LOW-CARBON BLOG

Aktualności branżowe i poradniki

Strefy ciepła, radar Dopplera i radar oddechu — dobierz właściwe oko dla każdego pomieszczenia.

Strona główna / Nowe informacje / Przewodnik: PIR vs mikrofalowy vs czujnik obecności

John, Sales Manager at Low Carbon TecluxJohn, Kierownik sprzedażyAktualności branżowe


PIR vs czujnik mikrofalowy vs czujnik obecności — przewodnik po oświetleniu komercyjnym

Wprowadzenie

Ten przewodnik po czujnikach PIR, mikrofalowych i obecności w oświetleniu komercyjnym odpowiada na jedno pytanie wykonawcy, jeszcze przed sięgnięciem po kartę katalogową: który czujnik ma nadzorować pomieszczenie, aby światło podążało za rzeczywistą obecnością, a nie za martwym polem detekcji. W skrócie: PIR wykrywa ciepło przecinające wachlarzowe strefy, czujnik mikrofalowy wykrywa ruch dopplerowski przez cienkie przegrody niemetalowe, a prawdziwy czujnik obecności mmWave wykrywa oddech, więc nieruchoma osoba pozostaje w oświetleniu. Ten podział decyduje o tym, kiedy światło się załącza, kiedy załącza się samoczynnie pod wpływem sąsiedniej alejki i kiedy gaśnie nad siedzącym pracownikiem. Niewłaściwy czujnik w pomieszczeniu sprawia, że nawet dobra oprawa nic nie oszczędza. Właściwy czujnik pozwala odzyskać korytarzom, łazienkom, biurom i magazynom — każdemu w innym stopniu — część z 20-40%, które sterowanie obecnością zwykle odzyskuje. Trzy obudowy potwierdzające te wybory w naszej ofercie to hermetyczna oprawa AQUA-D z czujnikiem mikrofalowym do korytarzy, prostokątna hermetyczna oprawa AQUA-R z czujnikiem i funkcją awaryjną do łazienek oraz liniowa oprawa high bay FORT-A DALI do magazynów — jedna fabryka, trzy zasady detekcji.

Okładka przewodnika po czujnikach PIR, mikrofalowych i obecności w oświetleniu komercyjnym z oprawą bryzgoszczelną i oprawą high bay
Na zdjęciu: trzy oczy dla trzech pomieszczeń — strefy ciepła przy drzwiach, Doppler w alejce, radar oddechu przy biurku.

Jak każdy czujnik widzi pomieszczenie

Wszystkie trzy zgłaszają obecność, ale zadają różne pytania fizyczne.

CzujnikPytaJak wykrywaWymagaMartwe pole
PIRCzy ciepło przekroczyło granicę strefy?Pasywny element piroelektryczny za soczewką Fresnela; osoba przekraczająca sektory wytwarza sygnał różnicowyLinia widzenia; kontrast termiczny względem tłaNieruchoma osoba w obrębie jednego sektora; kurtki w ciepłych pomieszczeniach; przesłonięcie przez regały
Mikrofale 5.8GHzCzy echo się przesunęło?Aktywny radar małej mocy, przesunięcie Dopplera od każdego ruchomego reflektora; przenika cienki plastik/szkło/płytę gipsowo-kartonowąRegulowana czułość/zasięg; nie przenika przez metalFałszywe załączenie od sąsiedniej alei, wiatr na metalowej ścianie, inny czujnik mikrofalowy w odległości 5m
Obecność mmWave 24/60GHzCzy w tym miejscu oddycha człowiek?Radar FMCW mierzący odległość i mikroruchy; rozpoznaje bramki 0.75m i ruch klatki piersiowejZasilanie USB/sieciowe; regulacja dla każdej bramkiŁopatki wentylatora, zasłony, zwierzęta domowe, jeśli progi detekcji ruchu i obecności ustawiono na korzyść ruchu
Detekcja strefy cieplnej przez czujnik PIR z sektorami soczewki Fresnela dla korytarzowej oprawy bryzgoszczelnej
Na ilustracji: PIR — ciepło przechodzące między sektorami wyzwala czujnik, ciepło pozostające w jednym sektorze nie.

