Instructions

BEDIENUNGSANLEITUNG
Technische Änderungen vorbehalten
0141 0316-26 12.08.2015
Passiv-Infrarot-Bewegungsmelder
PIR-STD
Einstellung der Empndlichkeit
Auf der Rückseite des Moduls
benden sich vier Lötbrücken.
Durch schließen (überlöten)
einer der Brücken wird die
Empndlichkeit des Moduls
herabge setzt.
Anschlussbelegung
Pin Bez. Funktion Bemerkung
1 ANA Analogausgang 0V...V
CC
2 REF Referenzspannung ca. V
CC
/ 2
3 GND Masse GND
4 OUT Schaltausgang O.C, max. 20 mA
5 GND Masse GND
6 VCC Betriebsspannung 3...12 V DC/ 40 µA
7 LDR Fotowiderstand Optionaler LDR
8 LDR Fotowiderstand Optionaler LDR
Arbeitsweise
PIR-Bewegungsmelder arbeiten mit pyroelektrischen Sensoren, die
die maximale Empndlichkeit im Bereich der Wärmestrahlung leben-
der Körper aufweisen. Bei 37° Körpertemperatur liegt die spektrale
Empndlichkeit zwischen 7 und 14 µm. Im inneren Aufbau sind
PIR-Sensoren segmentiert, das heißt im Bauteil sind zwei oder mehr
Einzelelemente verschaltet, so dass sich diese gegenseitig kompen-
sieren. Mit dieser Anordnung wird die Eigentemperatur des Sensors
selbst kompensiert. Im Sensor ist weiterhin ein MOSFET als Impe-
danzwandler integriert, da die Pyroelemente nur hochohmig betrieben
werden können. Von den nachfolgenden Auswerteschaltung wird die
Änderung der Ausgangsspannung bewertet, indem der DC-Anteil
über einen Hochpass abgetrennt wird. In einfachen Geräten werden
in der Regel Doppelelement-Sensoren eingesetzt, die eine horizonta-
le Vorzugsrichtung aufweisen. Entsprechend ist die Montagerichtung
solcher Sensoren vorgegeben und muss beachtet werden. Für De-
ckenmontage sind Vierelement-Sensoren besser geeignet, mit denen
sich eine halbkugelförmige Charakteristik erreichen lässt.
Linse
Eine Änderung der Ausgangsspannung wird nur erreicht, indem die
Teilsegmente des Sensors verschieden mit der Infrarotstrahlung be-
aufschlagt werden. Dazu wird eine Optik oder eine spezielle Fresnel-
Linse benötigt, die den Raum vor dem Sensorelement in Segmente
unterteilt und wechselseitig auf den Teilsegmenten des Sensors
abbildet. Betrachtet man das Gesamtsystem aus Optik, Sensor und
Auswerteschaltung, so erkennt man, dass der Linse wesentlicher
Einuss auf die Leistungsfähigkeit des System zufällt.
Bandbreite
Von der Auswerteschaltung wird lediglich die Änderung des Sensorsi-
gnal weiter verarbeitet. Dabei bestimmt die korrekte Dimensionierung
der Bandpasscharakteristik die Leistungsfähigkeit der Schaltung: Je
nach Linse und Winkelgeschwindigkeit des Objekts ergibt sich in der
Praxis eine Signalbandbreite zwischen 0,05 und 25 Hz. Vor allem
bei großer Reichweite darf die untere Grenzfrequenz nicht zu hoch
gewählt werden, da dies zu Empndlichkeitsverlust bei langsamen
Bewegungen führt. Die obere Grenzfrequenz bestimmt die Empnd-
lichkeit bei schnellen Bewegungen und muss genügend Abstand zur
Netzfrequenz besitzen um Störeinüsse zu vermeiden.
Signalauswertung
Für einfache Anforderungen reicht der auf dem Modul vorhandene
Fensterkomparator zur Signalauswertung aus. Sowie der Signalpegel
nach dem Verstärker einen bestimmten Grenzwert überschreitet, wird
ein digitales Schaltsignal erzeugt, das weiterverarbeitet werden kann.
Für anspruchsvollere Aufgaben ist es von Vorteil, den Signalverlauf
des Ausgangssignals zu analysieren. Über die Signalamplitude lässt
sich auf den Abstand oder die Größe und über die Signalfrequenz
auf die Winkelgeschwindigkeit des bewegten Objekts schließen. Der
Signalverlauf enthält Informationen über den Bewegungsablauf. Ein
Mikrocontroller kann so die Detektions-Sicherheit wesentlich erhöhen
und Fehlalarm ausschließen, was vor allem bei Alarmmeldern wün-
schenswert ist.
Unsere Bewegungsmelder besitzen neben dem digitalen Ausgang
auch einen analogen Ausgang, an dem das verstärke Signal ansteht.
Dadurch ist die Integration in intelligente OEM-Systeme möglich.
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