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IR-Detektor

Ich hab heute einen IR-Detektor aus einem alten Bewegungsmelder gefunden. Das Bauteil besitzt ein Metallgehäuse mit drei Beinen und einem für Sichtbares Licht undurchsichtigen Fenster.

Der gemessene Widerstand zwischen zwei der Beinen ändert sich stark wenn man sich vor dem Bauteil bewegt. Andererseits scheint es sich aber auch wie ein großer Kondensator zu verhalten.

Bei Google habe ich nichts ausführliches gefunden, die dennoch gefundenen Aussagen würde ich wie folgt zusammenfassen:

Der eigentliche Sensor besteht aus einem Piezokristall, der sich durch die einfallenden Wärmestrahlung erwärmt und somit verzieht. Durch die Bewegung des Kristalls wird eine Spannung erzeugt. Sodas beim erwärmen z.B. eine positive und beim abkühlen eine negative Spannung am Kristall anliegt. Gleichzeitig hat das Element eine bestimmte Kapazität, Sodas theoretisch die Ladung proportional zur einfallenden Energiemenge ist. Damit die Ladung in der Praxis nur möglichst langsam für den Messvorgang verbraucht wird, ist in das Gehäuse ein FET integriert.

Ist das so mehr oder weniger richtig? Wenn jemand weitere Informationen/URLs dazu hat würde ich mich freuen, insbesondere über Beispielschaltungen.

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gez. Nicolas
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Nicolas Kruse
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Nicolas Kruse schrieb:

Einigermaßen.

Such dir mal das Datenblatt des LHi958 von Perkin Elmer.

Gruß Dieter

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Dieter Wiedmann

Lässt sich ca. wie ein Elektretmikrofon beschalten. Es ist jedoch sehr empfindlich bezüglich EMV/Einstrahlung, gibt dann saftige Spikes aus. Grenzfrequenz ist niedrig: breiter Bandpaß mit Peak bei 1 - 10 Hz. Reagiert nur auf AC. Deshalb:

  • Bewegungsmelder: da braucht man die Fresnellinse aus dem Gehäuse des Bewegungsmelders wieder.
  • Berührungsloses Thermometer: braucht mechanischen Chopper ca. motorbetriebenen Propeller. In beiden Fällen dürfte ein 8 Bit Controller mit A/D-Wandler wegen der niedrigen Frequenz und um mit EMV fertigzuwerden günstiger als "einfache" analoge Schaltung sein.

MfG JRD

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Rafael Deliano

Moin!

[...]

"How Infrared motion detector components work"

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Gruß, Michael.

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Michael Eggert

Vielen Dank, sowas hatte ich gesucht.

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gez. Nicolas 
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Nicolas Kruse

Das Gerät war schon was älter und hat einfach eine Art Parabolspiegel aus verspiegelten Kunststoffsegmenten verwendet.

Ich hab den Sensor nun wie in der Schaltung auf

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angeschlossen, nur das nach dem ersten OP ein AD-Wandler folgt.

Wenn man die Masse des Sensors nicht anschließt meldet der AD eine Eingangsspannung bei Änderungen der einfallenden Wärmestrahlung. Allerdings nicht immer und das Verhalten ist auch sonst nicht Lückenlos nachzuvollziehen. Wenn man die Masse anschließt reagiert der Sensor wie ich mir das vorgestellt hätte, kaum Fehlerrauschen und trotzdem sehr empfindlich. Allerdings nicht im geringsten auf Änderungen der einfallenden Wärmestrahlung sondern ausschließlich auf Änderungen der Gehäusetemperatur des Sensors.

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gez. Nicolas
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Nicolas Kruse

Da das das Teil untere Grenzfrequenz hat aber die Bewegungsgeschwindigkeit wenn jemand vorbeigeht zu langsam ist muß die Fresenellinse bzw. entsprechender Spiegel als Zerhacker wirken um die Frequenz hochzu- bekommen.

Problem abgesehen von EMV ist die lange Zeitkonstante von power-up bis er stabile Ruhetemperatur erreicht hat und aufhört undefiniert zu schalten. Besondere Freude wenn man die Teile fertigt und in Serie testen muß.

Wenn man DC messen will den Chopper/Propeller verwenden dann sieht er entweder den Propeller mit 25´C oder das Meßobjekt. Bewegungsgeschwindigkeit des Propellers muß entsprechend langsam sein. Auf EMV durch Kollektor bei DC-Motoren achten oder gleich kleinen Stepper z.B. aus Floppy nehmen. Für DC gäbe es Thermopile als alternativen Sensor. Der ist wohl nicht so empfindlich, macht aber DC direkt. Beschaffung allerdings schwierig.

MfG JRD

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Rafael Deliano

Pyroelektrischer Sensor, bzw. 2 davon in Reihe mit Mittelanschluß. Bringt bis zu 3000V pro Watt, fragt sich nur, wie man 1 Watt FLIR (1000-5000 nm) durch das Fenster bringt :-))

Schlecht zu kalibrieren, deshalb nur als Differenzmelder zu gebrauchen. Die meist vorgesetzte Fresnellinse hat mehrere Brennpunkte, so dass, wenn du da vorübergehst, mehrere "Focusse" nacheinander die beiden Sensoren überstreichen, was ein odentliches Flattern des Ausgangssignales bewirkt.

Ich wollte damit mal eine Wärmebildkamera nach dem Scan-Prinzip basteln, ist aber an der geringen Grenzferquenz 3..10 Hz gescheitert.

Frank

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Frank Esselbach

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