PIR Sensor ทำงานอย่างไร

ถ้าพูดถึง PIR sensor หรือเซ็นเซอร์ตรวจจับความเคลื่อนไหว หลายคนอาจคิดว่าเซ็นเซอร์เหล่านี้ทำงานด้วยการตรวจจับสิ่งที่เคลื่อนผ่านเหมือนกล้องวงจรปิดเพื่อตรวจจับความเคลื่อนไหว แต่รู้หรือไม่ว่า PIR sensor มีการทำงานที่ล้ำลึกกว่านั้น จะมีการทำงานอย่างไร สามารถติดตามได้จากบทความนี้กันเลย

PIR sensor นั้น ย่อมาจาก Passive infra-red sensor หรือความหมายโดยตรงก็คือ เซ็นเซอร์ตรวจจับคลื่นอินฟราเรด จะเห็นได้ว่าไม่มีคำใดที่สื่อถึงการตรวจจับความเคลื่อนไหวเลย แต่เซ็นเซอร์นี้ก็สามารถทำหน้าที่ในการตรวจจับความเคลื่อนไหวได้เป็นอย่างดี ด้วยส่วนประกอบหลักของ PIR sensor ที่พบได้ทั่วไปและใช้ในการตรวจจับคือ Pyroelectric sensor

Pyroelectric sensor เป็นเซ็นเซอร์ตรวจจับที่ไวต่อการตรวจจับการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิอย่างมาก โดยเซ็นเซอร์จะมีเลนส์และเซ็นเซอร์ที่คอยตรวจจับอยู่ภายใน และเมื่อมีสิ่งมีชีวิตที่มีความร้อน อาทิ คน หรือสัตว์ ซึ่งมีคลื่นอินฟราเรดหรือคลื่นความร้อนอยู่ในร่างกายเป็นปกติอยู่แล้วมาผ่านหน้าเซ็นเซอร์ เซ็นเซอร์ก็จะอ่านการเปลี่ยนแปลงว่าอุณหภูมิมีการเปลี่ยนแปลงจากสภาพแวดล้อมรอบข้างอย่างรวดเร็ว โดยเซ็นเซอร์แปลงสัญญาณเหล่านี้เป็นสัญญาณดิจิทัลเพื่อส่งคำสั่ง

และเมื่อ Pyroelectric sensor ได้เข้ามาอยู่ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต่างๆในปัจจุบันแล้ว ก็เลยกลายสภาพเป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการตรวจจับความเคลื่อนไหวหรือ PIR Sensor เป็นหลัก เพราะมีความสามารถในการตรวจจับความร้อนของมนุษย์เหมือนกับการตรวจจับว่ามีสิ่งมีชีวิตอยู่ที่นั่นหรือไม่ และส่งสัญญาณเพื่อส่งคำสั่งต่างๆได้ เช่น การใช้กับสวิตช์เปิดปิดไฟ เมื่อมีผู้คนเดินผ่าน PIR Sensor ก็จะสั่งงานให้เปิดไฟโดยอัตโนมัติ หรือ การใช้งานคู่กับระบบความปลอดภัยบ้าน ในการตรวจจับเมื่อมีผู้เคลื่อนไหวผ่านในจุดที่ไม่ต้องการ เพื่อทำการแจ้งเตือนให้เจ้าของบ้านทราบอย่างทันท่วงทีถึงการบุกรุก

และด้วยการตรวจจับถึงคลื่นความร้อนในร่างกายนี่เอง ทำให้การตรวจจับนั้นไม่ได้ครอบคลุมถึงแค่มนุษย์เท่านั้น แต่ยังครอบคลุมถึงการตรวจจับสัตว์ด้วย เพราะก็เป็นสิ่งมีชีวิตที่มีคลื่นความร้อนในร่างกายเช่นกัน แต่ความไวต่อการตรวจจับก็จะขึ้นอยู่กับขนาดของสิ่งมีชีวิตนั้นด้วย เช่น หากมีคน สุนัข แมว และนก ผ่านเซ็นเซอร์ในระยะที่ค่อนข้างห่างจากเซ็นเซอร์ มีความเป็นไปได้ที่อาจจะไม่มีการตรวจจับสัตว์ขนาดเล็กอย่าง แมวหรือนก แต่หากมีการผ่านในระยะที่ใกล้กับเซ็นเซอร์ แม้แต่สัตว์ขนาดเล็กมากอย่างนกก็สามารถตรวจจับได้ แต่ด้วยเทคโนโลยีที่พัฒนาขึ้น ก็มีการคิดค้นเซ็นเซอร์แบบที่สามารถคัดแยกปริมาณมวลของความร้อนจากน้ำหนักของสัตว์ออกมา เพื่อการใช้งานที่ค่อนข้างเฉพาะได้อีกด้วย เช่น เซ็นเซอร์ประตูทางเข้าที่จะไม่ตรวจจับสัตว์ หรือเซ็นเซอร์เพื่อความปลอดภัยบ้านที่รองรับบ้านที่อาจจะมีสัตว์เลี้ยงแสนรักแต่เซ็นเซอร์เหล่านี้ก็จะไม่ตรวจจับสัตว์เหล่านั้น

และด้วยความที่ PIR Sensor ทำงานด้วยการตรวจจับคลื่นความร้อนแทนการตรวจจับความเคลื่อนไหว ทำให้เมื่อมันถูกใช้งานในการตรวจจับความเคลื่อนไหวของมนุษย์จริงๆ มันจึงสามารถทำงานได้เหนือกว่าการตรวจจับความเคลื่อนไหวของกล้องวงจรปิดได้อย่างเด่นชัด โดยหากทำการทดสอบ 2 รูปแบบในการตรวจจับจะแสดงถึงประสิทธิภาพที่เหนือกว่าในการตรวจจับเด่นชัด คือ
รูปแบบที่ 1 การตรวจจับในห้องที่มืดสนิท สำหรับกล้องวงจรปิด หากไม่มีหลอดไฟอินฟราเรดจะไม่สามารถทำงานได้เลย แต่ PIR Sensor สามารถทำงานในการตรวจจับได้ปกติ
รูปแบบที่ 2 การตรวจจับแบบที่ไม่มีมนุษย์เดินผ่าน ถ้าเป็นกล้องวงจรปิด หากให้จับภาพแล้วลองทำการเปิดปิดสวิตช์ไฟ แม้จะไม่มีคนเดินผ่านแต่กล้องวงจรปิดจะตรวจจับความเคลื่อนไหวตลอด แม้จะมีสิ่งที่เคลื่อนไหวเพียงเล็กน้อยแม้ไม่ใช่มนุษย์ก็จะทำการตรวจจับแล้ว แต่กับ PIR Sensor จะไม่ทำงาน เพราะไม่ได้ตรวจจับการเคลื่อนไหวของสิ่งแวดล้อมแต่ใช้การตรวจจับคลื่นความร้อนในร่างกายของคนและสัตว์แทน ทำให้ทำงานได้ละเอียด และเสถียรในการตรวจจับมากกว่า
และนั่นเองคือความสามารถ ประสิทธิภาพ และการทำงานของ PIR Sensor ที่ทำให้ความสะดวกในการใช้ชีวิตและความปลอดภัยของเรานั้นมีมากขึ้น จึงเป็นที่นิยมในสินค้าอิเล็กทรอนิกส์ที่หลากหลายและแพร่หลายมาจนถึงปัจจุบัน