shackspace wiki

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====== Bewegungsmelder AM312 ====== 
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Der AM312 ist ein pyroelektrischer Infrarot-Bewegungsmelder.

Er verzögert 2 Sekunden bis zum Einschalten und 2 Sekunden bis zum Ausschalten. 

Betriebsspannung des eigentlichen Elements beträgt 2.7 bis 3.3V. {{project:bewegungsmelder-am312:am312.pdf|AM312.pdf}}


Das Modul hat drei Anschlußpins: GND, +UB und OUT. 

Das Modul enthält einen Spannungsregler für das Element, daher beträgt die Betriebsspannung des Moduls  2.7V bis 12V.

Der Spannungsregler des Moduls hat zur Folge, dass der Pegel von OUT auf dessen Spannung begrenzt ist und nicht etwa der Betriebsspannung des Moduls folgt.

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OUT liefert einen Strom vom +/- 10 mA - für eine oder gar mehrere LEDs zu wenig. 

Es bietet sich zunächst an, OUT über einen Widerstand 56kOhm mit der Basis eines NPN-Transistors in Emitterschaltung zu verbinden, wobei der Emitter mit GND und der Kollektor mit 68 Ohm und einer weißen LED gegen +UB verbunden wird.

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Da die Verluste über die CE-Strecke bei einem Bipolartransistor erheblich sind, soll die Last mit einem MOSFET geschaltet werden. Vom Typ IRFZ44N sind noch eine Anzahl vorhanden, allerdings benötigt dieser 10 V Gatespannung um durchzuschalten.

Weil die Emitterschaltung das Signal invertiert, werden zwei davon kaskadiert, wobei 
die Emitter wieder mit GND und die Kollektoren mit 10kOhm gegen +UB verbunden werden. 

Weil zum einen der IRFZ44N eine Gatespannung von 10V benötigt und zum anderen 12V-LED-Strips 
benutzt werden sollen wird die Versorgungsspannung auf 12V erhöht.


Der Kollektor des zweiten Transistors wird mit dem Gate des IRFZ44N in Sourceschaltung verbunden.
Dessen Source liegt auf GND, an Drain wird das Leuchtmittel - ein kurzer 12V-LED-Strip gegen +UB - angeschlossen.

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Läuft. Trotzdem erscheinen 3 Widerstände und 2 Transistoren mehr als notwendig. 

Teile lassen sich einsparen durch Einsatz eines Komparators z.B. LM311:
  * AM312 out verbinden mit dem invertierenden Eingang des Komparators
  * Am nicht invertierenden Eingang des Komparators ca. 1-2V anlegen.
  * Out des Komparators mit dem Gate des MOSFETs verbinden.

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Hinzu kommt: die Haltezeit des Moduls von zwei Sekunden soll verlängert werden. 
Der Einsatz des Komparators macht das einfach:
  * Ein Kondensator zwischen invertierendem Eingang des Komparators und GND speichert Ladung.
  * Eine Diode zwischen dem Output des Sensormoduls und dem invertierendem Eingang des Komparators läßt beim Wechseln von low auf high den Ladestrom den Kondensator sehr schnell aufladen. 
  * Beim Wechsel von high auf low verhindert sie dagegen dessen Entladung über den Output des Sensormoduls. Der Kondensator wird dann langsam durch den Eingangswiderstand des Komparators entladen, bis seine Spannung unter die am nicht invertierendem Eingang des Komparators fällt. Dann erst schaltet der Komparator selbst wieder auf low.

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Schliesslich sind noch folgende Ergänzungen erforderlich:
  * der Ladestrom des Kondensators soll begrenzt werden, um den Output des Sensormoduls nicht zu überlasten. Das erledigt ein Widerstand mit 330 Ohm in Serie mit der Diode.
  * der Emitters der Ausgangsstufe des Komparators erhält 1MOhm gegen Masse als Arbeitswiderstand.

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Ziel & Plan:
  * Schaltung mit 12V betreiben
  * 12V LED-Strips damit ansteuern
  * Anzahl Bauteile reduzieren
  * Haltezeit verlängern.

Doku:
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  * {{https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm211.pdf|LM311}}
  * {{https://www.infineon.com/dgdl/Infineon-IRFZ44N-DataSheet-v01_01-EN.pdf?fileId=5546d462533600a40153563b3a9f220d|IRFZ44N}}