Każdy wybór kształtują dwa fakty z praktyki. Po pierwsze: PIR traci kontrast, gdy temperatura otoczenia zbliża się do temperatury ciała, dlatego odlewnia lub nasłoneczniony korytarz w lipcu wymagają innego detektora niż zimowy magazyn. Po drugie: zasięg mikrofal nie rozszerza się równomiernie — podniesienie czułości obniża próg w każdym kierunku, więc rozszerzenie detekcji na pomijany narożnik wciąga do strefy również parking. Prawdziwy mmWave na 24 GHz lub 60 GHz dodaje bramkowanie odległości, którego brakuje mikrofalom 5.8 GHz: 24 GHz HLK-LD2410 utrzymuje detekcję oddychania do około 5 m przy bramkach 0.75 m, a 60 GHz Aqara FP2 mapuje 30 stref dla pięciu osób. Tanie moduły 5.8 GHz sprzedawane jako mmWave zachowują profil fałszywych załączeń charakterystyczny dla mikrofal.

Czujnik mikrofalowy Doppler przez cienką ścianę pokazujący detekcję i przenikanie przez ścianę w magazynie
Na ilustracji: mikrofale — przenikają cienkie materiały niemetaliczne, zatrzymują się na metalu; czułość ustawia próg, a nie rozszerza zasięgu jak balon.

Światła nie gasną, załączają się samoczynnie lub wygaszają przedwcześnie

Tabela podaje powód zakupu; ta sekcja opisuje zachowanie, które kończy się wezwaniem serwisowym.

SytuacjaPIRMikrofale 5.8GHzObecność mmWave
Osoba wchodzącaSzybkie załączenie, poniżej sekundySzybkie załączenie, obejmuje obszar wokół lekkiej przeszkodyZałączenie w 1-2s po potwierdzeniu
Osoba siedząca nieruchomo i piszącaWygaszenie po czasie podtrzymania — przypadek „machania rękami”; Texas Instruments wykazał, że pisanie na klawiaturze i oddychanie pozostają niewidoczne dla PIR w całym pomieszczeniu o długości 6mWłącza się, gdy mikroruch przekracza próg, ale przy niskiej czułości nadal występuje ryzykoPozostaje włączone — ruch klatki piersiowej w bramce statycznej podtrzymuje załączenie
Puste pomieszczenie, ruch w korytarzu na zewnątrzPozostaje wyłączony — soczewka obejmuje strefęFałszywe załączenie przez cienką ściankę działową, jeśli zasięg wynosi 100%Fałszywe załączenie, jeśli bramka obejmuje wentylator/zasłonę jako obiekt ruchomy
Tylko oddychanie, brak ruchuWyłączonyWyłączonyZałączony — definicja obecności
Czujnik obecności mmWave – detekcja oddechu utrzymuje włączone światło nad siedzącym pracownikiem biurowym
Na zdjęciu: obecność — statyczna bramka plus modulacja oddechowa utrzymuje pomieszczenie, które PIR wyłączyłby po upływie czasu.

Strojenie czujników aktywnych nie jest opcjonalne. Dla sufitu 3 m ustaw początkowy zasięg czujnika mikrofalowego na około 50% i wykonaj test powolnego przejścia na skraju strefy; zachowaj promieniowy odstęp 5 m między głowicami 5.8 GHz albo zmniejsz obszar detekcji do 25-50%. W przypadku mmWave otwórz podgląd energii bramek przy pustym pomieszczeniu, wycisz bramki wyzwalane bez obecności osób, a następnie zrównoważ progi ruchu i progi statyczne na korzyść statycznych — wentylator daje silny sygnał ruchu i słaby sygnał statyczny, a siedząca osoba silny sygnał statyczny. Montaż centralnie na suficie, skierowany w dół, sprawdza się lepiej niż montaż na ścianie bocznej, który wprowadza wentylator i zasłonę w główny stożek detekcji.

