PIR Sensor Schaltungsfragen

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Autor
PIR Sensor Schaltungsfragen
Suche nach: pir (202) sensor (5485)

    







BID = 813324

Bastl0r

Gerade angekommen


Beiträge: 10
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Hallo an alle,

wie der Threadtitel schon sagt, geht es mir um einen PIR (Passive Infra red) Sensor, den ich gerne per Mikrocontroller auswerten würde. Ich habe da jedoch ein paar Fragen (bin ein ziemlicher Anfänger in Sachen Elektronik) zum Aufbau der Schaltung.

Den Sensor habe ich mir fertig gekauft, hier das zugehörige Datenblatt:
http://shop.hygrosens.com/out/media/pir_std_dbd.pdf
Die Schaltung habe ich als Bild angehängt und stammt aus dem verlinkten, vom Hersteller zur Verfügung gestellten Datenblatt (S.3).

Sieht ja erstmal nicht so wild aus. Die wesentlichen Bestandteile sind ja anscheinend 2 Verstärker (U1A,U1B) und ein Fensterkomparator (U1C und U1D) am Ende der Schaltung.

Dazu hätte ich die folgenden Fragen:

1. Die beiden OPs U1A und U1B haben jeweils ein Kondensator im Rückkopplungszweig, arbeiten sie als Integrierer? Oder arbeitet der OP U1B als Differenzierer, da der Kondensator C5 nur die Änderungen durchlässt?

2. In den Rückkopplungszweigen befinden sich ja jeweils bei beiden OPs noch 2 Kondensatoren und Widerstände (z.B. R15,C9 und R14,C8), die dann anscheinend durch das Überlöten der Punkte zugeschaltet werden können. Was bewirken diese?

3. Wie bzw. welche der 8 Pins muss ich dann wie beschalten?
a) Im Datenblatt steht was von Betriebsspannung 3-12V DC, d.h. ich könnte eine Batterie zwischen VCC (Plus-Pol,Pin 6) und GND (Minus-Pol,Pin 3,5) anschließen?
b) Stellt sich die Referenzsspannung REF (Pin 2) automatisch ein oder muss ich die auch vorgeben?
c) Den Schaltausgang OUT (Pin 4) kann ich dann über einen Pullup/Pulldown-Widerstand an den Mikrocontroller anschließen, richtig?

Das war jetzt recht ausführlich, ich hoffe es kommen nicht nur "2ldr" als Antworten


BID = 813344

der mit den kurzen Armen

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Beiträge: 17434

 

  

Wenn du das Datenblatt mal liest erübrigt sich die zweite Frage. (Empfindlichkeit wird verringert )
Im Eingangs und im Rückkopplungszweig liegen RC Glieder diese dienen der Störunterdrückung und der Verstärkungseinstellung. U1 und U2 arbeiten als Verstärker.
Die Belegung ist auch im Datenblatt angegeben.
Du hast die Möglichkeit das Ausgangssignal analog auf den µC zu geben oder digital über die beiden Komparatoren U3 und U4 digital. Urev ist ebenfalls ein Ausgang und hat Us/2 (halbe Betriebsspannung ). an Pin 4 kannst du ein Relais nach + Us schalten oder einen Pullup nach US.
Am Pin 1 steht das analoge Signal zu Verfügung.
Am Pin 2 die Referenzspannung.
Pins 3,5 und 6 Sollten klar sein.
Pin 7 und 8 stehen für einen Fotowiderstand zur Verfügung.(Dämmerungsschalter )

_________________
Tippfehler sind vom Umtausch ausgeschlossen.
Arbeiten an Verteilern gehören in fachkundige Hände!
Sei Dir immer bewusst, dass von Deiner Arbeit das Leben und die Gesundheit anderer abhängen!

