Präsenzmelder gegenüber Bewegungsmelder

Beide Bauarten erkennen keine Menschen. Sie erkennen Änderungen — und darin liegt der ganze Unterschied. Ein Bewegungsmelder ist darauf ausgelegt, dass jemand durch den Raum geht: Er meldet den Gang über den Flur zuverlässig und verliert denselben Menschen, sobald der sich hinsetzt und ruhig bleibt. Ein Präsenzmelder ist so empfindlich gebaut, dass ihm bereits die Handbewegung auf der Tastatur oder das Umblättern genügt. Die Bezeichnungen sind dabei keine geschützten Begriffe; sie sind Katalogsprache für zwei Empfindlichkeitsklassen.

Ausführliche Erklärung

Zwei Wirkprinzipien und ihre blinden Flecken

Das verbreitete Prinzip ist das passive Infrarot. Eine Fresnel-Linse zerlegt das Blickfeld in eine Vielzahl getrennter Zonen und wirft die Wärmestrahlung aus jeder Zone auf einen pyroelektrischen Sensor. Der Sensor liefert ein Signal, wenn sich die einfallende Strahlung ändert — also genau dann, wenn ein warmer Körper die Grenze von einer Zone in die nächste überschreitet. Das Gerät sendet dabei nichts aus, es empfängt nur; daher „passiv".

Daraus folgt die erste Eigenheit, die in der Planung zählt: Die Empfindlichkeit hängt von der Bewegungsrichtung ab. Wer quer zum Melder geht, durchquert viele Zonengrenzen und wird sofort erkannt. Wer frontal auf ihn zuläuft, bleibt lange in derselben Zone und wird deutlich später erkannt — im Zweifel erst wenige Schritte vor dem Gerät. Ein Melder am Ende eines langen Flurs, der den Gang auf sich zu sehen soll, ist also ungünstig montiert, auch wenn der Flur vollständig in seinem Erfassungsbereich liegt.

Die zweite Eigenheit betrifft den Temperaturunterschied. Das Signal entsteht aus dem Kontrast zwischen Körper und Umgebung. Steigt die Raumtemperatur im Sommer auf Werte nahe der Hauttemperatur, oder steckt jemand in dicker Kleidung, schrumpft dieser Kontrast — und mit ihm die Reichweite.

Der Hochfrequenzmelder geht den anderen Weg. Er sendet ein schwaches Mikrowellensignal aus, üblicherweise im Bereich um 5,8 Gigahertz, und wertet das zurückgeworfene Echo aus. Bewegt sich etwas im Raum, ändert sich die Frequenz des Echos; aus dieser Verschiebung schließt das Gerät auf Bewegung. Weil die Auswertung an der Abstandsänderung hängt, ist er in seiner Richtungsabhängigkeit das Gegenstück zum Infrarotmelder: Er erkennt den Menschen, der auf ihn zuläuft, besser als den, der quer vorbeigeht. Temperatur spielt für ihn keine Rolle, und er braucht keine freie Sicht.

Genau das ist auch sein Nachteil. Mikrowellen durchdringen Leichtbauwände, Holztüren und Glas. Ein Hochfrequenzmelder im Bad schaltet zuverlässig mit, wenn jemand im Flur dahinter vorbeigeht, und einer an der Fassade reagiert auf die Straße. Wo diese Bauart eingesetzt wird, gehört die Empfindlichkeit deshalb zu den Dingen, die vor Ort eingestellt werden, und nicht zu denen, die man ab Werk übernimmt.

Es gibt Melder, die beide Prinzipien in einem Gehäuse führen. Wie sie sich verhalten, hängt an der Verknüpfung: Fordert das Gerät beide Signale gleichzeitig, sinkt die Zahl der Fehlauslösungen — das ist die Beschaltung für Sicherheitsanwendungen. Genügt eines von beiden, steigt die Erkennungssicherheit, und darum geht es bei der Lichtsteuerung.

Warum der Präsenzmelder den still Sitzenden behält

Der wichtigste Punkt an dieser Stelle ist unerwartet: Die meisten Präsenzmelder arbeiten mit demselben passiv-infraroten Prinzip wie der Bewegungsmelder. Der Unterschied steckt in der Auflösung. Wo ein Bewegungsmelder sein Blickfeld in einige Dutzend Zonen zerlegt, sind es beim Präsenzmelder ein Vielfaches davon, und die Verstärkung liegt höher. Kleinere Zonen heißen kürzere Wege bis zur nächsten Zonengrenze — und damit reicht schon die Bewegung eines Unterarms für ein auswertbares Signal.

Die Grenze verschiebt sich damit, sie verschwindet nicht. Ein Mensch, der wirklich vollkommen ruhig ist — jemand, der schläft, oder ein Zuschauer in einem Kinoraum —, erzeugt auch für den feinsten Infrarotmelder irgendwann keine Änderung mehr. Deshalb steht in Wohnhäusern die Frage nach der Bauart selten allein: Räume mit längerem, bewusst reglosem Aufenthalt sind der Fall, in dem eine Automation zusätzlich eine andere Bedingung braucht, etwa den Zustand eines Geräts oder eine ausdrücklich gewählte Szene.