Gdzie stosować poszczególne czujniki

Dobierz czujnik do sposobu, w jaki ludzie przebywają w pomieszczeniu, a nie do flagowej wartości z katalogu.

PrzestrzeńWybórDlaczego ten czujnikUstawiany czas podtrzymania
Korytarz i klatka schodowaPIR lub mikrofalaTylko ruch przejściowy; soczewka ogranicza zasięg, mikrofala wykrywa za narożnikami30-120s
Alejka magazynowaMikrofala / detekcja obecności w oprawie high bay FORT-ADuży zasięg wokół regałów; słaby kontrast termiczny3-5 min na alejkę, niezależnie
Łazienka i kabina toaletowaObecność mmWave lub dual-techDrzwi zamknięte, osoba pozostaje za ścianką działową3-5 min
Stanowisko pracy w biurze open spaceObecność mmWavePisanie na klawiaturze i oddychanie muszą podtrzymywać światło10-15 min
Sala konferencyjnaObecność mmWaveOsoba siedząca 20+ min, światła nie mogą migotać15-20 min
Oprawa bryzgoszczelna z czujnikiem w korytarzu pokazująca zasięg PIR i mikrofal dla oprawy bryzgoszczelnej na klatce schodowej
Na zdjęciu: korytarz i klatka schodowa — wydzielone strefy lub radar obejmujący wyłącznie strefę drzwi; krótki czas podtrzymania utrzymuje puste godziny bez oświetlenia.

Technologia dwuczujnikowa PIR z dodatkiem mikrofali zwraca się tam, gdzie fałszywe załączenie kosztuje więcej niż drugi czujnik. Do załączania stosuje się logikę AND, a do podtrzymania OR: do włączenia światła muszą zgodzić się oba czujniki, natomiast podtrzymać może każdy z nich. Dzięki temu ruch w alejkach nie załącza oświetlenia, a nieruchoma osoba pozostaje oświetlona. Rozwiązanie pozwala też uniknąć klasycznego przedwczesnego wyłączenia PIR, które bywa maskowane wydłużeniem opóźnienia do 10 minut, a w efekcie paleniem światła przez puste godziny. Tam, gdzie szklane ścianki działowe wychodzą na użytkowane korytarze, sam PIR często wygrywa, ponieważ czujnik mikrofalowy nie przestanie widzieć sąsiedniego pomieszczenia bez silnego ograniczenia czułości.

Czujnik obecności w łazience w prostokątnej oprawie bryzgoszczelnej do wykrywania obecności w toalecie
Na zdjęciu: toaleta — detekcja obecności utrzymuje oświetlenie w kabinie, które sam czujnik ruchu zdążyłby wyłączyć.

Ile energii oświetleniowej oszczędzają czujniki

Każdy pojedynczy procent jest mylący; specyfikacją jest zakres i czynniki, które go kształtują.

  • Średnia dla typowych obiektów komercyjnych ok. 30%: zarówno ogólne analizy EPRI/ASHRAE, jak i pomiary rozliczeniowe Con Edison podają ok. 30% redukcji zużycia energii na oświetlenie dzięki czujnikom obecności.
  • Rozrzut wyników w terenie 20-60%: pomiary UCF na Florydzie przed modernizacją i po niej, w trzech obiektach, wykazały 10-19% tam, gdzie ręczne gaszenie działało już dobrze, a nastawy czasowe były złe; do 40% w biurach open space w Australii Południowej przy 2-letnim okresie zwrotu nakładów; a szczegółowe dane z laboratorium krajowego wykazały 25% w gabinecie / 40% w przestrzeni open space / 30% w sali lekcyjnej, przy czym oszczędności wzrosły ponad dwukrotnie po skróceniu opóźnienia z 15 do 2,5 minuty.
  • Co wpływa na wynik: przerywany charakter użytkowania przestrzeni (najwyższe oszczędności w toaletach i korytarzach, najniższe w gabinetach, w których użytkownicy rzeczywiście gaszą światło), czas podtrzymania (krótszy = większe oszczędności, ale też więcej skarg na przedwczesne wygaszanie) oraz zachowania przed modernizacją (światło pozostawione na całą noc w korytarzach może dać 73% oszczędności przy ściemnianiu w trybie nieobecności — tak jak pokazały korytarze w Wellington).

