Falsche IR-Sensor (PIR) Triggerung

Moinsen,

Es ist ein Lösungsansatz der von vielen Parametern abhängig ist, welche du im Detail nicht beleuchtest.

Aber ich möchte dir auch ein paar Tips mit auf den Weg geben, um den Gesamtaufwand ggf noch weiter zu Reduzieren.

Das erste Thema ist und bleiben die Kabellängen, besonders wenn es ich um ungeschirmte Kabel handelt. Jedes Kabel spielt auch Antenne ! Das betrifft besonders Signalleitungen ! Hier ist die Kabellänge der entscheidende Faktor, welcher sich aus der Störfrequenz und einen Teiler ( Lambda = Wellenlänge ) zusammensetzt.
Ausgehend von einer bekannten Störgröße /-frequenz kann man die zu vermeidenden Kabellängen recht einfach berechnen. Dieses gehen aus der Antennenformel hervor. Lambda, Lambda geteilt durch zwei, durch vier, durch acht, und durch sechzehn sind die Längen wo eine verstärkte Aufnahme des externen Störimpulses über das Kabel / Leitung im Sinne / Funktion einer Langdraht-Antenne verstärkt auftritt. Dann natürlich wie sind die Kabel oder Leitungen verlegt. Ein recht einfache und kostengünstige Methode bei größeren Längen ist die Verwendung von Koaxial-Kabeln - hier bieten sich Kabelrest ausgedienter Kopfhörerleitungen an, wo in miniaturisierter Form der Kabelaufbau einem Antennenkabel mit Schirmung ( GND ) und einem Innenleiter ( Signal Leitung ) entspricht.

Thema Stromversorgung und Stabilisierung:

Wer denkt durch große, fette ELKOs was bewirken zu können, ist meist auf den Holzweg, wenn es um eine Lastimpulsstabilisierung geht. Die Rede ist hier einmal von der Gleichspannungsglättung und einmal von Fähigkeit die Lastimpulse ( Lastzunahme / bzw -abnahme ) auszugleichen, ohne das große Spannungsdifferenzen auftreten, und wie diese innerhalb einer Zeitskala im µSek-Bereich ausgeglichen werden können.

Beginnen möchte ich mit den aufgezeigten DC/DC-Wandler, oder Buckconvertern, oder Stepup- bzw Stepdown-Wandlern. Hier kann man sich sehr leicht verrennen. Grundsätzlich arbeite diese alle nach einem ähnlichen Prinzip. Durch einen Arbeitstakt werden für die Konvertierung der Spannung wieder lastabhängig Stromimpulse erzeugt, um die Spannung konstant zu halten -> Daraus ergibt sich das die Arbeitstaktfrequenz dieser Wandler immer von der Stromlast abhängig ist. Je Größer dieser Wandler dimensioniert ist, sprich für höhere Maximallasten, um so geringer sind Schwankungen der Arbeitsfrequenz bei noch geringen Laständerungen, und je geringer ist auch die Frequenz der Rechteckimpulse am Ausgang vor der Glättung durch ELKOs. Klassische ELKOs diese ALU Topf / -Becker ELKOs sind hier nur in einem sehr begrenzten Frequenzbereich noch wirklich in der Lage für eine ausreichende Glättung zu sorgen, damit keine zu hohe Restwelligkeit entsteht. Bei den meisten ELKOs in dieser konventionellen Bauart ist irgendwo bei 12 bis 18 kHz Schluß [einige dieser DC-DC Konverter erreichen jedoch Frequenzen über 38 kHz ]. Dann beginnen sich diese ELKOS nicht nur selber zu erwärmen, sondern können auch nicht mehr ausreichend glätten, so dass ein erhöhte Restwelligkeit ( Ripple ) aufritt [ Je höher die Arbeitstemperatur dieser ELKOs um so geringer ist deren Lebensdauer ]. Daher bringt es wenig hinten immer noch größere und schwere ELKOs dieser Bauart anzuschließen, denn auch deren Umladeprozess benötigt Strom und verstärkt den Effekt noch zusätzlich. Hier sind hochfrequenzfeste Keramik- / Scheiben- oder Tantal-Elkos die besserem Lösungen, weil diese in einem höheren Frequenzbereich ( bis MHz ) eingesetzt werden können, um auf kurze Lastimpulse besser, schneller und effizienter reagieren zu können.

Wie in deinem Beispiel würde ein 0,1 µF bis 4,7µF Kerko oder Tantal-ELKO direkt vor dem PIR ( direkt zwischen die Spannunsgversorgungs-Pins gelötet ) Wunder bewirken. Stützkondensatoren sollten sich immer und direkt am Verbraucher befinden, damit die Kapazität der Kabel selber keine so große Rolle mehr spielt. Auch lange Leitungen haben einen kapazitiven Speichereffekt.