Erfassungsbereich und Montageort

Ein Deckenmelder erfasst grob einen Kreis unter sich, und dessen Durchmesser hängt von der Montagehöhe ab. Die Angabe im Datenblatt ist allerdings selten eine einzelne Zahl, und wer sie als solche liest, plant falsch. Hersteller nennen für dasselbe Gerät gestaffelte Reichweiten: die größte für die quer laufende Bewegung, eine kleinere für die frontal auf den Melder zulaufende, und die kleinste für die sitzende Tätigkeit. Für die Auslegung eines Arbeitszimmers zählt nur die letzte. Wer die große Zahl des einen Geräts gegen die kleine des anderen hält, vergleicht zwei verschiedene Dinge.

Am Montageort entscheidet sich zusätzlich, wie viele Fehlauslösungen später aufzuarbeiten sind. Ein Infrarotmelder sieht jede bewegte Wärmequelle: den Luftstrom über einem Heizkörper, den Vorhang darüber, das Ausblasgitter einer Lüftung, den Wärmekegel eines Strahlers. Ein Melder in Reichweite dieser Quellen schaltet ohne Person, und die Ursache ist danach schwer zu finden, weil sie zeitlich nicht mit einer Bedienung zusammenfällt. Der Abstand zu Heizung, Lüftungsauslass und Leuchte ist deshalb ein Punkt der Deckenplanung und keine Frage der Inbetriebnahme.

Der Wandmelder erfasst dagegen einen Ausschnitt vor sich. Er passt dorthin, wo eine Richtung überwacht werden soll — ein Durchgang, eine Treppe, ein Außenbereich — und ist im Raum mit sitzender Tätigkeit zweite Wahl, weil Möbel und Personen sich gegenseitig verdecken.

Die Helligkeitsmessung im selben Gehäuse

Fast jeder Präsenzmelder hat einen zweiten Fühler eingebaut, der die Helligkeit misst. Das spart einen zweiten Sensor und macht aus der Meldung „jemand ist da" die brauchbarere Bedingung „jemand ist da, und es ist zu dunkel". Gemessen wird dabei allerdings das Licht, das von der Fläche unter dem Melder zu ihm zurückgeworfen wird, und nicht die Helligkeit auf dem Schreibtisch.

Zwischen beiden Größen liegt das Reflexionsverhalten dieser Fläche. Ein heller Boden wirft mehr zurück als ein dunkler, eine schwarze Schreibtischauflage weniger als eine helle Tischplatte. Zwei Folgen ergeben sich daraus, und beide betreffen den Betrieb: Die Schwelle muss im fertigen Raum eingemessen werden, mit einem Messgerät auf der Fläche, für die sie gelten soll — der Zahlenwert aus der Anleitung ist nur ein Startpunkt. Und eine Umgestaltung des Raums verstellt die Einmessung, ohne dass am Gerät etwas geändert wurde: Ein neuer Teppich reicht.

Aus derselben Messung speist sich die Konstantlichtregelung, bei der der Melder das Kunstlicht so weit herunterdimmt, wie Tageslicht durchs Fenster hereinkommt. Sie setzt voraus, dass das Vorschaltgerät der Leuchte fein und flackerfrei dimmen kann — welches Dimmverfahren dafür in Frage kommt, entscheidet sich am Betriebsgerät und nicht am Melder.

Nachlaufzeit als Symptombehandlung

Die Nachlaufzeit ist die Spanne, die ein Melder nach der letzten Erkennung noch eingeschaltet lässt. Sie ist der erste Griff, zu dem nach einer Beschwerde alle greifen: Das Licht geht beim Lesen aus, also wird die Zeit von zehn auf dreißig Minuten hochgesetzt, und die Beschwerde verschwindet.

Was dabei ebenfalls verschwindet, ist die Automation. Eine halbe Stunde Nachlauf bedeutet, dass der Raum nach dem Verlassen eine halbe Stunde beleuchtet bleibt — und weil niemand mehr im Raum ist, fällt genau das niemandem auf. Der Melder ist damit zur Zeitschaltuhr mit Startknopf geworden. Die Erkennungslücke, die ihn dazu gemacht hat, ist noch da.

Eine kurze Nachlaufzeit setzt deshalb voraus, dass der Melder den Menschen im Raum tatsächlich behält, und das ist eine Frage der Bauart und des Montageorts. Wo beides stimmt, sind kurze Zeiten möglich und sinnvoll; wo eines von beiden nicht stimmt, kauft die lange Zeit nur Ruhe vor der Beschwerde.

Häufiges Missverständnis

„Der Präsenzmelder erkennt, dass ich da bin." Er erkennt, dass sich etwas Warmes bewegt hat — ein sehr kleines Etwas, aber immer noch eine Bewegung. Das Wort Präsenz beschreibt das Ziel der Bauart und nicht ihr Verfahren, und der Unterschied wird in dem Moment spürbar, in dem jemand länger vollkommen still ist.