Przełóż to na oprawę: oprawa hermetyczna AQUA-D 10-30W o skuteczności świetlnej 145lm/W pracująca w scenariuszu bazowym 12h przy 20W zużywa 0.24 kWh/dzień; redukcja o 30% to około 0.07 kWh/dzień na oprawę, bez uwzględnienia 25% efektu interakcji z HVAC, wynikającego z mniejszego wydzielania ciepła przez oświetlenie. Tam, gdzie są okna, warto dodać wykorzystanie światła dziennego — sam PIR/mmWave odzyskuje godziny obecności, ale zaliczenia w EN ISO 52120 i Part L wymagają drugiego czujnika światła dziennego, aby obniżać moc, gdy pomieszczenie jest zajęte. Ta połączona warstwa jest powodem, dla którego oprawy high bay FORT-A 80-200W o skuteczności świetlnej 170lm/W łączą wykrywanie obecności w każdej alejce ze ściemnianiem zależnym od światła dziennego, a nie samo wykrywanie obecności.

Czujnik światła dziennego do oświetlenia komercyjnego z podziałem na strefy obecności i lux w biurze
Na zdjęciu: światło dzienne plus wykrywanie obecności — drugi czujnik, który zamienia dobre 30% w zaliczenie klasy A.

Czego przepisy wymagają od czujników

Przepisy nie wymieniają PIR ani czujników mikrofalowych; wymieniają funkcję i klasę.

ReżimCzego wymaga od czujnikówPróg wyzwalający
EN ISO 52120-1 (ex EN 15232)Oświetlenie 5.1 obecność + 5.2 poziomy światła dziennego D→A; klasa A wymaga wykrywania obecności oraz ściemniania w zamkniętej pętli w zależności od światła dziennego i rejestrowania trendów w każdym pomieszczeniu; przekształcenie EPBD wymusza BACS dla obiektów niemieszkalnych >290 kW do 2025Język przetargowy „klasa A zgodnie z 52120” przekłada się na czujnik obecności plus czujnik światła dziennego plus zasilacz ze ściemnianiem w każdym sterowanym pomieszczeniu.
UK Part L 2021 (obowiązuje od cze 2023)Niemieszkalne: minimalna skuteczność świetlna 95lm/W, opomiarowanie każdego obwodu oświetlenia lub system zarządzany, wykrywanie nieobecności w miejscach o małym ruchu, wykrywanie obecności w miejscach o dużym ruchu, zegar sterujący po godzinach pracy, ściemnianie zależne od światła dziennego w pobliżu okien; pakiet dowodowy SBEM/BRUKLNowe budynki i duże modernizacje; tom 2 dla budynków niemieszkalnych
ASHRAE 90.1-2022 / IECC 2024Automatyczne wyłączanie w ciągu 20 min, włączanie ręczne lub częściowe włączenie 50%, strefy ≤600 ft² w biurze otwartym i ≤3600 ft² w garażu, 50% ściemnianie w zależności od światła dziennego do 20% i wyłączanie w strefach oświetlenia bocznego/górnego; zaplanowane wyłączanie w nocySale lekcyjne, sale konferencyjne, pomieszczenia kopiowania/drukowania, pokoje socjalne, gabinety, strefy biur otwartych, korytarze, alejki, garaże
Tabela regulacji obecności i światła dziennego dla zgodności z EN ISO 52120 Class A i UK Part L
Na zdjęciu: trzy reżimy, jeden wzorzec — oko na ludzi i oko na niebo, z rejestracją i podziałem na strefy.

