손하나 까딱하지 않아도 알아서 해주는 센서가 있다!?

○ 인체감지 센서란

인체감지 센서(PIR센서, Passive Infrated Sensor)는 적외선을 이용하여 사람의 움직임을 감지해서 제어 신호를 통하여 데이터를 보냅니다. 제어 신호에서는 0과 1을 내보내서 이 0과 1을 가지고 다른 센서들을 제어하는 용도로 많이 사용됩니다. 이 센서를 일상에서도 많이 사용하는데 아파트 복도 천장에 달려있는 조명이나 집에 있는 신발장 조명에도 사람 움직임이 감지되면 조명을 켜주는 용도 등으로 많이 사용됩니다.

< 인체감지 센서 원리 (출처: pirtechnology.wordpress.com) >

○ 인체감지 센서의 원리

적외선은 태양에서 빛이 나오는데 무지개색 스펙트럼의 빨간색 바깥쪽에 있는 것입니다. 적외선은 복사열 등이 대부분을 이루고 있습니다. 사람의 몸에서는 적외선을 소량 방출이 됩니다. 그래서 사람에서 나오는 적외선이 적외선 인체감지 센서의 렌즈를 통과하여 적외선 센서에 닿게 되어 제어 신호로 0과 1을 출력을 하게 됩니다.

○ 인체감지 센서의 구성요소

인체의 온도는 36.5도입니다. 이 범위는 적외선 범위이기 때문에 IR로 표기합니다. 그러나 인체의 온도는 일정하나 사람에 따라서는 방사되는 양에 많은 차이가 있기 때문에 실제로 IR Detector로 측정하면 보통 9.4 ~10.4 정도로 나타납니다. 일정한 양의 적외선을 띈 물체가 움직이면 감지하여 출력을 내게 됩니다. 그러므로 사람이 움직임이 없으면 출력은 나오지 않게 됩니다. Sensor 표면에 Window가 있는데 상당히 중요한 역할을 합니다. Window을 엄밀히 표현하면 편광 Filter 입니다. 일정한 주파수대역만 통과시키는 역할을 하므로 Sensor 성능을 결정하는 중요한 역할을 합니다. 내부에는 아주 작은 Element가 있으며 신호를 증폭시키는 FET라는 소자가 있습니다.

< 인체감지센스 구성 (출처: 코딩 대장의 코딩 공작소) >

○ 인체감지 센서의 종류

① Single Element : Element가 하나고 구성되어 있으면 주로 비점촉 온도계, Gas분석기에 응용되어 사용됩니다.

② Dual Element : Element 두 개로 이루어진 Sensor를 말하며 일반적인 PIR 말합니다. 보편적으로 가장 많이 사용되면 경보기, 조명 분야에 주로 많이 사용됩니다. PIR Sensor 중에서 가장 많이 응용되는 Sensor입니다.

③ Multi Element : Element가 여러 개로 구성된 제품이며 아직 실용화되지 않고 있으며 고가의 제품입니다. 특수한 용도의 경보기에 사용되고 있으나 현재로서는 실용성이 없습니다.

인체감지 기술은 현재 AI 기술과 접목되어 사용자의 상태 및 생활 패턴 등을 파악한 후 최소의 에너지로 사용자에게 쾌적한 실내 환경을 제공해 줄 수 있는 스마트 기기에 사용되고 있습니다. 꾸준히 향상되고 있는 AI 기술과 인체감지 기술과의 접목을 통해 미래에 현격한 발전이 기대되고 있습니다. (자료인용 : 특허청 블로그)