Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Wie funktioniert ein PIR-Sensor?


von Jürgen (derkleinemuck)


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Ich suche eine Erklärung, wie die Beschaltung eines PIR-Sensors 
funktioniert.

Konkret geht es darum, daß ein PIR-Sensor - das reine TO5-Teil - einen 
Ausgang hat, den man aber erst auswerten muß. Dazu gibt es bspw. den 
BISS0001 (was für eine Typnummer). Das mickrige Datenblatt 
https://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/1132257/SILVAN/BISS0001.html 
oder https://www.ladyada.net/media/sensors/BISS0001.pdf zeigt eine recht 
aufwändige Schaltung. Ich will jetzt nicht jeden Widerstand erklärt 
haben (Spannungsregler sowieso bekannt). Aber was macht das Teil? Wozu 
die ganzen Anschlüsse?

Was mich nicht interessiert, weil tausendfach vorhanden:
- was ist PIR und wie der eigentliche Piezoeffekt funktioniert
- wie ich ein PIR-Modul anschließe

: Verschoben durch Moderator
von Gerhard O. (gerhard_)


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Jürgen schrieb:
> Ich suche eine Erklärung, wie die Beschaltung eines PIR-Sensors
> funktioniert.
>
> Konkret geht es darum, daß ein PIR-Sensor - das reine TO5-Teil - einen
> Ausgang hat, den man aber erst auswerten muß. Dazu gibt es bspw. den
> BISS0001 (was für eine Typnummer). Das mickrige Datenblatt
> https://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/1132257/SILVAN/BISS0001.html
> oder https://www.ladyada.net/media/sensors/BISS0001.pdf zeigt eine recht
> aufwändige Schaltung. Ich will jetzt nicht jeden Widerstand erklärt
> haben (Spannungsregler sowieso bekannt). Aber was macht das Teil? Wozu
> die ganzen Anschlüsse?
>
> Was mich nicht interessiert, weil tausendfach vorhanden:
> - was ist PIR und wie der eigentliche Piezoeffekt funktioniert
> - wie ich ein PIR-Modul anschließe

Das "P" in PIR steht für "Passive".

Das PIR Ausgangssignal ist analoger Natur. Der BISS0001 ist teils ein 
analoger Baustein, der die schwachen Sighaländerungen des PIR Ausgangs 
nicht DC gekoppelt verstärkt und dann auswertet.

Stell Dir vor, der PIR wäre ein Mikrophon. Jedesmal wenn Du leicht 
reinpfeifst, wird dieser Laut so weit verstärkt und ausgewertet, daß man 
damit einen Logikausgang digital zur Verfügung hat.

Beim PIR ist es ähnlich. Wenn man in das Aufnahmefeld des PIR Detektors 
gerät, erzeugt Deine Körperwärme eine plötzliche Änderung des 
Hintergrund Ausgangssignal. Diese Änderung wird dann ausgewertet. Diese 
Auswertung muß auf Differenzierungsbasis erfolgen, weil die DC 
Komponente des PIR Ausgangs ein langsam herumschwankender DC Wert ist 
und nicht mit einem DC gekoppelten Komparator direkt ausgewertet werden 
kann.

Ich habe noch nie etwas mit PIRs gemacht, aber so verstehe ich deren 
Operation aus meinem Gedächtnis. Kann teilweise falsch sein, aber zum 
Nachschauen habe ich momentan keine Lust:-)

Musst halt etwas im Internet recherchieren...

https://learn.adafruit.com/pir-passive-infrared-proximity-motion-sensor/how-pirs-work

von Motopick (motopick)


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Wenn du an der grundsaetzlichen Funktion der PIR-Auswertung
tatsaechlich interessiert bist, dann schau dir die Schaltungen
chinesischer PIR-Sensoren an. Die schaffen das naemlich mir LM324.
Du solltest aber die Grundlagen des Umgangs mit OPVs beherrschen.

von Jürgen (derkleinemuck)


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Gerhard O. schrieb:
> Musst halt etwas im Internet recherchieren...
>
> 
https://learn.adafruit.com/pir-passive-infrared-proximity-motion-sensor/how-pirs-work

Das habe ich halt schon erfolglos getan. Auch bei Adafruit: nur das 
übliche Geschwätz, was überall zu finden ist. Aber nicht, was nach dem 
Sensor passiert. Da kommt dann gleich ein Modul. :-(

Motopick schrieb:
> Du solltest aber die Grundlagen des Umgangs mit OPVs beherrschen.