Ähnlich verbreitet ist die Annahme, Hochfrequenztechnik sei grundsätzlich die höherwertige Lösung, weil sie durch Hindernisse hindurchsieht und temperaturunabhängig arbeitet. Für eine WC-Kabine oder einen Raum mit Sichthindernissen stimmt das. Im Wohnhaus mit Leichtbauwänden ist dieselbe Eigenschaft der Grund, warum das Licht im Bad angeht, wenn jemand in den Keller geht.

Und drittens die Erwartung, ein empfindlicherer Melder brauche keine Handbedienung mehr. Auch das feinste Gerät liegt gelegentlich falsch, und dann steht ein Mensch in einem Raum, der sich nicht wie gewünscht verhält. Der Vorrang der Handbedienung bleibt eine Festlegung der Automation und wird nicht durch Sensorik ersetzt.

Nicht zu verwechseln mit

• Anwesenheitserkennung: stellt fest, ob jemand im Haus ist — gemessen am Telefon im WLAN oder an einer Ortsgrenze. Sie sagt nichts darüber, in welchem Raum sich jemand aufhält, und eignet sich als Bedingung besser als als Auslöser.
• Dämmerungsschalter: misst ausschließlich Helligkeit und schaltet daran. Er kennt keine Personen, auch wenn er im selben Bauteil sitzen kann wie ein Melder.
• Einbruchmelder: hat dieselbe Sensorik, aber andere Anforderungen — Sabotage- und Abdeckungserkennung, eigene Normenreihe, Prüfung als Anlage. Ein Lichtmelder ersetzt ihn nicht.
• Binäreingang: bringt einen fremden Kontakt auf den Bus. Ein Melder mit Schaltausgang hängt daran; er ist keiner.

In der Planung

Ein Einfamilienhaus soll eine Lichtsteuerung mit Meldern bekommen. Die Frage, die vor jeder Geräteliste steht, betrifft den Alltag: In welchen Räumen hält sich jemand längere Zeit ruhig auf? Beim Durchgehen bleiben in einem üblichen Grundriss zwei bis vier Räume übrig — Arbeitszimmer, Leseecke, unter Umständen Bad und Gäste-WC, wo Menschen erstaunlich lange stillstehen.

Die Wahl des Verfahrens hängt an dieser Antwort und wird für jeden Raum einzeln getroffen. Flur, Treppe, Abstellraum und Außenbereich kommen mit einem Bewegungsmelder aus, weil dort ohnehin niemand verweilt; im Außenbereich kommt die Dämmerungsbedingung dazu. Die Räume mit ruhigem Aufenthalt bekommen einen Präsenzmelder an der Decke, möglichst über der Fläche, auf der jemand sitzt, und mit Abstand zu Heizkörper und Lüftungsauslass. Wo eine Leichtbauwand an einen belebten Bereich grenzt, entfällt die Hochfrequenzvariante.

Erst danach wird das Gerät ausgewählt, und die bauliche Konsequenz gehört in denselben Schritt: Jeder Melder braucht eine Leitung an seinen Deckenauslass, und die Schaltleistung liegt beim Aktor im Verteiler. Beides fällt im Rohbau. Ein nachträglich gewünschter Melder in einer fertigen Decke kostet ein Vielfaches der Leitung, die im Rohbau eine halbe Stunde gekostet hätte.

Ein Punkt gehört zur Übergabe und wird regelmäßig übersprungen: das Einmessen der Helligkeitsschwelle im möblierten Raum und das Festlegen der Nachlaufzeiten je Raum. Beides lässt sich nicht am Reißbrett entscheiden, weil beides vom fertigen Boden und vom tatsächlichen Nutzungsverhalten abhängt.

Verknüpfte Inhalte

Warum ein Melder ein Sensor ist und die Schaltleistung beim Aktor im Verteiler liegt, behandelt Aktor und Sensor. Wie aus einer Meldung eine Regel wird und welche Auslöser sich wofür eignen, steht unter Automation und Regel; der Unterschied zwischen einer Regel und einer abrufbaren Szene unter Szene, Aktivität und Makro. Ob eine Leuchte sich für die Konstantlichtregelung fein genug dimmen lässt, klärt der Eintrag zu den Dimmverfahren; wie ein Melder mit einem Schaltausgang eingebunden wird, der potenzialfreie Kontakt. Die Bussysteme, an denen Melder üblicherweise hängen, sind KNX und der Lichtbus DALI.

Quellen

Präsenzmelder und Bewegungsmelder sind keine geschützten Bezeichnungen, und es gibt keine Festlegung, ab welcher Empfindlichkeit ein Gerät das eine oder das andere heißt. Die Abgrenzung hier beschreibt die verbreitete Verwendung der Begriffe und leitet daraus die Planungsfragen ab. Die physikalischen Grundzüge — Fresnel-Linse und pyroelektrischer Sensor beim passiven Infrarot, die Auswertung der Abstandsänderung beim Mikrowellenmelder — sind unstrittiges Grundlagenwissen und hier über eine enzyklopädische Sekundärquelle belegt. Die beiden genannten Normen waren in diesem Lauf nicht einzusehen; auf ihren Inhalt stützt sich keine Aussage der Seite.