WSH Sensoren - Präsenzmelder Bewegungsmelder Lichtsensoren

Sensoren und deren Anwendung in der Lichtsteuerung

Sensoren sind die Impulsgeber einer jeden Lichtsteuerung.

Sie erfassen Bewegung, Geräusche oder Lichtstärke und geben diese Informationen an die Steuerung weiter. Dort werden die Rohdaten dann ausgewertet und die passenden Programme gestartet.

Zum Beispiel:

Bewegung wird erfasst: Die Leuchten in der Gruppe des PIR Sensors werden auf Arbeitslicht hochgedimmt. Es wird keine Bewegung mehr erfasst: Die Nachlaufzeit wird abgewartet und dann die Gruppe wieder auf Orientierungsbeleuchtung heruntergedimmt. Lichtsensoren messen ständig die Beleuchtungsstärke und geben die Werte an die Steuerung weiter. Diese dimmt dann die Leuchten oder eine Gruppe korrespondierend zu diesen Werten. So kann Tageslicht in die Beleuchtung mit einbezogen werden.

Bei der Wahl der verschiedenen Sensoren und deren Platzierung muss man allerdings einiges beachten:

PIR Sensoren (Bewegungsmelder und Präsenzmelder)

PIR Sensoren (englisch: Pyroelectric Infrared Sensor) sind die am häufigsten verwendeten Sensoren in der Bewegungserkennung. Sie messen sich bewegende Wärme im Erfassungsbereich und schließen so auf eine Bewegung. Andere Verfahren nutzen elektromagnetische Wellen oder Ultraschall. PIR Sensoren teilen sich in 2 Gruppen auf, die je nach Projekt zum Einsatz kommen.

Unterschied zwischen Bewegungsmelder und Präsenzmelder.

Sowohl Bewegungsmelder als auch Präsenzmelder erfassen Bewegung sowie Licht. Beide greifen dabei auf die gleiche Technologie zurück. Der Unterschied liegt in der Helligkeitsmessung.

Der  Bewegungsmelder

Ein Bewegungsmelder überwacht den Erfassungsbereich nach Bewegung. Bei der ersten Bewegungsmeldung wird die Lichtstärke gemessen und mit dem eingestellten Schwellenwert abgeglichen. Ist das Licht unter dem eingestellten Wert, wird die Beleuchtung eingeschaltet. Im Folgenden wird weiter Bewegung gemessen, die Lichtmessung aber ausgeschaltet. Diese kann dann durch das eingeschaltete Kunstlicht nicht gestört werden. Registriert der Sensor weiter Bewegung im Raum, bleibt das Licht an, eine weitere Lichtmessung findet nicht mehr statt. Erst wenn keine Bewegung mehr registriert wird, schaltet der Bewegungsmelder nach der eingestellten Nachlaufzeit das Licht aus. Bei der nächsten Bewegung wird jetzt wieder eine Helligkeitsmessung gestartet. Bewegungsmelder sind für Bereiche mit wenig Bewegung und wenig Tageslichtanteil geeignet. Sie werden häufig in Sanitärbereichen, Fluren, Garagen  und im Außenbereich eingesetzt.

Der Präsenzmelder

Ein Präsenzmelder dagegen misst neben der Bewegung das Licht über die komplette Schaltzeit. Er unterscheidet dabei Tageslicht und Kunstlicht. Wird Bewegung erfasst und ist das gemessene Licht unter dem eingestellten Schwellenwert, wird die Beleuchtung eingeschaltet. Im Gegensatz zum Bewegungsmelder allerdings misst der Präsenzmelder im Folgenden die ganze Zeit die Lichtstärke des Tageslichtanteils und schaltet die Beleuchtung gegebenenfalls auch bei laufender Bewegung ab, wenn der eingestellte Grenzwert unterschritten wird. Das Kunstlicht beeinflusst die Schaltung aber nicht. Dies wird durch eine Differenzmessung sichergestellt. Wird der Grenzwert der Beleuchtung unterschritten, speichert der Sensor den erreichten Wert. Nach Zuschaltung des Kunstlichtes wird erneut gemessen und die Differenz gespeichert. Bei nachfolgenden Messungen im Mischlicht kann so der Tageslichtanteil des Lichtes errechnet werden. Sollte der dieser in nachfolgenden Messungen zunehmen und den eingestellten Schwellenwert überschreiten, wird das Kunstlicht wieder abgeschaltet. Präsenzmelder werden dort eingesetzt, wo die Lichtverhältnisse innerhalb eines erkannten Bewegungszeitraumes angepasst werden sollen. Montiert wird ein solcher Sensor möglichst dort, wo weder Tageslicht noch Kunstlicht die Sensoren direkt trifft. Typische Einsatzorte sind Büroräume, Tagungsräume, Industriehallen mit Fensterfronten oder Konferenzräume.

Präsenzmelder und Bewegungsmelder gibt es für die verschiedensten Raumgrößen. Bei der Planung müssen die Erfassungsbereiche der Sensoren für die jeweilige Raumhöhe berücksichtigt werden. Ein PIR Sensor für eine Deckenhöhe von 14 Metern in einem Raum mit der Deckenhöhe 5 Meter montiert, erreicht den angegebenen Erfassungsbereich nicht mehr. Dieser wird dann von den ursprünglichen 24 Metern nur noch ca. 9 Meter abdecken. Sollte eine größere Fläche abgedeckt werden müssen, können weitere Slave-Sensoren eingeplant werden, welche mit dem Hauptsensor verbunden werden. Solche Master/Slave Schaltungen erweitern den Erfassungsbereich des Hauptsensors. Sollen verschiedene Bereiche überwacht werden (z.B. die einzelnen Regalreihen eines Lagers) empfiehlt es sich, diese durch separate PIR Sensoren zu überwachen. Die Steuerung kann dann die gewünschte Leuchtengruppe (DALI, ZigBee) einem Sensor zuweisen.

Licht Sensoren (Dämmerungsschalter)

In Dämmerungsschaltern verbaute Licht Sensoren messen die aktuelle Beleuchtung und geben der Lichtsteuerung einen Wert weiter, mit dem diese die benötigte Dimmung der Leuchten berechnen kann. Da dies ein Richtwert ist, sollte der Sensor Tageslicht nicht direkt ausgesetzt werden. Besonders bei direkter Sonnenbestrahlung können die Helligkeitsunterschiede die Sensoren übersteuern und stehen in keiner Relation zum Kunstlicht. Ein vor Sonnenlicht geschützter Bereich, in dem ein gesundes Mischungsverhältnis von Kunst- und Tageslicht herrscht, ist eine gute Montageposition. Der Sensor gibt von hier einen gemessenen Wert zur Steuerung. Bei der Einrichtung der Lichtsteuerung wird das System so Kalibriert, dass eine gewünschte Beleuchtungsstärke auf den Arbeitsplätzen herrscht. Die Steuerung versucht nun, diesen Wert zu halten und einfallendes Tageslicht durch Dimmung der Leuchten zu kompensieren. Werden verschiedene Beleuchtungsstärken im Raum benötigt, sollten mehrere Lichtsensoren im Raum platziert werden. In Räumen mit großen Fensterfronten zum Beispiel werden die Leuchten näher am Fenster weiter heruntergedimmt als die Leuchten im Rauminneren. So wird eine gleichmäßige Beleuchtung im ganzen Raum realisiert.