PIR SENSOR (เซ็นเซอร์ความเคลื่อนไหว) คืออะไร ทำงานอย่างไร

PIR Sensor คืออะไร?

PIR ย่อมาจาก Passive Infrared Sensor

คำว่า Passive หมายความว่าเซ็นเซอร์ไม่ได้ยิงคลื่นอินฟราเรดออกไปเพื่อหาเป้าหมาย แต่ทำหน้าที่รับรังสีอินฟราเรดที่มีอยู่ในสภาพแวดล้อม

วัตถุที่มีอุณหภูมิสูงกว่า 0 Kelvin สามารถปล่อยพลังงานออกมาในรูปแบบรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า และร่างกายมนุษย์ก็ปล่อยรังสีอินฟราเรดออกมาตลอดเวลา

รังสีความร้อนจากร่างกายมนุษย์มีพลังงานอยู่มากในช่วงประมาณ 10 ไมโครเมตร (µm) ซึ่งอยู่ในช่วงที่ Pyroelectric Infrared Sensor สามารถนำมาใช้ตรวจจับได้

PIR ไม่ได้ “วัดความร้อน” แล้วมันตรวจจับคนได้อย่างไร?

นี่คือส่วนที่คนมักเข้าใจผิดมากที่สุด

PIR ไม่ได้ทำหน้าที่วัดว่า “คนคนนี้มีอุณหภูมิ 36.5°C”

แต่เซ็นเซอร์จะมองหา การเปลี่ยนแปลงของปริมาณรังสีอินฟราเรดที่ตกกระทบตัวตรวจจับ

สมมติว่าในห้องไม่มีคน ผนัง พื้น โต๊ะ และเฟอร์นิเจอร์ ต่างก็ปล่อยรังสีอินฟราเรดออกมาในระดับหนึ่ง

เมื่อคนเดินผ่าน รูปแบบของรังสีอินฟราเรดที่เซ็นเซอร์ได้รับจะเปลี่ยนไปอย่างรวดเร็ว

หัวใจของ PIR คือ Pyroelectric Sensor

ภายใน PIR จะมีส่วนตรวจจับที่เรียกว่า Pyroelectric Element

วัสดุ Pyroelectric มีคุณสมบัติที่ทำให้ประจุไฟฟ้าภายในเปลี่ยนแปลง เมื่อพลังงานความร้อนหรือรังสีอินฟราเรดที่ได้รับเปลี่ยนไป

การเปลี่ยนแปลงนี้มีขนาดเล็กมาก จึงต้องมีวงจรขยายสัญญาณและประมวลผล ก่อนที่ระบบจะสามารถตัดสินได้ว่าเกิดการเคลื่อนไหวหรือไม่

แล้วฝาครอบสีขาวด้านหน้า PIR มีไว้ทำอะไร?

ส่วนสีขาวหรือกึ่งโปร่งแสงด้านหน้าที่เราเห็นบน PIR ไม่ได้เป็นเพียงฝาครอบ

ใน PIR จำนวนมากส่วนนี้ทำหน้าที่เป็น Fresnel Lens หรือชุดเลนส์ที่ช่วยรวบรวมและแบ่งรังสีอินฟราเรดจากพื้นที่ด้านหน้า ให้ตกลงบน Pyroelectric Sensor

เลนส์จะช่วยแบ่งมุมมองของ PIR ออกเป็นพื้นที่ตรวจจับหลายโซน หรือ Detection Zones

เมื่อคนเดินตัดผ่านหลายโซน ปริมาณ Infrared ที่ตกลงบน Sensor จะเปลี่ยนจากโซนหนึ่งไปอีกโซนหนึ่ง

การเปลี่ยนแปลงต่อเนื่องนี้ คือสิ่งที่ช่วยให้ PIR ตรวจจับการเคลื่อนไหวได้

Detection Zone คืออะไร?

