La partie détection frontale du système d’alarme intrusion se compose principalement de différents types de détecteurs, parmi lesquels le plus important est le détecteur d’intrusion. Les détecteurs d’intrusion se composent généralement de capteurs, de processeurs de signal et d’interfaces de sortie. Les détecteurs d’intrusion comprennent principalement des détecteurs de mouvement infrarouges actifs, des détecteurs de mouvement PIR, des détecteurs à micro-ondes, des détecteurs de mouvement micro-ondes et PIR, des détecteurs à ultrasons, des détecteurs de vibrations, des contacts de porte, des détecteurs de mouvement à ultrasons et PIR, etc. Le détecteur d’intrusion le plus couramment utilisé est le détecteur de mouvement PIR.

1 À propos de l’Infrarouge

Chaque fois que les gens mentionnent le mot «infrarouge», une application liée à l’infrarouge qui vient à l’esprit de nombreuses personnes est peut-être la télécommande infrarouge pour les téléviseurs domestiques. Oui, c’est très correct. La télécommande a un composant émetteur de lumière infrarouge, tandis que le téléviseur contrôlé a un dispositif de réception de lumière infrarouge. Lorsque nous appuyons sur un bouton de la télécommande, le circuit électronique de la télécommande émet le code correspondant du bouton à travers le tube d’émission infrarouge en haut de la télécommande. Lorsque les composants de détection infrarouge du téléviseur contrôlé reçoivent ces signaux de code optique, ils les convertissent en signaux électriques, puis traitent et reconnaissent les signaux via des circuits ultérieurs pour effectuer certaines opérations. Ces actions répondent à nos besoins, tels que le changement de chaîne pour les programmes télévisés. Cette opération apparemment simple implique en fait deux conversions d’électricité en lumière et de lumière en électricité. Les détecteurs de mouvement PIR sont des produits inventés à l’aide de cette fonctionnalité.

2 Composition des capteurs de mouvement PIR

Les capteurs de mouvement PIR se composent principalement de systèmes optiques, de capteurs infrarouges pyroélectriques, d’amplificateurs opérationnels, de processeurs de signal, de sorties d’alarme et d’autres composants. Son composant principal est un capteur infrarouge pyroélectrique, qui peut détecter les changements de rayonnement thermique dans un espace de défense tridimensionnel grâce à la coordination des systèmes optiques.

3 Principe de fonctionnement des capteurs de mouvement PIR

Le corps humain a une température corporelle constante, généralement d’environ 37 degrés, et la longueur d’onde du rayonnement infrarouge du corps humain est de 3 à 50 µm. Parmi eux, 8-14 µm représentent 46%, avec une longueur d’onde maximale de 9,5 µm. Les détecteurs de mouvement PIR détectent et reçoivent principalement le rayonnement infrarouge de l’extérieur. Le capteur lui-même n’émet aucune énergie et n’est sensible qu’à la bande infrarouge émise par le corps humain. Le capteur de mouvement PIR reçoit principalement un rayonnement infrarouge à une longueur d’onde de 8～14µm et effectue son travail. L’infrarouge émis par le corps humain est renforcé par un filtre de Fresnel puis concentré sur la source de détection infrarouge.

Les sources de détection infrarouge utilisent généralement des composants pyroélectriques. Lorsqu’il y a un mouvement humain dans la zone de prévention, l’infrarouge émis par le corps humain est focalisé sur le capteur infrarouge pyroélectrique à travers une lentille optique. Le capteur infrarouge pyroélectrique détecte le signal infrarouge et émet un signal thermoélectrique, qui est très faible et mélangé à de nombreux signaux d’interférence. Pour ce faire, un circuit spécial de traitement du signal thermoélectrique doit être conçu pour amplifier le signal thermoélectrique tout en filtrant les signaux de fouillis interférents.

Le capteur adopte un amplificateur opérationnel, combiné à des circuits périphériques, intégré dans un circuit d’amplification avec fonction de filtre passe-bande. Il sépare le signal thermoélectrique et l’amplifie des milliers de fois. Et grâce à la conception d’optimisation des paramètres, combinée au circuit de comparaison, éliminez davantage les interférences causées par l’écoulement d’air chaud, et analysez et jugez le signal thermoélectrique séparé après une amplification en deux étapes. Déterminez si une alarme est déclenchée en fonction de critères de jugement prédéfinis. Si une alarme est détectée, il émet un signal d’alarme.

4 Types de systèmes optiques de capteur de mouvement PIR

Le système optique de capteur de mouvement PIR comprend trois types: lentille de Fresnel, réflecteur parabolique et film d’occlusion.

La lentille de Fresnel a deux fonctions: La première fonction est la focalisation, qui réfracte (réfléchit) le signal infrarouge libéré thermiquement sur le PIR. La deuxième fonction consiste à diviser la zone d’alerte en plusieurs zones claires et sombres. Une lentille de Fresnel est une lentille convexe qui projette l’image infrarouge d’un objet sur la surface d’un élément pyroélectrique.

