mmWave vs PIR — Förklaring av närvaro- och rörelsesensorer

Om du någon gång har behövt vifta frenetiskt med armarna för att hålla lamporna tända när du sitter vid skrivbordet, har du upplevt begränsningarna med traditionella rörelsesensorer. Dessa enheter använder passiv infraröd (PIR)-teknik, som upptäcker att du kommer in men har svårt att känna av din fortsatta närvaro.

Nu förändrar en mer avancerad teknik, kallad millimetervåg (mmWave), spelplanen genom att erbjuda sann närvarodetektering i ett smart hem. Men hur skiljer de sig egentligen, och vilken är rätt för ditt smarta hem?

Passiv infraröd (PIR) i korthet:

• Teknik: Upptäcker förändringar i infraröd strålning (kroppsvärme).
• Bäst för: Att upptäcka rörelse, som att gå eller vifta.
• Känslighet: Lägre; kan inte känna av små rörelser som andning.
• Sikt: Kräver fri sikt; kan inte se genom väggar eller möbler.
• Ström: Mycket låg energiförbrukning, idealisk för batteridrivna enheter.
• Kostnad: Mycket prisvärd.

Millimetervåg (mmWave) i korthet:

• Teknik: Använder millimetervågor för att upptäcka rörelse och statisk mänsklig närvaro.
• Bäst för: Att upptäcka statisk närvaro via mikrorörelser som andning eller skrivande.
• Känslighet: Mycket hög; kan avgöra om en person är i rummet även om hen sitter helt stilla.
• Sikt: Kan ”se” genom lättare material som gipsskivor, gardiner och trä.
• Ström: Högre energiförbrukning än PIR, oftast fast strömförsörjning.
• Kostnad: Dyrare.

Vad är en PIR-sensor?

En PIR-sensor är den vanligaste typen av rörelsedetektor. Som namnet antyder arbetar den passivt och väntar på att en infraröd källa ska komma in i dess synfält. När du går in i ett rum skapar din kropp, som är varmare än bakgrunden, en plötslig förändring i rummets värmesignatur. PIR-sensorn upptäcker denna förändring direkt och utlöser en åtgärd.

Detta gör PIR-sensorer mycket effektiva för att upptäcka när någon går in i eller lämnar ett rum. Men PIR-rörelsesensorer brister när värmekällan slutar röra sig och blir en del av bakgrunden. För PIR-sensorn är en stillasittande person inget annat än en stol, och den kommer till slut att ”tro” att rummet är tomt.

Hur PIR-rörelsesensorer fungerar

En PIR-rörelsesensor är en passiv enhet, vilket innebär att den inte sänder ut några signaler. Den reagerar i stället på förändringar i infraröd energi, alltså värme, i omgivningen. Nyckelkomponenten inuti är en pyroelektrisk sensor, konstruerad för att reagera på snabba förändringar i värme men inte på stabila temperaturer. Det är huvudskälet till att PIR-sensorer ”blir blinda” när allt i synfältet är statiskt.

Det välbekanta kupolformade plastskyddet på de flesta PIR-sensorer är en viktig komponent som kallas Fresnel-lins. Dess uppgift är att samla in värme från ett stort område och fokusera den på den lilla interna sensorn. Linsen är uppbyggd av många segment som skapar ett rutnät av osynliga detekteringszoner i rummet. När en person rör sig från en zon till en annan leder linsen deras kroppsvärme över sensorens element. Denna snabba förändring identifieras som en rörelsehändelse.

Även om denna process är mycket effektiv för att upptäcka rörelse, förklarar den också sensorens största begränsning. Om du sitter stilla stannar din värmesignatur i samma zon och sensorn, som inte ser någon förändring, kommer till slut att avgöra att rummet är obebott.

Vad är en mmWave-sensor?

En mmWave-sensor är en nyare och mer avancerad typ av enhet som använder radarteknik. Den sänder aktivt ut mycket små, högfrekventa radiovågor som studsar mot föremål i rummet och reflekteras tillbaka till sensorn. Genom att analysera denna reflektions- eller ”ekotid” kan den upptäcka även mycket små rörelser med imponerande precision.

Dess superkraft är att känna av mikrorörelser. Även när du sitter helt stilla rör sig bröstkorgen när du andas. En mmWave-sensor kan upptäcka denna lilla rörelse och vet därför att du fortfarande är närvarande. Detta gör den till en sann närvarosensor, inte bara en rörelsesensor. Eftersom den använder radiovågor kan den även ”se” genom vissa material, som gipsskivor eller gardiner, vilket innebär att den inte alltid behöver fri sikt.