Traktuj tabelę jako listę kontrolną przy przedkładaniu dokumentacji: podaj normę na rysunku, odnotuj czas podtrzymania i powierzchnię strefy oraz udokumentuj rozruch, aby BRUKL lub model energetyczny zgadzały się ze stanem powykonawczym. Normy zaostrzają się w kierunku obecności plus światła dziennego, ale to rozruch oświetlenia dziennego i akceptacja użytkowników — a nie cena czujnika — decydują, czy modelowana oszczędność się utrzyma. Przewodową stronę magistrali w tym samym audycie opisuje przewodnik DALI-2 D4i dla BACS klasy A; bezprzewodowe grupowanie bez nowego okablowania sterowania omawia grupowanie BLE mesh bez nowego okablowania. Tło słownikowe dotyczące pasm radarowych w czujnikach opiera się na ISO 52120-1.

PLACEHOLDER

Przewodnik bez produktu z półki to karta danych bez wata. FORT-A o mocach 80-200W i skuteczności świetlnej do 170lm/W, IP65/IK08, z optyką 50 na 100 stopni obejmuje alejki magazynowe, w których mikrofalowe wykrywanie obecności oraz światło dzienne w każdej alejce pozwalają nie oświetlać pustych regałów; opcje z czujnikiem oraz wersje wysokotemperaturowe 60-stopniowe pracują na tej samej magistrali DALI, którą zakłada tabela przepisów. Rodzina okrągłych opraw AQUA-D o mocach 10-30W oraz prostokątna AQUA-R o mocy 12W, obie o skuteczności świetlnej 145lm/W i stopniu ochrony IP65 obejmują uzupełniającą trasę wnętrzową — korytarze, klatki schodowe, łazienki i zadaszone balkony, gdzie czujnik mikrofalowy lub obecności z fotokomórką oraz 3-godzinnym zasilaniem awaryjnym mieszczą się w jednej obudowie, na DALI lub 0-10V, bez zmiany wyglądu sufitu. Najpierw ustal podział według pomieszczeń: korytarz — krótki czas podtrzymania i zamknięta strefa; biuro — podtrzymanie na oddech i 10-15 min; magazyn — niezależność każdej alejki; dopiero potem dobierz czujnik do wzorca obecności i do tego, czy specyfikacja wymaga „Class A“.

FORT-A DALI liniowa oprawa high bay w alei magazynowej z czujnikiem obecności do oświetlenia komercyjnego
Na zdjęciu: oko alejki — detekcja obecności w każdej alejce odzyskuje godziny pracy magazynu, które traci przełączanie całych stref sufitowych.

FAQ

Nie — czujnik mikrofalowy nadal wymaga ruchu, więc przy braku ruchu oświetlenie może zgasnąć; tylko radar obecności mmWave, który wykrywa oddychanie, utrzymuje światło nad siedzącym użytkownikiem. Do stref przejściowych stosuj PIR lub mikrofale, do biurek — mmWave.

PIR wykrywa kontrast cieplny między strefami soczewki, dlatego gruby płaszcz w ciepłym pomieszczeniu zmniejsza kontrast, a przeciąg, światło słoneczne lub przechodzące zwierzę ten kontrast zwiększają. Utrzymuj soczewkę w czystości, montuj czujnik tak, aby ruch przecinał strefy, i ustaw czas podtrzymania odpowiedni dla pomieszczenia.

Przez cienkie materiały niemetalowe, takie jak płyta gipsowo-kartonowa, dyfuzor z tworzywa sztucznego lub szkło, jest to możliwe przy zmniejszonej mocy, ale nie przez metal. Dlatego czujnik w korytarzu może fałszywie zadziałać pod wpływem sąsiedniej alei, jeśli czułość lub zasięg pozostaną na poziomie 100%.