Le système optique composé de réflecteurs paraboliques présente les avantages d’une faible absorption d’énergie thermique, d’une faible perte de diffusion, d’un rendement élevé et d’une grande précision d’imagerie, ce qui le rend adapté à une utilisation dans des détecteurs infrarouges longue distance et à grande échelle.

Le film d’occlusion n’a pas pour effet de focaliser l’imagerie sur la source de rayonnement et la distance d’effet de la zone de visualisation est très proche. Il est généralement utilisé pour former la fonction de visualisation vers le bas des capteurs infrarouges.

Les composants pyroélectriques et le circuit de préamplificateur du capteur infrarouge pyroélectrique sont emballés à l’intérieur d’un capuchon métallique circulaire. L’ouverture carrée supérieure du capuchon métallique est intégrée à un filtre infrarouge en silicium résistant à la lumière blanche froide, et il y a des broches métalliques en bas, qui sont des broches d’alimentation, des broches de masse et des broches de sortie de signal thermoélectrique.

Les dispositifs pyroélectriques sont les composants centraux des capteurs pyroélectriques, qui sont des composants de conversion d’énergie dynamique qui convertissent le rayonnement thermique en courant. La propriété caractéristique électrique d’un dispositif pyroélectrique est un condensateur plat avec un film mince de cristal thermoélectrique comme diélectrique. Au fur et à mesure que la température change, la charge de polarisation spontanée à la surface du cristal thermoélectrique a la propriété de suivre le changement d’échelle, c’est-à-dire que le rayonnement thermique peut provoquer une modification de la capacité du condensateur, et cette caractéristique peut être utilisée pour détecter le rayonnement thermique changeant. Les capteurs infrarouges pyroélectriques comprennent trois types: signal, double et quaternaire. Actuellement, les capteurs doubles et quaternaires sont principalement utilisés.

5 Les caractéristiques des capteurs de mouvement PIR

(1) Les capteurs de mouvement PIR visent à détecter le rayonnement humain. Par conséquent, les composants pyroélectriques doivent être très sensibles au rayonnement infrarouge d’une longueur d’onde d’environ 10 µm.

(2) Afin d’être uniquement sensible au rayonnement infrarouge humain, des filtres de Fresnel spéciaux sont généralement recouverts sur sa surface de rayonnement, ce qui contrôle de manière significative les interférences environnementales.

(3) Capteur de mouvement PIR, dont le capteur est constitué de deux éléments pyroélectriques connectés en série ou en parallèle l’un avec l’autre. De plus, les deux directions de polarisation produites sont exactement opposées et le rayonnement de fond environnemental a presque le même effet sur les deux composants pyroélectriques, ce qui les amène à produire un effet pyroélectrique qui s’annule, ce qui entraîne l’absence de sortie de signal du détecteur.

(4) Une fois qu’une personne envahit la zone de détection, le rayonnement infrarouge du corps humain est partiellement focalisé à travers un miroir et reçu par un élément pyroélectrique. Cependant, les deux éléments pyroélectriques reçoivent des quantités de chaleur différentes et l’effet pyroélectrique ne peut pas être compensé. Après le traitement du signal, une alarme est déclenchée.

(5) Selon différentes exigences de performance, les filtres de Fresnel ont des distances focales différentes (distances de détection), ce qui entraîne différents champs de vision de surveillance. Plus il y a de champs de vision, plus la surveillance est intensive.

6 Avantages et inconvénients des détecteurs de mouvement PIR

• Avantages: Il n’émet aucun type de rayonnement et il est sûr et fiable. La consommation d’énergie de l’appareil est très faible. Bonne dissimulation. Prix bas.
• Inconvénients: Facile à interférer avec diverses sources de chaleur et sources de lumière solaire. La pénétration infrarouge passive est médiocre et le rayonnement infrarouge du corps humain est facilement bloqué et difficilement reçu par le capteur. Sensible aux interférences du rayonnement radiofréquence. En raison des limitations de température ambiante, lorsque la température ambiante est proche de la température du corps humain, la détection et la sensibilité diminuent considérablement, provoquant parfois des dysfonctionnements à court terme.

Différentes mesures peuvent être prises pour éviter les fausses alarmes et les alarmes manquées en réponse aux défauts des capteurs de mouvement PIR. D’une part, il s’agit d’adopter de nouvelles technologies pour améliorer les capacités anti-interférences; D’autre part, il convient de prêter attention à l’installation.

7 Classification des capteurs de mouvement PIR

• Classé par méthode de câblage( méthode de transmission du signal): filaire, sans fil
• Classé par méthode d’installation: fixé au mur, monté au plafond
• Classé par lieu d’utilisation: intérieur, extérieur
• Classé par technologie de produit: capteur ordinaire, capteur intelligent (avec réglage automatique du nombre d’impulsions), double capteur, capteur composite (infrarouge + micro-ondes)
• Classé par plage de détection: grand angle (spatial), type de rideau, type directionnel

Dans la pratique, de nombreux fabricants d’alarmes antivol combinent plusieurs technologies pour améliorer la qualité des détecteurs, tels que des capteurs rideaux muraux intelligents à double détection, plusieurs capteurs infrarouges grand angle, etc.