BID = 813346

Bastl0r

Gerade angekommen


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Zitat :
der mit den kurzen Armen hat am  2 Feb 2012 17:22 geschrieben :

Wenn du das Datenblatt mal liest erübrigt sich die zweite Frage. (Empfindlichkeit wird verringert )
Im Eingangs und im Rückkopplungszweig liegen RC Glieder diese dienen der Störunterdrückung und der Verstärkungseinstellung. U1 und U2 arbeiten als Verstärker.
Die Belegung ist auch im Datenblatt angegeben.
Du hast die Möglichkeit das Ausgangssignal analog auf den µC zu geben oder digital über die beiden Komparatoren U3 und U4 digital. Urev ist ebenfalls ein Ausgang und hat Us/2 (halbe Betriebsspannung ). an Pin 4 kannst du ein Relais nach + Us schalten oder einen Pullup nach US.
Am Pin 1 steht das analoge Signal zu Verfügung.
Am Pin 2 die Referenzspannung.
Pins 3,5 und 6 Sollten klar sein.
Pin 7 und 8 stehen für einen Fotowiderstand zur Verfügung.(Dämmerungsschalter )


Das Datenblatt habe ich natürlich gelesen, mich würde neben der praktischen Anwendung (Empfindlichkeitsverstellung) der elektrotechnische Hintergrund z.B. zu den RC Gliedern interessieren
Wofür wäre denn z.B. die Referenzspannung von Interesse? Wenn die eh nur schaltungsintern gebildet und verwendet wird, wozu brauch ich die als Ausgang?
Und könntest du mir als Anfänger vielleicht die Frage 3.a) nochmal genau beanworten ... Ist die Betriebsspannung innerhalb des Bereiches frei wählbar? Stellt sich in jedem Fall die auch im Datenblatt angegebenen 5V ein oder muss ich dann die Betriebsspannung auch auf genau 5V einstellen?
Und zu guter letzt: Könnte ich den digitalen Ausgang wie in dem angehängten Bild (Quelle: http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/1206121.htm) verschalten, d.h. die 5V Leitung an den VCC-Ausgang und die mit "A" gekennzeichnete Leitung zum Mikrocontroller führen? Die Auslegung des Widerstands müsste dann ja nach dem ohmschen Gesetz erfolgen, da ja maximal 20mA laut Datenblatt dem Ausgang entnommen werden dürfen?

Gruß und Danke,
Bastl0r


[ Diese Nachricht wurde geändert von: Bastl0r am  2 Feb 2012 17:46 ]

BID = 813350

der mit den kurzen Armen

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ja 3 bis 12 Volt
Pullup ca 2 kOhm nach +5 Volt ergibt genau den digitalen Pegel für den µC der arbeitet auch nur mit 5 Volt. Wenn du den Ausgang mit dem µC auswerten wilst versorge den Sensor auch aus der 5 Volt Schiene!
Oder du verwendest den analogen Ausgang und übernimmst mit dem µC die Auswertung .
Zu den RC gliedern google mal Hoch und Tiefpass.
Die Referenzspannung brauchst du zum Beispiel zur Auswertung am µC. Sie ergibt den Bezugspunkt. Brauchst du den digitalen Ausgang nicht einfach offen lassen bzw mit 100 KOhm nach US abschließen. den Analogen Ausgang wenn unbenutzt offen lassen!
RC-Glied
Das Verhältnis der R ist für die Gleichstromverstärkung , das Verhältnis der C für die Wechselstromverstärkung.
Durch die RC-Glieder wird die Verstärkung Frequenzabhängig.

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BID = 813357

Bastl0r

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Also für den Anschluss an den Mikrocontroller ein Pullup nach 5V und den Digitalausgang direkt an den Controller anschließen...

Ich hab hier noch was zur Dimensionierung gefunden:
"Bei Arbeiten im Bereich der Mikrocontroller haben sich Werte von 4,7 kOhm für Pullup- bzw. 10 kOhm für Pulldown-Widerstände in den meisten Fällen bewährt."
Wäre dann nicht ein 4,7kOhm als Pullup eher geeignet als ein 10kOhm? Wie kann ich den den rechnerisch dimensionieren, wenn ich mal von Erfahrungswerten absehe?

