Necesito ayuda para conectar PIR a LED

Tengo un sensor de movimiento Panasonic Pir (AMN34112).

Quiero conectarlo a un LED para que el LED se encienda cuando el sensor detecte movimiento. Necesito ayuda para asegurarme de no destruir el PIR.

La documentación PIR incluye un diagrama de cableado:

Diagrama de cableado

El sensor tiene salida digital:

Vout = Vdd - 0,5, donde Vdd es el voltaje de entrada (operativo) y debe estar en el rango de 3 a 6 V.

La corriente de salida al detectar es max Iout = 100 uA.

Así es como planeo cablear las cosas:

ingrese la descripción de la imagen aquí

Donde la batería es de 9 V.

esto funcionara?

¿Cuáles deberían ser los valores de las resistencias R1 ... R5?

El LED tendrá una caída de 2 V => caída de voltaje en R1: 7 V. Debería funcionar una corriente a través del LED de 10 mA. R1 = 7 V / 10 mA = 700 ohmios.

R4 y R5 deben formar un divisor de voltaje para que el voltaje a través del PIR esté dentro del rango válido. Eligiendo Vdd = 4,5 V => R4 = R5.

El PIR está especificado para usar 1 uA, por lo que puedo elegir valores R altos.

Por ejemplo, R4 = R5 = 820 kOhm?

Esto conduciría a una corriente máxima a través de PIR de: I = 4,5 V / 820 k Ohm = 5 u A.

R2 restringe la salida de corriente del PIR. Eligiendo Iout = 1/2 máx.:

R2 = 4,5 V / 50 uA = 90 kOhmios. Entonces, ¿100 kOhm deberían funcionar?

R2 y R3 forman otro divisor de voltaje.

Para poner el transistor (BC548 B) en modo de saturación Vbe > 0,7 V. Sin embargo, ¿perjudica al transistor si Vbe = 4,5 V? Solo para asegurarme de que podría usar R3 = 330 k Ohm.

Aquí está la etapa del amplificador de 1 transistor que he usado hasta ahora. El PIR se modela como una fuente de 4 V CC:

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Respuestas (1)

Veo que no ha habido respuestas hasta ahora. Así que añadiré algo, al menos. Espero que nada de eso sea dañino, espero, y quizás algo de eso sea útil.

El dispositivo del que está hablando tiene algunas especificaciones que también puedo enumerar:

  • Tensión de alimentación, V DD , debe estar entre 3 V y 6 V .
  • La corriente de espera es 170 m A .
  • La salida es digital.
  • La corriente de suministro de salida es 100 m A .
  • El voltaje de salida, a la corriente de suministro anterior, es V DD 500 mV
  • Hasta 30 s tiempo de detección.
  • 10 metro rango.

La corriente total máxima requerida, siempre que tenga en cuenta los detalles anteriores, es la corriente de reserva más la corriente de suministro de salida que puede exigirle. También puede usar sus cifras como punto de partida, así que: I DD 170 m A + 100 m A , o en resumen, I DD 270 m A . Supongamos el peor de los casos de I DD = 300 m A .

Aquí hay dos hojas de datos para un estándar 9 V pila alcalina: Duracell 9V y Energizer . Al leer estos, y considerando el área aproximada de su carga, encuentro que estos detalles probablemente se aplican:

  • Aproximadamente una impedancia de salida de aproximadamente 1.5 Ω .
  • Voltaje de arranque (fresco) de quizás un poco más de 9 V , declinando a quizás 7.5 V al final de su vida.

Es una buena noticia que su dispositivo PIR tenga una amplia gama para V DD , porque eso le permite usar el 9 V batería por más tiempo. También es una buena noticia que los requisitos actuales sean pequeños. Por supuesto, su LED ahora domina estos requisitos, ya que estos generalmente requieren 10 mamá o más. (Para una mayor duración de la batería, es posible que desee considerar los LED que solo necesitan aproximadamente 2 mamá .)

Para una fuente de alimentación relativamente estable que proporcione solo las necesidades del dispositivo PIR (no el LED), en realidad puede considerar la idea de un divisor de resistencia + BJT (esto es inusual, pero la carga es liviana, por lo que es posible) o bien una resistencia + zener + BJT. (El zener sería mejor. Pero en este caso, no es necesario).

Simplifiquemos las cosas y evitemos tener que encontrar un zener (o usar un BJT de modo que su unión base-emisor se use como un zener) y simplemente usemos una disposición de divisor de resistencia.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

R 1 y R 2 presentar una impedancia efectiva de 50 k Ω a la mitad del voltaje de la batería. Dado que la batería puede oscilar entre 7.5 V a 9 V , esto significa que el voltaje del divisor varía de 3.75 V a alrededor 4.5 V , menos ajustes para la corriente base de q 1 . Dado que no esperamos más que alrededor 300 m A cargar y podemos esperar que q 1 está en su modo activo, esperamos una corriente base de no más de 3 m A . El divisor tendrá al menos 7.5 V 200 k Ω = 37.5 m A fluyendo en él. Más que suficiente para manejar las variaciones de corriente base de 1 m A a 3 m A para q 1 .