พื้นที่ด้านหน้า PIR ไม่ได้ถูกมองเป็นพื้นที่เดียวต่อเนื่องเหมือนกล้อง

แต่เลนส์สามารถสร้างพื้นที่ตรวจจับจำนวนหลายโซน ซึ่งอาจนึกภาพง่าย ๆ เป็นลำแสงหลายส่วนกระจายออกจาก Sensor

เพราะเหตุนี้ การเดิน ตัดผ่านแนวตรวจจับจากด้านข้าง มักตรวจจับได้ง่ายกว่าการเดินตรงเข้าหา Sensor เนื่องจากผู้ใช้กำลังตัดผ่านหลาย Detection Zone

ทำไมคนยืนนิ่ง PIR อาจตรวจไม่เจอ?

PIR เป็นเซ็นเซอร์ที่ออกแบบมาเพื่อ ตรวจจับการเปลี่ยนแปลง ไม่ใช่ตรวจยืนยันว่ามีคนอยู่ตลอดเวลา

ถ้าคนนั่งหรือยืนนิ่งเป็นเวลานาน รูปแบบ Infrared ที่ Sensor ได้รับอาจไม่เปลี่ยนมากพอ ระบบจึงอาจไม่สร้าง Motion Event ใหม่

นี่คือเหตุผลว่าทำไม PIR เหมาะกับ Motion Detection มากกว่า Presence Detection ที่ต้องการตรวจว่ามีคนนั่งนิ่งอยู่หรือไม่

อากาศร้อนมีผลกับ PIR ไหม?

มีผลครับ

การตรวจจับของ PIR พึ่งพาความแตกต่างระหว่าง Infrared จากเป้าหมายกับ Background

ถ้าอุณหภูมิของสภาพแวดล้อมเข้าใกล้อุณหภูมิผิวของคนมากขึ้น ความแตกต่างของสัญญาณจะลดลง จึงอาจทำให้ความไวและระยะตรวจจับลดลง

ในทางกลับกัน ถ้าความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างคนกับ Background มาก PIR อาจตรวจจับได้ง่ายขึ้น

PIR ทำงานในที่มืดได้ไหม?

ได้

เนื่องจาก PIR ไม่ได้ใช้แสงที่ตามนุษย์มองเห็น และไม่ได้ต้องเห็นภาพเหมือนกล้อง

คนยังคงปล่อยรังสี Infrared แม้ห้องจะมืดสนิท PIR จึงสามารถตรวจจับการเปลี่ยนแปลงของ Infrared ได้ หากเงื่อนไขอื่นอยู่ในช่วงที่ Sensor รองรับ

PIR ตรวจจับคนผ่านกระจกได้ไหม?

โดยทั่วไป ไม่ควรติด PIR เพื่อหวังให้ตรวจจับคนผ่านกระจกหรืออะคริลิก

ถึงกระจกจะโปร่งใสสำหรับแสงที่ตามนุษย์มองเห็น แต่รังสี Infrared ช่วงที่ PIR ใช้ตรวจจับ ไม่สามารถผ่านกระจกทั่วไปได้ในลักษณะเดียวกัน

ดังนั้นถ้าต้องการตรวจพื้นที่นอกหน้าต่าง ควรเลือก Sensor ที่ออกแบบสำหรับตำแหน่งนั้นโดยตรง แทนการนำ PIR ภายในไปติดหลังบานกระจก

PIR ตรวจจับสุนัขหรือแมวไหม?

มีโอกาสตรวจจับได้

เพราะสัตว์ก็ปล่อย Infrared ออกจากร่างกายเช่นเดียวกับมนุษย์

การที่ PIR จะตรวจพบสัตว์หรือไม่นั้น ขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย เช่น

PIR แบบ Pet Immune จะถูกออกแบบให้ลดโอกาสตรวจจับสัตว์บางขนาด โดยใช้การออกแบบ Detection Zone, Optics, Threshold และการประมวลผลที่เหมาะสม

ไม่ควรเข้าใจว่า Sensor สามารถ “ชั่งน้ำหนักสัตว์จากความร้อน” ได้โดยตรง

อะไรทำให้ PIR แจ้งเตือนผิดพลาดได้?