Hur mmWave-närvarosensorer fungerar

En mmWave-närvarosensor fungerar som ett miniatyrradarsystem. Dess arbetssätt bygger på ett fenomen som kallas Dopplereffekten, vilket är skälet till att mmWave-sensorer ofta kallas dopplerradar.

För att detektera närvaro sänder sensorn ut en kontinuerlig våg av högfrekvent radioenergi. När vågen träffar ett objekt i synfältet reflekteras den tillbaka till sensorn. Om objektet är stilla har den reflekterade vågen samma frekvens, men om objektet rör sig skiftar frekvensen en aning. Sensorn är tillräckligt känslig för att upptäcka dessa små frekvensförskjutningar som orsakas av en persons mikrorörelser, vilket gör den idealisk för pålitlig detektering av statisk närvaro.

Den specifika frekvens som sensorn använder avgör dess prestanda och kapacitet. I smarta hem brukar de i allmänhet delas in i tre huvudkategorier.

5,8 GHz-bandet är främst inriktat på maximal räckvidd. Dess signal färdas längst och passerar effektivt genom möbler och andra hinder, vilket gör det lämpligt för stora eller komplexa ytor. Nackdelen med denna breda täckning är förlust av detaljer. Det är mindre känsligt än andra band och kan ha svårt att känna av de små rörelser som krävs för verklig närvarodetektering.

24 GHz-bandet är den gyllene medelvägen för närvarodetektering i smarta hem, eftersom det erbjuder en väl avvägd prestanda. Det är avsevärt mer precist än 5,8 GHz och kan pålitligt spåra finare rörelser som andning inom sitt synfält. Det ger utmärkt täckning i rumsstorlek och signalerna passerar inte igenom massiva väggar. Vissa 24 GHz-sensorer stöder detektionszoner och spårning av flera personer, till exempel Apollo Automation MTR-1.

60 GHz-bandet är användbart för applikationer som kräver hög precision. Dess främsta fördel är exceptionell känslighet som kan upptäcka mycket subtila rörelser och spåra flera personer på liten yta. Detta fokus på detaljer innebär begränsningar i form av kortare räckvidd och att signalen lättare blockeras. Det är bästa valet när du behöver övervaka specifika zoner med hög noggrannhet, som en säng för sömnspårning eller ett skrivbord.

Vad är en hybrid PIR- och mmWave-sensor?

Eftersom de två teknikerna har olika styrkor har vissa tillverkare utvecklat hybridsensorer som kombinerar både en PIR- och en mmWave-sensor i en och samma enhet. Detta angreppssätt syftar till att ge en ideal lösning: PIR ger omedelbar reaktion för första detekteringen, medan mmWave står för den precisa och uthålliga närvarodetekteringen.

Driftslogiken bakom dessa enheter är mycket effektiv. När du går in i rummet upptäcker PIR-sensorn din rörelse direkt och utlöser en åtgärd, som att tända lamporna. Samma PIR-trigger fungerar som en väckning för den mer strömkrävande mmWave-radarn. mmWave-sensorn tar sedan över uppgiften att övervaka rummet för statisk närvaro. När den bekräftar att rummet är tomt går den tillbaka till energisparläge och lämnar PIR-sensorn aktiv. Denna smarta stafettväxling gör att dessa avancerade enheter kan ge äkta närvarodetektering på ett mer energieffektivt sätt.

Viktiga skillnader: PIR vs mmWave

Även om båda sensortyperna kan upptäcka rörelse skapar den underliggande tekniken viktiga skillnader i prestanda och kapacitet. Att förstå dessa skillnader är nyckeln till att välja rätt enhet för dina behov.

Grundläggande teknik

En PIR-sensor är en passiv värmedetektor. Den bevakar den rörliga värmesignaturen från en person. En mmWave-sensor är ett aktivt radarsystem. Den sänder ut en signal och analyserar reflektionen för att kartlägga objekt och rörelse.

Detekteringshastighet

PIR-sensorer reagerar nästan omedelbart när en person passerar in i deras synfält. mmWave-sensorer upptäcker också inträdet mycket snabbt, men kan vara något långsammare än PIR eftersom signalanalysen kan ge en liten fördröjning när sensorn bekräftar verklig närvaro och filtrerar bort falska larm.

Känslighet och precision

PIR-sensorer är utmärkta på att upptäcka större rörelser, som när en person går in i ett rum. De kan däremot inte detektera mycket fina rörelser. mmWave-sensorer är betydligt mer känsliga och kan registrera mikrorörelser som andning, vilket gör dem kapabla till verklig närvarodetektering även när en person sitter stilla.

