PIR 센서의 장점과 작동 방식
PIR 센서의 정의
PIR 센서(Passive Infrated Sensor)는 적외선 인체감지 센서라고도 부르는데, 피동형 적외선 센서를 의미합니다. 이를 이용하여 프레넬 렌즈(fresnel lens)를 통해서 일정 구간의 인체 이동을 감지하는 것이 가능합니다. PIR 센서는 센서로부터 약 10m 이내에 사람이 움직이는 것을 감지할 수 있으며, 실제 감지 범위는 5m에서 12m 사이입니다. PIR 센서는 기본적으로 적외선 수준을 감지할 수 있는 파이로 전기 센서로 만들어집니다. 이런 센서의 특성상 약 15% 내외의 계수 인원의 오차가 발생할 수 있습니다. 다만 통계적 기법을 이용하여 장기적으로 발생하는 오차의 범위를 줄일 수 있어 이 방법으로 오차를 어느 정도 해결하는 것이 가능합니다.
PIR 센서의 장점
이런 PIR 센서는 매우 적은 전기 소모량으로도 장기간 운영이 가능하며, 크기도 소형으로 제작할 수 있다는 장점이 있습니다. 이 덕분에 특히 통신 모뎀을 장착할 경우에도 설치 장소와 위치에 구애받지 않고 전국 어느 곳에 설치하기도 쉬우며 그만큼 데이터 수집에 편의성이 있다는 장점이 있으며, 작은 크기 덕분에 방전과 방수 설계 등이 쉬워 외부 방해 요인을 막는 것 또한 쉽습니다. 또한 특별한 유지보수를 하지 않아도 몇 년간 문제없이 운영할 수 있다는 점 또한 유지 부문에서 큰 장점입니다.
PIR 센서의 작동 방식
대부분의 PIR 센서는 측면 또는 하단에 3핀 연결부가 있습니다. 그중에 한 핀은 접지되고 다른 핀은 신호가 되며 마지막 핀은 전원이 됩니다. 전력은 보통 5V까지 공급됩니다. 때로는 더 큰 모듈이 직접 출력을 제공하지 않고 릴레이만 작동시키는 경우가 있는데, 이 릴레이에는 접지, 전원 및 두 스위치 연결이 있습니다. PIR과 마이크로컨트롤러 간의 접속은 매우 쉽고 간단합니다. PIR은 디지털 출력으로 작동하므로 핀이 높게 혹은 낮게 플립 되는지 듣기만 하면 됩니다. 단일 입출력 핀에서 높은 신호를 확인하여 모션을 감지할 수 있습니다. 센서가 워밍업 되면 움직임이 발생할 때까지 출력은 로우 상태를 유지하며, 이때 출력이 몇 초 동안 하이로 회전한 다음에 다시 로우로 돌아갑니다. 모션이 계속 지속되면 센서의 가시선이 다시 나타날 때까지 출력이 이러한 방식으로 순환됩니다. PIR 센서는 적절한 용량에 대한 특정한 최종 목표를 가진 예열 시간이 필요합니다. 이것은 자연의 영역을 연구하는 데 포함된 정착 시간 때문입니다. PIR 센서는 센서 입력 및 출력에 영향을 미치는 여러 변수가 있기 때문에 다른 광전지, FSR 및 틸트 스위치 등의 센서보다도 작동 방식이 복잡합니다. 우선 PIR 센서 자체에는 2개의 슬롯이 있으며, 각 슬롯은 적외선에 민감한 특수 소재로 제작되었습니다. 여기에 사용되는 렌즈는 실제로 많은 기능을 하지 않으므로 두 슬롯이 기본적으로 센서의 민감도를 벗어난 거리를 벗어나도 볼 수 있습니다. 센서가 유휴 상태일 때에는 두 슬롯은 방이나 벽 그리고 실외에서 방사되는 주변 양과 동일한 양의 적외선을 감지합니다. 그러던 중 사람이나 동물 같은 생물의 따뜻한 신체가 지나가면 먼저 PIR 센서의 절반을 가로채고, 이로 인해 두 절반 사이에 양의 차동 변화가 생깁니다. 생물의 신체가 이런 감지 영역을 벗어나면 그 반대로 센서가 음의 미분 변화들을 생성하고, 이 변화 펄스가 감지되는 것입니다. 그리고 자외선 센서 자체는 소음, 온도 및 습도 등의 외부 요인들에 대한 내성을 개선하기 위해서 밀폐된 금속 캔 안에 들어가 있으며, 자외선 투과성 물질, 즉 코팅된 실리콘 등의 재질로 만들어진 감지 요소를 보호하가 위해 들어가는 창이 존재합니다. 그리고 이 실리콘 창문 뒤에는 두 개의 균형 센서가 존재합니다.
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