くのへスタジオ 
こんにちは、くのへ@MasazaneKunoheです。
金曜日のIT/電子工作DIYシリーズ。
今日は「PIRセンサ」です。
電子パーツ屋さんでも1個１００～２００円くらいで買えると思います。
目次
PIRセンサとは
PIRとはPassive Infrared Rayの略でこんな写真のやつです↓
単品の電子パーツの形だとあまり見たことないと思います。
でも、多分見たことあると思います。
最近「人感センサ機能付きLED電球」が売ってますよね。↓こんなの。
この先についているやつがPIRセンサです。
人の動きを検知するのによく使われるので、「PIR人感センサ」って呼ばれることもしばしばあります。
PIRはPassive Infrared Rayの略って最初に書きましたが、英語の意味は、
Passive：受動的な
Infrared Ray：赤外線
です。
「受動的な赤外線センサ」
、、、
なるほど🤩（分からんw）
まあ、PIRセンサという名前だ！ってだけ覚えておけばヨシ！！
分解すると
PIRセンサは分解するとこんな感じになっています。
（出典：このページ一番下の「資料」コーナーの①のサイト様。非常に纏まってる！！）
ちょっと分かりにくいですが、白いハチの巣みたいな形の「フレネルレンズ」と真ん中の赤外線センサ―からできてます。
フレネルレンズというのは、凸レンズの一種です。次の項にて詳細を紹介します。
センサに凸レンズ使うことで、計測範囲に指向性を持たせることができます。
例えるなら、「草食動物の視野ではなく肉食動物的な視野」を検知する感じです。
（我ながら、なんて分かりにくい説明なんだｗ）
まあ、前だけを検知して、斜め横方向は検知しない様になってるんです。
フレネルレンズ
ちょっと脱線しますが、フレネルレンズも紹介します。
フレネルレンズというのは、凸レンズの一種です。
凸レンズは大きくなると、バカにならないくらい肉厚になります。
レンズってガラスだから、大型化すると重さが超重いんですよ。
でも、「実はレンズ表面のカーブだけが効いてるんじゃね？」って昔の科学者は気が付いたのです。（実に変態的で大好きｗ）
すなわち、下の絵のように球面レンズと左のギザギザレンズは機能的に等価であることが分かったのです。
フレネルレンズを使うと薄く作ることができます！！軽くてヨシ！！
このギザギザレンズのことをフレネルレンズと言います。
ろうそくの炎のような点光源は360°放射状に光を放ちますが、凸レンズを挟むとまっすぐな光になります。
まっすぐな光になると光の濃度的な減衰が起きないので、遠くまで光が届くようになります。
フレネルレンズを使った遠くまで光を届ける設備として「灯台」があります。
↓灯台のフレネルレンズがこちら。
真ん中のろうそくの光をギザギザレンズ（フレネルレンズ）で遠くまで届けていたんです。
と、話が脱線しましたが、PIRセンサのハチの巣のような白い物体は、フレネルレンズになってます。
フレネルレンズになってます。
なってます。。
なってます！！！
（正直言うと私もギザギザレンズには見えないｗ）
ま、まあ、外観的にはフレネルレンズに見えませんが、フレネルレンズの技術が使われているんだそうです。
これにより、360°のあらゆる方向の赤外線を集めているというわけではなく、前方の絞った範囲の赤外線を集めるような仕組みになっています。
PIR人感センサの調整
PIR人感センサにはプラスネジ穴がついているものがあります。
↓このPIR人感センサには2か所ネジ穴がついてますね。
2か所ついている場合、普通は「距離」と「信号発信時間」を調整する可変抵抗の調整ネジです。
距離の方は人感センサの反応距離です。まあ、分かりやすいですね。
信号発信時間は、一度反応してから信号がリセットされるまでの時間のことです。
LED電球にPIRセンサがついていて、一度光ってから消えるまで30秒くらいありますよね？
その時間です。
ネジればその時間を調整できます。
PIRがモーションをどうやって検知してるの？
ただの赤外線センサだと、モーションは検知できません。
PIRセンサにはICチップが積まれていて、数秒ごとに赤外線の量を測り記憶しておき、差分が生じたときに信号をONするしくみです。
映画「プレデター」のように赤外線写真を撮ってるかのように見えてるのかもしれませんね～
以上。
今日はPIR人感センサでした。
来週はTinkercadでPIRセンサを使った回路を作ってみたいと思います。
ではまた来週～
🦅バサバサ～
資料
①PIRセンサのことが非常によくまとまっているサイト様