Täckning och hinder

En PIR-sensor kräver fri sikt till sitt mål och dess vy blockeras av vanliga objekt som möbler eller glas. mmWave-signaler kan passera genom många lättare material, såsom gipsskivor och gardiner, vilket ger mer flexibla placeringsmöjligheter och förmågan att detektera närvaro utan fri sikt.

Benägenhet för falsklarm

PIR-sensorer kan ibland triggas felaktigt av snabba värmeförändringar, som direkt solljus eller varmluftsventiler. mmWave-sensorer är immuna mot värme men kan triggas av andra rörliga objekt, som takfläktar eller fladdrande gardiner, om de inte är rätt konfigurerade.

Energiförbrukning

Den passiva naturen hos PIR-sensorer gör att de kan arbeta med mycket lite energi, vilket gör dem idealiska för batteridrivna enheter med lång livslängd. Det aktiva radarsystemet i mmWave-sensorer kräver mer energi, så de behöver vanligtvis en fast strömkälla.

Kostnad och konfiguration

En PIR-sensor är i allmänhet en billig ”installera och glöm”-enhet med minimala inställningar. En mmWave-sensor är dyrare och har ofta fler konfigurationsalternativ, som justerbar känslighet och räckvidd – vilket ger mer kontroll men kräver viss initial konfiguration.

Välja rätt sensor för uppgiften

Även om mmWave-sensorer är överlägsna för statisk närvarodetektering betyder det inte att traditionella PIR-rörelsesensorer är föråldrade. Varje teknik har sina specifika styrkor som gör den idealisk för vissa situationer i ditt smarta hem. Nyckeln är att matcha sensorns kapacitet med dina automationsbehov.

När du ska använda en PIR-rörelsesensor

PIR-rörelsesensorer är perfekta för områden i hemmet där du behöver fånga tillfällig rörelse eller passage, som hallar, trappor, garage och walk-in-garderober. I dessa utrymmen är målet enkelt: utlösa en åtgärd när någon kommer in eller går ut. PIR-sensorers förmåga att snabbt upptäcka rörelse gör dem både pålitliga och mycket kostnadseffektiva för dessa uppgifter.

Deras mycket låga energiförbrukning innebär dessutom att de kan drivas på batteri i flera år. Det ger stor placeringsfrihet och gör att du kan montera dem nästan var som helst utan att behöva eluttag i närheten.

Letar du efter den bästa PIR-rörelsesensorn för ditt smarta hem?
Kolla in vår PIR Motion Sensors Best Buy Guide.

När du ska använda en mmWave-närvarosensor

En mmWave-närvarosensor passar utmärkt i rum där du eller familjen tillbringar tid medan ni sitter relativt stilla. Det gör den överlägsen i vardagsrum, hemmakontor, badrum och sovrum. I dessa miljöer håller en mmWave-sensor lamporna tända och automationerna igång medan du läser, arbetar vid datorn eller tittar på tv. Förmågan att känna av subtil närvaro förhindrar den vanliga frustrationen när rummet blir mörkt fast du fortfarande är där.

Den avancerade radarprocessningen kräver mer energi, så mmWave-sensorer behöver en konstant, trådbunden strömförsörjning, till exempel via USB. Detta är viktigt att tänka på vid placering eftersom du behöver planera för åtkomst till ström.

Letar du efter den bästa mmWave-sensorn för ditt smarta hem?
Kolla in vår mmWave Presence Sensors Best Buy Guide.

Intelligent närvarodetektering med Homey

Ett verkligt responsivt smart hem använder den bästa sensorn för varje uppgift, och Homey är nyckeln till att få dem att samverka. Homey stöder både traditionella PIR-rörelsesensorer och moderna mmWave-närvarosensorer från varumärken som Aqara, Apollo Automation, Eve, Frient, IKEA, ThirdReality, Sonoff och Meross i ett sammanhållet ekosystem.

Till exempel kan du använda en batteridriven PIR-sensor för att tända belysningen omedelbart och sedan låta en mmWave-sensor ta över för att hålla ljuset tänt medan du tittar på tv. Homey hanterar denna sömlösa överlämning med sitt kraftfulla Flows-system, så att du kan bygga ett smart hem som är perfekt anpassat till din livsstil.

Sammanfattning

I slutändan handlar det smartaste valet inte om att välja den ena sensorn framför den andra, utan om att använda båda strategiskt. PIR-sensorer är den enkla, batteridrivna lösningen för omedelbar rörelsedetektering i genomgångsutrymmen som hallar och entréer. mmWave-sensorer ger avancerad, fast installerad närvarodetektering för vardagsrum och kontor där du ofta sitter stilla.

En kraftfull smarthub som Homey knyter samman dessa olika tekniker så att du kan kombinera deras unika styrkor och skapa ett enda smart hemsystem som är verkligt responsivt och intuitivt.