PIR ไม่ได้ตรวจเฉพาะมนุษย์ แต่ตรวจการเปลี่ยนแปลงของ Infrared ดังนั้นแหล่งความร้อนหรือการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างรวดเร็ว ก็อาจส่งผลต่อการตรวจจับได้

PIR ควรติดตรงไหนในบ้าน?

ตำแหน่งที่เหมาะควรเป็นบริเวณที่ผู้บุกรุกหรือผู้ใช้งาน จำเป็นต้องเดินผ่าน

การติดตั้งควรอ้างอิงคู่มือของ PIR แต่ละรุ่น เพราะความสูง มุม และระยะตรวจจับ แตกต่างกันตาม Lens และการออกแบบ

PIR กับกล้องตรวจจับ Motion ต่างกันอย่างไร?

ทั้งสองอย่างสามารถใช้สำหรับตรวจจับเหตุการณ์ได้ แต่หลักการต่างกัน

จึงไม่ควรสรุปว่าอย่างใดอย่างหนึ่ง “เหนือกว่า” อีกอย่างในทุกกรณี

สำหรับระบบรักษาความปลอดภัย การใช้ PIR สำหรับตรวจจับเหตุการณ์ และใช้กล้องสำหรับตรวจสอบภาพ สามารถช่วยเสริมกันได้

PIR ทำงานกับระบบกันขโมยอย่างไร?

เมื่อเปิดระบบรักษาความปลอดภัย PIR จะเฝ้าตรวจ Detection Zone

ตัวอย่าง PIR สำหรับระบบกันขโมย JL Home: PR30

สำหรับระบบรักษาความปลอดภัยของ JL Home รุ่น PR30 เป็น PIR Sensor ที่ออกแบบให้ทำงานร่วมกับกล่องควบคุม CW30

อ่านต่อเรื่องระบบรักษาความปลอดภัยและ Smart Home

คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับ PIR Sensor

PIR ย่อมาจากอะไร?

PIR ย่อมาจาก Passive Infrared หมายถึงเซ็นเซอร์ที่รับการเปลี่ยนแปลงของรังสี Infrared โดยไม่ได้ปล่อย Infrared ออกไปเพื่อสแกนพื้นที่

PIR ตรวจจับคนที่อยู่นิ่งได้ไหม?

PIR ถูกออกแบบมาเพื่อตรวจจับการเปลี่ยนแปลงของ Infrared ดังนั้นหากเป้าหมายอยู่นิ่งเป็นเวลานาน อาจไม่เกิด Motion Event ใหม่

PIR ทำงานในที่มืดได้ไหม?

ได้ เนื่องจาก PIR ไม่ต้องใช้แสงที่ตามนุษย์มองเห็นในการตรวจจับ

PIR ตรวจจับผ่านกระจกได้ไหม?

โดยทั่วไปไม่เหมาะสำหรับตรวจจับคนผ่านกระจกหรืออะคริลิก เพราะวัสดุเหล่านี้กั้น Infrared ช่วงที่ PIR ใช้ตรวจจับ

แมวหรือสุนัขทำให้ PIR ทำงานได้ไหม?

มีโอกาสได้ เพราะสัตว์ปล่อย Infrared เช่นเดียวกับมนุษย์ หากบ้านมีสัตว์เลี้ยงควรเลือก Sensor และตำแหน่งติดตั้งที่เหมาะสม

สรุป PIR Sensor ทำงานอย่างไร?

ไม่แน่ใจว่าควรติด PIR ตรงไหน?

หากต้องการใช้ PIR Sensor กับระบบกันขโมย แต่ไม่แน่ใจว่าควรติดกี่จุด ติดบริเวณไหน หรือควรตั้งความไวระดับใด สามารถสอบถามทีมงาน JL Home ได้ครับ

การเลือกตำแหน่ง Sensor ให้เหมาะสมกับโครงสร้างบ้าน มีผลต่อประสิทธิภาพมากกว่าการติด Sensor จำนวนมากโดยไม่มีแผน