Typowe oszczędności w obiektach komercyjnych wynoszą 20-40% energii oświetlenia, a w przestrzeniach użytkowanych okresowo są wyższe. Decydują rodzaj przestrzeni, dotychczasowe nawyki ręcznego gaszenia światła i czas podtrzymania; skrócenie opóźnienia z 15 minut do 2-3 minut często podwaja oszczędności, natomiast w biurze, w którym już wcześniej oszczędzano, oszczędności są mniejsze.

EN ISO 52120 klasyfikuje wykrywanie obecności i światła dziennego wraz ze ściemnianiem w perspektywie klasy A; EPBD wymusza monitorowanie BACS powyżej 290kW. Brytyjska Part L wymaga wykrywania nieobecności przy małym ruchu, wykrywania obecności przy dużym ruchu, ściemniania zależnego od światła dziennego przy oknach i obwodów z opomiarowaniem przy 95lm/W. ASHRAE 90.1/IECC wymagają automatycznego wygaszania przy braku obecności w ciągu 20 minut oraz limitów stref w większości pomieszczeń komercyjnych.

Okrągłe AQUA-D i prostokątne AQUA-R na korytarze, klatki schodowe i do łazienek, gdzie mikrofalowe wykrywanie obecności lub detekcja obecności wraz ze światłem dziennym i 3-godzinnym zasilaniem awaryjnym mieszczą się w jednej obudowie IP65; liniowe oprawy high bay FORT-A DALI do magazynów, gdzie moc 80-200W i optyka 50x100 stopni wymagają wykrywania obecności w każdej alejce oraz światła dziennego z tej samej magistrali.

Podsumowanie

Najpierw dobierz czujnik, potem strumień świetlny: korytarz i klatka schodowa otrzymują PIR o ograniczonej strefie detekcji lub czujnik mikrofalowy o obniżonej czułości z czasem podtrzymania 30–120 sekund, stanowisko pracy i sala konferencyjna — detekcję obecności mmWave z czasem podtrzymania 10–20 minut, a magazyn — mikrofalowe wykrywanie obecności w każdej alejce lub detekcję obecności DALI, która nie oświetla pustych regałów. Dodaj wykorzystanie światła dziennego tam, gdzie są okna, i rejestruj to ustawienie — ta para to rozwiązanie, które premiują EN ISO 52120, Part L i ASHRAE i które zamienia dobry czujnik w domknięty bilans energetyczny w praktyce. Aby dobrać przewód, który to przenosi — odcinanie fazy, parę analogową lub magistralę cyfrową — zapoznaj się z naszym przewodnikiem po ściemnianiu TRIAC vs 0-10V vs DALI dla oświetlenia komercyjnego.

Czujnik mikrofalowy nadal potrzebuje ruchu i może fałszywie załączać się przez cienkie ścianki działowe, natomiast detekcja obecności mmWave utrzymuje siedzącego użytkownika na podstawie samego oddechu; oszczędności w zastosowaniach komercyjnych wynoszą 20–40% energii zużywanej na oświetlenie. Krótkie czasy podtrzymania na korytarzu z ograniczonymi strefami detekcji oraz ściemnianie zależne od światła dziennego przy oknach decydują o tym, jak dużą część tego zakresu zachowa pomieszczenie.

Bluetooth SIG, Networked Lighting Control

Źródła

  • Według Bluetooth SIG, Bluetooth Networked Lighting Control (2023) sieciowa detekcja obecności i światła dziennego dostosowuje strumień świetlny w czasie rzeczywistym.
  • EN ISO 52120-1 (dawniej EN 15232), detekcja obecności w oświetleniu oraz poziomy światła dziennego od D do A z rejestrowaniem trendów dla poszczególnych pomieszczeń.

Wyślij wiadomość

Wypełnij formularz, a skontaktujemy się z Tobą najszybciej, jak to możliwe.