Eine weitere Lösung ist die Bereitstellung einer leicht überhöhten Versorgungsspannung plus 0,3 bis 0,5 Volt und ein entsprechender LDO mit einem geringen Spannungsdelta ( DROP-Spannung ). Hier kann man mit einem z.B. MCP1702 in der entsprechenden Ausgangsspannungsauslegeung direkt am Verbraucher und nur 2 kleinen Kerkos für eine sichere und stabile Spannungsversorgung der Sensoreinheit sorgen. Das lässt sich auch ganz schlank als Vc-HAT umsetzen.


Sinnbild:
C1 = Tantal ELKO
U1 = LDO MCP1702-50 ( U_Out 5 Volt, U_Drop 0,3 V, I_Out bis 250 mA )
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K.A. ob es auf die heutigen SR501 Modelle zutrifft, aber der Vollständigkeit halber, möchte ich hier noch auf diesen 7 Jahre alten Beitrag hinweisen.

HC-SR501 Modifikation

Moinsen Fliegenhals ,

Für mich macht es beim betrachten der Schaltung keinen Sinn diesen Kondensator, welcher nur für ein stabileres Eingangssignal sorgt aus der Signalkette zu eliminieren.
(Gemäß deiner Verlinkung aus einem älterem Beitrag)
Könntest du dazu mal bitte eine Stellungsnahme abgeben, unter welchen Umgebungsbedingungen (exakt) dieser Eingriff zu einer Verbesserung geführt hat ? Oder ist diese, deine Aussage allgemeingültig, obwohl die Quelle ein nun Nicht-mehr-Mitglied war ?

Quote from Franky07

Moinsen Fliegenhals ,

Für mich macht es beim betrachten der Schaltung keinen Sinn diesen Kondensator, welcher nur für ein stabileres Eingangssignal sorgt aus der Signalkette zu eliminieren.
(Gemäß deiner Verlinkung aus einem älterem Beitrag)
Könntest du dazu mal bitte eine Stellungsnahme abgeben, unter welchen Umgebungsbedingungen (exakt) dieser Eingriff zu einer Verbesserung geführt hat ? Oder ist diese, deine Aussage allgemeingültig, obwohl die Quelle ein nun Nicht-mehr-Mitglied war ?

Das werde ich mit Sicherheit, vor allem seit deinen Beiträgen in diesem Beitrag, bestimmt nicht tun. Ich werde dir hier keine Steilvorlage geben, damit Du dich wieder wichtig machen kannst, zumal Du doch eh die meisten Leute hier für "Trottel" hältst und alles falsch verstehen willst.

Wenn dieser SMD-Kondensator (es könnten aber auch andere betroffen sein) wegen eines Problems bei der Fertigung bzw. bei der Montage einen Fehler hat, welcher sporadisch o. bei Änderung der Umgebungstemperatur zu einem zeitweisem Schluss führt, kann das Entfernen bzw. ein Austausch Abhilfe schaffen.

Für alle Interessierten, hier eine kurze Beschreibung des möglichen Problems.

Technolab_Bruderreck_CMC_2010-11-24.pdf

Moinsen,

Quote from Fliegenhals

Wenn dieser SMD-Kondensator (es könnten aber auch andere betroffen sein) wegen eines Problems bei der Fertigung bzw. bei der Montage einen Fehler hat, welcher sporadisch o. bei Änderung der Umgebungstemperatur zu einem zeitweisem Schluss führt, kann das Entfernen bzw. ein Austausch Abhilfe schaffen.

Ich habe anhand des Schaubildes diese Schaltung ausgedrösselt, und in dieser Schaltung sind nur wie auf den Schaubild zu sehen drei Stück dieser 10 nF Kondensatoren vorhanden. An allen anderen Auffindestellen besteht aber keine Verbindung zu einem 47k Widerstand. Also muss es dieser Kondensator an genannter, eingezeichneter Stelle sein.
Du kannst mich gerne eines Besseren belehren, aber ich habe einen solchen PIR, genauer gesagt 3 Stück aus unterschiedlichen Fertigungsserien hier liegen.
Es ist überall das selbe Beschaltungsschema des PIR Sensors. Es gibt einige Abweichung in der Bestückung um die Potis und den Spannungsregler, dennoch der Rest ist allesamt gleich.

Daher noch einmal Frage, ganz sachlich: Hast du selber schon einmal durch die Entfernung dieses Kondensators ein gleich oder ähnlich geartetes Problem lösen können ? Ein einfache Antwort Ja, oder Nein reicht. Mehr möchte ich in diesem Zusammenhang nicht von dir erfahren. Danke.

