Sensor de Presença por Matriz Térmica

Matrizes térmicas surgiram como uma evolução entre o sensor PIR de poucos elementos e a câmera térmica de alta resolução. Em vez de produzir apenas um pulso quando uma fonte quente cruza zonas ópticas, o sensor mede a radiação infravermelha de múltiplas regiões do campo de visão. Cada pixel estima uma temperatura aparente. Matrizes 8×8, 16×12 e 32×24 são comuns em automação. O Melexis MLX90640, por exemplo, possui 32×24 pixels, total de 768 elementos, interface I²C e calibração de fábrica; mede objetos em ampla faixa, conforme o modelo. A Panasonic Grid‑EYE usa 8×8 pixels. O resultado é uma imagem térmica de baixa resolução. Ela não mostra rosto nem cor visível, mas permite detectar uma pessoa sentada, contar regiões quentes, localizar ocupação e estimar direção. Em casa inteligente, o sensor pode manter luzes acesas mesmo sem movimento amplo, controlar climatização por ocupação, detectar queda, monitorar fogão, identificar aquecimento anormal e preservar privacidade em quartos. Comparado ao PIR, oferece informação espacial e presença estática melhor, embora uma pessoa parada em equilíbrio térmico e parcialmente coberta ainda possa ser difícil. Comparado ao mmWave, não usa rádio e não detecta através de materiais; depende de linha de visada. Comparado à câmera RGB, reduz detalhe identificável, mas a matriz e o histórico ainda revelam comportamento. O princípio é a radiação térmica emitida pelos objetos. O detector de infravermelho distante mede energia na faixa de aproximadamente 7,5–14 µm em muitos produtos. A lente, frequentemente de silício ou material especial, define o campo. Vidro comum é opaco nessa banda; colocar o sensor atrás de uma janela de vidro impede a medição. Plásticos específicos podem transmitir. O MLX90640 usa pacote TO‑39 e requer abertura adequada. A temperatura medida depende da emissividade. Pele e tecidos possuem emissividade alta, próxima de 0,95–0,98, mas metal polido reflete o ambiente. Uma superfície quente pode aparecer diferente. O sensor também mede sua própria temperatura para compensar. Correntes de ar sobre o pacote, sol incidindo na carcaça ou aquecedores próximos causam deriva. O algoritmo precisa construir background e detectar contraste. Uma pessoa a 33 °C num ambiente a 22 °C é fácil; em ambiente a 32 °C, o contraste é menor. Cobertores reduzem. O campo de visão e a altura definem o tamanho dos pixels no chão. Uma matriz 32×24 com 110° pode cobrir sala, mas cada pixel representa área grande e mistura objetos. Uma lente estreita melhora resolução angular numa zona menor. A taxa de atualização varia de 0,5 a 64 Hz em alguns sensores. Taxas altas aumentam ruído e processamento. Para presença, 2–8 Hz pode bastar. O bus I²C transporta dados brutos e calibração. O microcontrolador precisa ler, compensar e filtrar. O código do fabricante é importante. Erros de endian, refresh e emissividade produzem. A alimentação e o pull-up I²C precisam atender. O sensor pode consumir dezenas de mA e aquecer; o layout deve separar fontes de calor. A janela precisa ficar limpa. Condensação e poeira alteram. O algoritmo de ocupação pode usar threshold de temperatura, blobs, tracking, modelos estatísticos ou aprendizado. Precisa ser treinado e testado com sol, pets, aquecedores, TV, forno e cortinas. Um gato pode gerar blob. A altura e o tamanho ajudam, mas não garantem. Para queda de idosos, uma matriz baixa pode detectar mudança de forma, porém não é dispositivo médico sem validação. A automação deve combinar com outros sensores. Em controle HVAC, a contagem pode ajustar vazão, mas a qualidade do ar continua medida por CO₂ e outros sensores. Em segurança contra incêndio, uma matriz pode alertar aquecimento, mas não substitui detector de fumaça e norma. A vantagem central é obter presença e distribuição térmica sem imagem de alta resolução. A limitação é a informação térmica ambígua e dependente do ambiente. Processamento local, sem gravação da matriz, melhora privacidade. O sistema pode publicar apenas occupied, count e zone, descartando frames. A retenção precisa ser definida. A calibração de fábrica não significa exatidão de câmera térmica profissional. A óptica, a carcaça e a compensação do produto final influenciam. Um sensor de 1 °C de precisão típica não mede febre a distância com confiabilidade. O critério de escolha é presença, campo, privacidade e robustez, não marketing de “IA térmica”.