Fehlerbehebung bei seltsamem Schaltungsverhalten… Fehlende Diode?

Ich habe diese Schaltung gebaut, um eine Tauchpumpe mit einem PIR-Sensor zu steuern.

Die Schaltung funktioniert wie erwartet (der PIR-Sensor aktiviert den Mosfet und schaltet die Pumpe ein), jedoch erst nach etwa 30 Sekunden ab dem ersten Einschalten der Stromversorgung. Davor verhält sich der Stromkreis fast zufällig - sobald die Stromversorgung eingeschaltet wird, läuft die Pumpe sofort etwa 10 Sekunden lang und schaltet sich dann einige Male zufällig ein und aus, nicht entsprechend der Ausgabe des Sensors.

Mein nur wenig gebildetes Gefühl ist, dass dies etwas mit Transienten oder dem Fehlen von Dioden in der Schaltung zu tun hat, so dass jeder Einblick, wie dies verbessert werden kann, willkommen wäre.

Link zum PIR-Sensor hier

Bearbeiten: Ich habe parallel zur Pumpe eine Flyback-Diode hinzugefügt, die zwar offensichtlich erforderlich war, aber das seltsame Startverhalten nicht geändert hat.

Dies ist kein seltsames Verhalten ... es ist das erwartete Verhalten! Die Pumpe wird die Ein- und Ausschalten genau in Übereinstimmung mit dem, was der PIR - Sensor ist , ausgibt.

Die ‚merkwürdige‘ Verhalten Sie sehen , ist völlig normal und für jede zu erwarten P assive I nfra R ed Sensor. Es ist ein unvermeidbares Artefakt, wie sie tatsächlich funktionieren.

PIR-Bewegungssensoren sind letztendlich Differenzverstärker für Infrarotstrahlung. Dies ist aus der Notwendigkeit heraus. Wenn man einen Bewegungsmelder herstellen würde, der einfach die Menge an Infrarotstrahlung auslöst, die auf einen einzelnen pyroelektrischen Detektor trifft, wäre er nicht einmal wirklich ein Bewegungsmelder. Es wäre einfach ein Detektor "Änderung der Durchschnittstemperatur innerhalb eines bestimmten Sichtfelds". Es löste jedes Mal aus, wenn die Sonne aufging und unterging, und viele Male im Laufe des Tages (und der Nacht) vom Fortschreiten von Sonne und Mond und davon, wie viel Licht völlig bewegungslose Dinge daran reflektierten. Und Bewegung würde nicht unbedingt die Durchschnittstemperatur verändern.

Die pyroelektrischen Detektoren der PIR-Sensoren sind also tatsächlich in zwei Erfassungsbereiche unterteilt, und normalerweise ist die Optik / Fresnellinse so geformt, dass jede "Hälfte" eine andere Hälfte des Sichtfelds sieht. Es handelt sich jedoch nicht um einen wörtlich geteilten Bildschirm, sondern die Teilung erfolgt verschachtelt durch die Optik. Ein 180 ° -Sichtfeld kann beispielsweise in 5-Grad-Scheiben unterteilt werden, die sich zwischen den beiden Sensoren abwechseln.

Jetzt, wo wir zwei Detektoren haben, können wir sie in einer Differentialanordnung an einen Operationsverstärker anschließen ... und plötzlich haben wir etwas viel Nützlicheres. Wir haben einen Differenzverstärker, aber für den Empfang von Infrarotenergie. Dinge wie die Temperatur, die aufgehende und sich bewegende Sonne, das ist alles Gleichtakt-Rauschen. Es ist etwas, das beiden Sensoren gemeinsam ist, und daher heben sich diese Signale gegenseitig auf. Jede Bewegung vor dem Hintergrund verändert jedoch die von jedem Sensor empfangene Strahlung ungleichmäßig und wird verstärkt und erfasst.

Mein Punkt ist, dass Ihr PIR-Sensor wirklich nur ein Differenzverstärker ist und Sie ihn als solchen behandeln müssen. Sie müssen also berücksichtigen, dass Ihr PIR-Sensor eine Einschwingzeit hat. Wenn Sie es einschalten, unterliegt es einer massiven schrittweisen Änderung der Eingänge, und sein Ausgang wird infolgedessen eine Zeit lang schwingen. Und dies ist ein sehr langsamer Verstärker, da er ähnliche Betriebszeitskalen wie Menschen hat. Im Allgemeinen dauert es 30 bis 60 Sekunden, bis sich ein PIR-Sensor gesetzt hat und sich der Ausgang stabilisiert hat. Die Logikschaltung ist in Mikrosekunden betriebsbereit, sodass der Ausgang unregelmäßig hoch und niedrig geht.