Ja. Es kommen aus eigener Erfahrung, Kurzschlüsse bzw. hochohmige Feinschlüsse an Vielschicht-Kerkos, wenn auch relativ selten vor. Diese Fehler sind dann gerade in Schaltungen, wo keine nennenswerten Spannungen oder Ströme auftreten, mühevoll zu finden.

Eine viel häufiger auftretende Fehlerquelle sind hingegen kalte Lötstellen. Bei einem auffälligen PIR-Sensor Modul, könnte man zur Fehlereingrenzung den i.d.R. 3 pol. Sensor auslöten und die Platine bei laufender Signalauswertung, vorsichtig mit einem Fön / Kältespray bzw. durch abklopfen bearbeiten, um zu testen, ob sich das Verhalten damit reproduzieren lässt. Falls dies der Fall sein sollte, alles Nachlöten. Bleibt der Fehler bestehen, kann der Austausch der Kondensatoren in Betracht gezogen werden.

Als Erstes sollte man aber sein Programm bzw. die Beschaltung der GPIO's prüfen und als Fehlerquelle ausschließen können (interne bzw. externe Pullup- / Pulldown Widerstände verwenden), bevor man mit der Fehlersuche an einer Platine beginnt.

Moinsen,

Die Quelle der Störung auf der Signalleitung ist ein Thema, wo man zu einem auch differenzieren können muss. Störsignal über Funk treten meist bei Leistungsstarken Sendern auf. Das sind im häuslichen Umfeld vor allem DECT Telefone, Mobilfunk, aber auch andere Sender die freie nutzbare Frequenzen benutzen. WLAN kann man bis auf das 5 GHz Band fast ausschließen. Dazu sind die Leistungen ( hier die Summe mehrerer Netzwerke ) meinst noch zu gering. Und GHz ist nicht wirklich das Problem, eher die Bereich im MHz und kHz Bereich.

Spannungsschwankungen können sowohl in einem Netzteil entstehen, wenn dieses über einen Summenausgang mehrere Gerätschaften versorgt, und davon einzelne Lastschaltvorgänge ausführen.
Zudem durch den Verbraucher selber, aber auch durch bewegte Leitungsverläufe ( Kabelbruch-ähnliche Effekte ) wenn die Adern nicht mehr durch zu häufiges Biegen stabil genug sind.
Oder auch durch die Leitungslängen selber, wenn die Leitungen als Gesamtwiderstand relevant werden. Das ist alles auch erst einmal theoretisch zu betrachten und man muss es wirklich für jeden Anwendungsfall und Aufbauvariante getrennt und neu betrachten. Hier ist immer die Summer der Möglichkeiten der entscheidende Punkt, worauf man sich primär konzentrieren sollte.

Der LDO MCP1702 wie im Datenblatt zu sehen, ist ein Low Drop Spannungsregler welcher eine sehr genaue und stabile Ausgangsspannung Toleranz 0,4 % liefern kann.
Damit kann mit einem minimalen Aufschlag ( Drop-Spannung ) eine etwas größere / höhere Vc über ein langes Kabel zum Verbraucher schickt, und erst unmittelbar am Verbraucher diese Spannungsstabilisierung und -Anpassung auf die gewünschte Vc vornimmt. Damit ist alles das, was im Netzteil, durch andere Verbraucher, oder durch geschaltete Lasten an Spannungsschwankungen auftritt relativ egal. Denn die eigentliche Vc des Sensors wird erst unmittelbar und auf der kürzesten Entfernung zu ihm selber bereitgestellt. Das ist wie auf Sinnbildern zu sehen, eine ART HUB die unter den Sensor kommt, und die Vc Spannungsaufbereitung findet erst auf den letzten Zentimetern vor dem Sensor statt. So wird ein Großteil möglicher Fremdstörungen auf dem Spannungsnetz ausgeglichen.

Eine weitere Möglichkeit ist die Verwendung eine Comparators am GPIO Eingang.
Dazu muss man immer bedenken, dass bei allen 3,3 Volt Kompatiblen Controllern der Spannungsbereich 2,0 Volt bis 3,3 Volt als HIGH Signal an einem INPUT-GPIO gewertet wird.
Diesen großen Bereich kann man mittels eines Comparators verkleiner, das dann nur noch Impulse z.B. zwischen 2,8 Volt und 3,3 Volt zum GPIO gelangen. Damit reduziert man, weil der Signalabstand zwischen dem "noch Low" = 0,8 Volt und dem "erst High" = 2,8 Volt größer wird auch die Rate der Störimpulse die nur in einem Bereich zwischen 2,0 und 2,79 Volt liegen. Oder anders ausgedrückt alles was zwischen 0,8 und 2,79 Volt liegt ( und somit im neuen ungültigen Pegelbereich liegt ) wird nicht mehr bis zum GPIO durchgelassen.

Moinsen

Quote from luemar

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