sensörleri ile duvar arkasındaki hareketler dahi algılanabilir.
Hareket algılayıcı sensörler, iç ve dış mekân aydınlatma armatürlerinin kontrolü, güvenlik kameraları ve alarm sistemleri, iklimlendirme kontrolü, IoT uygulamaları vb. pek çok alanda kullanılmaktadır.
