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Diferencias clave entre sensores piroeléctricos y sensores infrarrojos activos
Al seleccionar sensores, muchos ingenieros y desarrolladores suelen usar "sensor infrarrojo" como un concepto general, ignorando las diferencias fundamentales entre sensores piroeléctricos (PIR, pasivos) y sensores infrarrojos activos (barrera o reflectante) en principios, aplicaciones y rendimiento. Esta confusión puede provocar selección incorrecta, alta tasa de falsas alarmas o funciones no cumplidas. Nexisense, especializado en tecnología de detección infrarroja, ofrece soluciones completas para ambos tipos. Este artículo compara sistemáticamente principios físicos, objetivos de detección, ventajas y aplicaciones, ayudando a clarificar las diferencias y tomar decisiones correctas.
Sensor infrarrojo piroeléctrico (PIR, pasivo)
Los sensores piroeléctricos, también conocidos como sensores infrarrojos pasivos (Passive Infrared, PIR), no emiten energía, sino que detectan la radiación infrarroja natural de los objetos.
Principio de funcionamiento
Basado en el efecto piroeléctrico. El sensor contiene cristales piroeléctricos (como niobato de litio modificado o cerámica PZT). Cuando recibe radiación infrarroja variable (longitud de onda 8–14 μm, principalmente de cuerpos humanos a ~37 °C), la temperatura del cristal cambia levemente, alterando la polarización interna y generando una señal de carga, que se convierte y amplifica mediante JFET interno.
Su característica clave: sensible solo a la tasa de cambio de temperatura. Una fuente de calor estática no genera salida; solo los objetos en movimiento generan señal alterna detectable.
Estructura típica y métodos de mejora
Diseño complementario dual o cuádruple: dos cristales con polaridad opuesta en serie cancelan cambios ambientales lentos y realzan señales dinámicas.
Lente de Fresnel: divide el espacio en zonas alternas claras y oscuras; cuando la persona se mueve, genera pulsos continuos que facilitan la detección.
Características principales
Totalmente pasivo, consumo muy bajo (corriente estática en microamperios).
Detecta exclusivamente objetos en movimiento y calientes (personas, animales).
Salida mayormente digital (alto/bajo), algunos modelos digitales soportan I²C o protocolos personalizados.
No distingue materiales, solo detecta cambios en radiación térmica.
Aplicaciones típicas
Luces automáticas en pasillos y escaleras; detección de intrusión humana en sistemas de seguridad; activación automática de aire acondicionado o TV en domótica; monitoreo de personal en almacenes y estacionamientos.
Sensor infrarrojo normal (activo)
Principalmente se refiere a sensores de barrera o reflectantes, que funcionan emitiendo luz infrarroja activamente.
Principio de funcionamiento
Combinación de un diodo emisor de infrarrojos (emisor, ~940 nm) y un fototransistor o diodo PIN (receptor).
Barrera: emisor y receptor separados; si un objeto bloquea el haz, la salida cambia.
Reflectante: emisor y receptor integrados; la luz reflejada por el objeto activa la señal de salida.
Depende del bloqueo o la reflexión, no del calor del objeto.
Características principales
Emisión activa, consumo relativamente alto (LED en emisión continua o pulsada).
Detecta cualquier objeto opaco (personas, vehículos, cajas, metal).
Salida digital o analógica (intensidad de reflexión puede usarse para distancia aproximada).
Mala detección de objetos transparentes o negros altamente absorbentes.
Respuesta muy rápida (microsegundos), adecuada para conteo rápido o posicionamiento preciso.
Aplicaciones típicas
Conteo de objetos en líneas industriales; detección de presencia de materiales; robots de limpieza y puertas automáticas; detección de papel en impresoras; protección de puertas de ascensor; emisión de señales de control remoto.
Comparación de diferencias clave
| Característica | PIR pasivo | Infrarrojo activo |
|---|---|---|
| Fuente de energía | Recepción pasiva de radiación térmica | Emisión activa de luz infrarroja |
| Objetivo de detección | Fuentes de calor en movimiento | Cualquier objeto que bloquee o refleje |
| Consumo | Muy bajo | Relativamente alto |
| Falsas alarmas | Interferencia térmica, corrientes de aire | Luz ambiental, polvo |
| Rango de detección | 5–15 m, área en forma de abanico | Centímetros a decenas de metros, según tipo |
| Costo y complejidad | Bajo, circuito simple | Medio, según requerimiento |
Aplicaciones de productos Nexisense
La serie PIR de Nexisense (GDA223-F digital, HDA-243A analógica) optimiza algoritmos anti-interferencia y lentes, reduciendo falsas alarmas. Los productos infrarrojos activos ofrecen módulos de barrera y reflectantes confiables, con protección industrial y transmisión a larga distancia. Ambos soportan protocolos estándar como Modbus-RTU, facilitando la integración de sistemas.
Preguntas frecuentes (FAQ)
¿Por qué un sensor PIR no detecta personas inmóviles? Solo responde a cambios de temperatura; un objeto estático no genera señal.
¿Un sensor infrarrojo activo detecta vidrio transparente? Normalmente no; el vidrio transmite luz infrarroja y no bloquea el haz.
¿Un sensor PIR se activa con mascotas? Un lente normal puede activarlo; se recomienda lente inmunizada a mascotas (zona ciega ~1 m).
¿Hay gran diferencia de consumo? PIR microamperios, ideal para batería; infrarrojo activo requiere emisión continua, decenas o cientos de veces más.
¿El sol interfiere con PIR? Cambios lentos cancelados por diseño dual; bloqueos rápidos pueden generar falsas alarmas, requiere filtrado.
Rango de detección de infrarrojo activo? Barrera: decenas de metros; reflectante: centímetros a metros, depende del emisor y entorno.
¿Puede PIR medir temperatura? No, solo señal de movimiento; para medición térmica se requiere sensor termopila.
¿Se pueden combinar ambos sensores? Sí, PIR para presencia humana, infrarrojo activo para localización o conteo preciso.
¿PIR Nexisense soporta salida digital? Sí, series GDA con I²C o Modbus.
¿Cuál es mejor para domótica? PIR para iluminación y seguridad, bajo consumo; infrarrojo activo para detección de estado de puertas/ventanas.
Resumen
Los sensores PIR y los sensores infrarrojos activos pertenecen a la familia infrarroja, pero difieren en principio, objetivo y aplicación: el PIR detecta pasivamente fuentes de calor en movimiento, ideal para detección de seres vivos; el activo emite luz, es versátil para detección de objetos. Nexisense ofrece productos maduros para ambos tipos, permitiendo elegir según la necesidad y lograr sistemas de detección precisos y confiables. Comprender estas diferencias es el primer paso para seleccionar sensores correctos, reducir falsas alarmas y mejorar el rendimiento del sistema en la era de IoT y control inteligente.