[ Diese Nachricht wurde geändert von: Bastl0r am  2 Feb 2012 18:58 ]

[ Diese Nachricht wurde geändert von: Bastl0r am  2 Feb 2012 18:59 ]

BID = 813361

der mit den kurzen Armen

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R= U:I >>> 5V : 0,01A = 500 Ohm
bei 2000 Ohm und 5 V fließt ein Strom von I= U:R =5V:2000Ohm =0,0025A= 2,5mA.
Besser für dich wäre es den analogen Ausgang für dem µC zu Nutzen, zumal der µC eh einen analog digital Wandler intern hat.
Software ist leichter anzupassen als Hardware.

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BID = 813374

Bastl0r

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Wieso ist das einfacher? Mich interessiert eigtl. nur ob eine Bewegung registriert wurde oder nicht, also letzendlich nur ein Low/High Signal. Sorry für die dummen Fragen, aber ich kenn mich nicht wirklich aus in dem Bereich.

PS: Habe hier eine ähnliche Anwendung gefunden: http://macherzin.net/article17-Arduino-Sensoren-Infrarot-ePIR
Dort wird doch auch lediglich ein Low/High Singal ausgewertet oder nicht?

[ Diese Nachricht wurde geändert von: Bastl0r am  2 Feb 2012 19:43 ]

[ Diese Nachricht wurde geändert von: Bastl0r am  2 Feb 2012 19:49 ]

BID = 813375

der mit den kurzen Armen

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Es ist dir überlassen ob du den Ausgang über die Komparatoren verwendest oder den analogen Eingang. Der µC kann wesentlich feinfühliger reagieren als die Komparatoren.

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BID = 813376

Bastl0r

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Ah, daher rührt der Hinweis... Danke sehr Ich werde es glaub ich erstmal über den Digitalausgang + Pullup Widerstand probieren, ich denke das Auswerteprogramm wird dadurch ja wesentlich vereinfacht (einfache IF-Abfrage des Ports).
Die Höhe des Stromes, die der Mikrocontroller brauch um ein Low/High Signal zu registrieren müsste dann im Datenblatt vom Controller angegeben sein richtig? Oder gibts da Standardpegel?

BID = 813378

der mit den kurzen Armen

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Der µC wertet die Spannung aus der Strom ist eher gering, unter 1mA.
TTL-Pegel

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BID = 813404

Bastl0r

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Zitat :
der mit den kurzen Armen hat am  2 Feb 2012 20:19 geschrieben :

Der µC wertet die Spannung aus der Strom ist eher gering, unter 1mA.
TTL-Pegel



Richtig, so war das auch... Etwas verwirrt gewesen Besten Dank!

BID = 813469

Bastl0r

Gerade angekommen


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Nochmal eine Frage zum Analogsignal, schwankt ja zwischen 0...Vcc laut Datenblatt, woher weiß ich dann, ob eine Bewegung erkannt wurde oder nicht? Kriegt ich das über einen Vergleich mit der Referenzspannung raus?

[ Diese Nachricht wurde geändert von: Bastl0r am  3 Feb 2012 15:28 ]

BID = 813485

der mit den kurzen Armen

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Bei Bewegung ändert sich die Analogspannung! Und nur die Änderung interessiert. Die Referenzspannung gibt dir an wo du dich Spannungsmässig bewegst, und liegt genau in der Mitte des möglichen Hubes der Analogspannung.
Beispiel 8 Bit Auflösung entspricht 256 möglichen Stufen Mitte wäre dann 128
Reagieren soll der µC aber erst bei einer Abweichung von zB 20 das bedeutet er schaltet bei 108 und bei 148 dazwischen juckt ihn nicht. Ist dir das zu empfindlich änderst du einfach die Schaltwerte im Programm .

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BID = 813523

Bastl0r

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besten Dank!

BID = 813530

Bastl0r

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So ganz verstanden habe ich das ganze trotzdem noch nicht... Sofern ich komplett freie Sicht habe, also keine Bewegung registriert wurde, wo liegt dann die Analogspannung? 0V? Und sobald was registriert wird, hebt sich die auf einen gewissen Wert, je nach Größe des Objektes, da ja durch die Objektgröße das Ausmaß des piezoelektr. Effekts und letzendlich die produzierte Spannung des Sensors variiert. Ist das so richtig?


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