Ja, da komme ich dann doch leider bald an meine Grenzen.

von Heiner B. (karadur)


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Da sind mehrere Schaltungsteile im Chip zusammengefasst.

Das Sensorsignal wird verstärkt, bandpassgefiltert und mit einem 
Komparator detektiert. Zusätzlich gibt es eine Verriegelung (meist mit 
einem LDR ) für Nachtbetrieb und eine Delayschaltung für die Schaltdauer 
des Relais.

Beitrag #7403879 wurde vom Autor gelöscht.
von Gerhard O. (gerhard_)


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Habe es gelöscht wegen:
...
Was mich nicht interessiert, weil tausendfach vorhanden:
- was ist PIR und wie der eigentliche Piezoeffekt funktioniert
- wie ich ein PIR-Modul anschließe

von Motopick (motopick)


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> > Du solltest aber die Grundlagen des Umgangs mit OPVs beherrschen.

> Ja, da komme ich dann doch leider bald an meine Grenzen.

Das wird dir nicht erspart bleiben, wenn es nicht in Gesuelz ausarten 
soll.
Da die Chinesen ein sparsames Volk sind, ist immerhin die resultierende
Schaltung auch von einer bestechenden Eleganz und Einfachheit.
Der besondere Vorteil liegt gegenueber irgendwelchen Modellen auch
in dem Fakt, dass sie praktisch aufgebaut, auch funktioniert.

von Rüdiger B. (rbruns)


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PIR-Sensor über MCU auswerten

Beitrag "PIR-Sensor über MCU auswerten"

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Jürgen schrieb:
> - was ist PIR und wie der eigentliche Piezoeffekt funktioniert

Ein PIR hat mit Piezoeffekt nichts zutun. Das eigentliche Sensorelement 
ist ein Sensor für nahes Infrarot. Das kann eine Art Minisolarzelle oder 
ein Photohalbleiter sein.

von Carypt C. (carypt)


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denke ich: wie wird die schnelle der änderung erfaßt, über die 
ladezeiten von kondensatoren werden zeitlich unterschiedliche pegel an 
den eingängen des opv, komparator, ... ? erzeugt, die zum durchschalten 
führen. wäre das plausibel ?

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Carypt C. schrieb:
> wie wird die schnelle der änderung erfaßt

Das kann man z.B. mit einem 'Auto-Level' Komparator erreichen:
1
Input         |--\ 
2
O-+-----------|+  \      Output
3
  |  R        |    |----->
4
  +-|==|-+----|-  /
5
         |    |--/
6
        --- C
7
        ---
8
         |
9
GND------+---------------
Langsame Änderungen werden durch den Tiefpass auch auf den 
invertierenden Eingang übertragen. Schnelle Änderungen lassen dem 
Komparator schalten.
Damit die Nummer nicht wild springt, kann es sinnvoll sein, den 
invertierenden Eingang leicht vorzuspannen.

von Rainer W. (rawi)


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Gerhard O. schrieb:
> Wenn man in das Aufnahmefeld des PIR Detektors gerät, erzeugt Deine
> Körperwärme eine plötzliche Änderung des Hintergrund Ausgangssignal.

Die meisten PIR Sensor haben nicht EIN Aufnahmefeld, sondern ein ganzes 
Array davon. Wie genau diese Felder liegen, wird durch das 
Mehrfachlinsensystem vor dem eigentliche IR-Detektor bestimmt. Eine sich 
bewegende Wärmequelle erzeugt beim Durchqueren der Felder dadurch eine 
Wechselspannung, die verstärkt und ausgewertet wird.
https://img.alarmax.cz/images/ZabezpeceniObjektu/pir-detektor-paradox-dg75-2.jpg

Jürgen schrieb:
> Ich suche eine Erklärung, wie die Beschaltung eines PIR-Sensors
> funktioniert.

Und warum fragst du dann im Titel nach der Funktionsweise des Sensors?

: Bearbeitet durch User
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