PIR-Sensoren (Passive Infrared Radiation) nehmen Bewegungen wahr, indem sie die von einem sich bewegenden menschlichen Körper erzeugte Wärme erfassen. Passiv bedeutet, dass das Gerät einfach auf die empfangene Strahlung reagiert, anstatt aktiv ein Signal zu senden oder einen Bereich abzutasten. Durch die Verfeinerung des eingehenden Wärmesignals sind PIR-Sensoren sehr ausgereifte Geräte mit vielen Einsatzmöglichkeiten.
Empfindliche pyroelektrische Materialien wie Galliumnitrid erzeugen eine geringe elektrische Ladung, wenn sie Infrarotstrahlung ausgesetzt werden. Diese Materialien ähneln photoelektrischen Materialien, die in Solarzellen verwendet werden, reagieren jedoch eher auf Wärme als auf Licht. Andere verwendete Materialien sind Cäsiumnitrat und Lithiumtantalit.
Von PIR-Sensoren wird kein Strom verbraucht und keine Strahlung emittiert, sodass sie im Wesentlichen nicht erkannt werden können, wenn sie nicht gesehen werden. Sie müssen jedoch an ein elektrisches System angeschlossen werden, um das Signal nach der Aktivierung zu senden. Das elektrische System kann batteriebetrieben und noch nicht nachweisbar sein. Dieses geräuschlose Verhalten macht PIR-Sensoren ideal für viele Anwendungen, wie zum Beispiel den Schutz von Wertsachen oder die Beschränkung des Zugangs zu gefährlichen Bereichen.
Zu Beginn der Entwicklung kann zufällige Wärmestrahlung, beispielsweise durch Sonnenlicht oder eine stationäre Wärmequelle, falsch positive Reaktionen verursachen. Durch das Hinzufügen von Filtern vor dem Gerät werden diese fehlerhaften Signale in der Regel gestoppt. Infrarotfilter stoppen Wärmestrahlung, die nicht im gleichen Wellenlängenbereich liegt wie die vom menschlichen Körper abgegebene.
Eine Fresnel-Linse, die aus einer Reihe konzentrischer Rillen auf einer transparenten Oberfläche besteht, ermöglicht ein breiteres Erfassungsfeld und bricht die einfallende Strahlung in Zonen auf. Durch die Aktivierung einer größeren Fläche des pyroelektrischen Materials erhöht die Fresnel-Linse die Empfindlichkeit von PIR-Sensoren. Die Erkennung des Wärmewechsels von einer Zone zur nächsten stellt sicher, dass sich die Wärmequelle bewegt. Das von den PIR-Sensoren erzeugte Signal wird an einen Komparator gesendet, der nach festgelegten Mustern sucht, die ignoriert werden sollen.
Häufige Anwendungen für PIR-Sensoren sind die Steuerung von Raumlichtern und Türöffnern. Sie sind ideal für die Erkennung von Personen, die einen sicheren Bereich betreten, und wurden mit signalaktivierten Kameras kombiniert, um Bilder des Eindringlings zu erfassen. Fortschrittliche PIR-Sensoren ermöglichen die Benutzerprogrammierung, um so unterschiedliche Geräte wie Verkaufsautomaten, Walk-by-Displays und Rolltreppen zu steuern. Ihr offensichtlicher Einsatz im Sicherheitsbereich hat sich auf Energie- und Werbemärkte ausgeweitet. In Kombination mit anderen Sensoren und Kamerasystemen können PIR-Sensoren in Verkehrsleitsystemen verwendet werden, die den Verkehrsfluss, gefährliche Bedingungen und Verstöße gegen das Verkehrsrecht überwachen.