Eine andere Möglichkeit, darüber nachzudenken, besteht darin, dass der Sensor Zeit benötigt, um sich an das zu gewöhnen, was er sieht, bevor er tatsächlich erkennen kann, was sich bewegt und was nicht. Dies impliziert jedoch eine Art Schnappschuss oder Verarbeitung, in Wirklichkeit ist es einfach eine Einschwingzeit.

Dies geschieht in geringerem Maße, wenn auch eine Bewegung erkannt wird. Dies ist jedoch im Allgemeinen eine viel geringere Änderung, sodass die Schwingung schneller nachlässt. Es hört sich so an, als ob es wahrscheinlich eine Art One-Shot-Retriggering-Fensterlogik gibt (wie es bei diesen Bewegungsmeldern Standard ist), weshalb die Pumpe für Sekunden eingeschaltet und dann für Sekunden ausgeschaltet wird, bevor sie (halb zufällig) für eingeschaltet wird Noch ein paar Sekunden Fenster ... Denken Sie daran, dass jede Art von Transienten, die durch einen Mangel an Dioden verursacht werden könnten, zwischen Nanosekunden und Mikrosekunden liegen könnten, vielleicht sogar Millisekunden für einige böse induktive Dinge. Kein Transient wird diesen MOSFET 10 Sekunden lang einschalten. Der Mosfet macht einfach das, was der Ausgang des PIR-Sensors ihm sagt. Leider ist das (zumindest zuerst) Müll.

Wie Sie dies tatsächlich lösen, liegt ganz bei Ihnen und Ihrer spezifischen Situation. Der einfachste Weg ist die Akzeptanz. Akzeptieren Sie, dass sich die Pumpe beim Einschalten dieses Detektors zufällig einschaltet, aber verstehen Sie, warum dies geschieht und dass dies keine große Sache ist. Es sei denn, es ist eine große Sache (als ob Sie die Pumpe wirklich brauchen, um das nicht zu tun).

Wenn es eine große Sache ist, müssen Sie darauf verzichten, das Tor eines Mosfets direkt mit dem Ausgang des PIR-Sensors zu fahren. Es gibt wahrscheinlich eine elegantere Möglichkeit, dies zu tun, aber machen Sie einfach eine einfache 555-Verzögerungsschaltung, die hoch wird, nachdem die Schaltung etwa 60 Sekunden lang eingeschaltet wurde. Führen Sie dann den Ausgang der Verzögerungsschaltung sowie den Ausgang des PIR-Sensors in ein logisches UND-Gatter ein und treiben Sie den Mosfet vom Ausgang des Gatters an. Dies puffert auch den Ausgang des PIR-Sensors, der möglicherweise nicht für die Ansteuerung eines Mosfet-Gates geeignet ist.

Oder Sie könnten den Verzögerungskreis ein Relais steuern lassen, das die Stromschiene der Pumpe einschaltet. Auf diese Weise können Sie den Mosfet direkt vom PIR-Sensor aus ansteuern. Stellen Sie nur sicher, dass die Stromversorgung der Pumpe erst etwa 60 Sekunden nach dem Einschalten der PIR-Stromversorgung einrastet.

Wie auch immer, viele Möglichkeiten.

Oh, und während dies definitiv NICHT das Verhalten verursacht, das Sie sehen, ist dieser Pumpenmotor ein Motor, und jeder Motor ist ein verkleideter BFI (Big F *** ing Inductor). Bei BFIs, die ein- und ausgeschaltet werden, sollte immer eine Flyback-Diode antiparallel angeschlossen sein. Mit anderen Worten, umgekehrt über Ihre Pumpe. Es muss nicht groß sein, aber es sollte entweder sehr schnell sein oder einer hohen Spannung standhalten können oder beides. Die Verwendung eines 1N4007 (langsam, aber toleriert 1000 V kein Problem) oder eines 1N5819 (schnell genug, dass die Spitze nie die Chance hat, mehr als ein paar Volt zu erreichen), je nachdem, was einfacher ist, ist ausreichend. Oder verwenden Sie im Idealfall einen UF4007, die ultraschnelle Variante des 1N4007.

Ohne sie könnte Ihr MOSFET ein wenig explodieren.