R 4 actúa como un desplegable. es débil Pero dados los lentos tiempos de PIR, no creo que esto sea un gran problema. R 4 solo se hundirá 7 9 m A . Así que creo que esto es más que tolerable. Deja la mayor parte de la corriente de cumplimiento disponible para impulsar el resto del circuito.

El resto del circuito está diseñado para proporcionar una corriente fija para el LED. he arreglado R 3 proporcionar sobre 10 mamá para el LED. Esto significa que solo necesitamos aproximadamente 100 m A (o menos) disponible en la base de q 3 . Y dado que el dispositivo PIR supuestamente puede manejar tanto, debería estar bien (si tal vez en los límites).

Los problemas restantes serán la variación de V SER para q 2 , lo que puede ser un poco preocupante ya que su corriente de colector puede variar en un amplio rango dinámico. Pero creo que esto estará bien para la aplicación. (Una solución podría ser agregar otro BJT. Pero no me molestaría, en este momento).

Esto está un poco al borde de las especificaciones. Pero creo que te funcionará bien. Le daría una oportunidad en un protoboard y vería si funciona. Probablemente funcionará bien.


Al leer sus comentarios a continuación sobre el uso de solo un BJT en el lado de salida, agrego este esquema con fines ilustrativos (no como un enfoque recomendado).

esquemático

simular este circuito

Sospecho que puede haber probado ese esquema. Si es así, no es un buen enfoque ya que varias cosas ahora no están administradas. Pero si funciona lo suficientemente bien para usted, entonces no voy a discutir con algo que está feliz de usar. Simplemente no es un buen diseño. Incluso agregar una resistencia en serie al LED no lo hace bueno, ya que su hoja de datos PIR no sugiere que pueda generar suficiente corriente para que funcione bien. Así que toda la idea no es sabia. Pero no puedo discutir, si te gusta lo que tienes.

¡Gracias jonk! ¿Tengo razón al entender que lo que necesito es un "búfer de corriente" para la etapa del amplificador? ¿El menú desplegable es para evitar que el LED parpadee accidentalmente cuando la señal de salida = 0 debido a la "salida flotante"? En mi publicación hablé del divisor de voltaje, pero este no funciona con carga. ¿La etapa de entrada al PIR se llama "regulador de voltaje"?
@Andy (1) Sí, R 4 es necesario ya que la salida parece estar activa-HI e inactiva, de lo contrario. No hundirá la corriente. Pero es fuente de corriente. (2) Sí, sé que su intento de usar un divisor no funcionó. Pero agregué un BJT al divisor de voltaje. Esto es probablemente necesario. No lo intentaste, así que lo agregué. Debería funcionar, si usa el BJT. ¿De lo contrario? No.
¡Tengo esto funcionando ahora! Usé su regulador de voltaje y baje, pero solo usé 1 transistor como amplificador de salida digital. Desafortunadamente, no entiendo su amplificador de 2 transistores. Para mí, parece que Q2 es una conexión corta. También modelé el PIR como una fuente de 4V en un simulador de circuito y obtuve una conexión corta a través de Q2.
@Andy Si está satisfecho con su solución 1 BJT, eso es genial. La razón para usar 2 es limitar la corriente del LED. R3 establece la corriente en aproximadamente 680 mV/68 ohmios o 10 mA. Hace esto porque Q2 monitorea la corriente a través de R3 y "hunde" el exceso de corriente de base que no debería llegar a Q1. Con solo un BJT, sospecho que no está limitando la corriente a menos que haya agregado una resistencia a su LED. Dibujaré un diagrama de eso, para mostrarles lo que quiero decir.
@Andy lo he agregado. De cualquier manera, si esto satisface sus necesidades y siente que tiene una respuesta ahora, puede obtener algunos puntos por seleccionar esta respuesta como "la respuesta". Pero hazlo solo si sientes que has terminado con la pregunta y no estás interesado en ver respuestas adicionales. Eso depende de ti.
Pero, ¿qué limita la corriente a través de Q2 en su diseño? No hay resistencia de PIR a tierra a través de Q2. ¿No causaría esto que la corriente que sale del PIR se volviera extremadamente grande, arruinando así el PIR?
Agregué una resistencia de 1 k Ohm entre el emisor y la tierra. El LED consume 2,6 mA. Suponiendo una ganancia de 100 x, eso significaría una corriente de 26 uA de PIR.
Agregué un esquema de la amplificación de 1 transistor que estoy usando a mi pregunta. Los valores de corriente simulados no están muy lejos de los medidos. Usé un transistor genérico en la simulación con ganancia = 100.
@Andy Gracias por esa aclaración. Honestamente, no tenía idea de lo que estabas intentando. Sí, si usa un solo BJT como emisor seguidor de una fuente de voltaje de baja impedancia en la base, entonces el BJT podrá usar una resistencia de emisor para limitar la corriente de manera predecible. El problema (tal como lo veo) es que ya sabe con certeza que la salida PIR NO es una fuente de voltaje de baja impedancia. Su circuito de ejemplo utiliza un "modelo" completamente inadecuado para la salida PIR. Así que realmente no se aplica bien.
Gracias por tu ayuda Jonk. Creí que la salida del PIR se comportaba como una fuente de voltaje de baja impedancia con un "fusible" incorporado que haría que el PIR se destruyera una vez que la corriente excediera los 100 uA. Ahora entiendo que se comporta como un mosfet con una impedancia de 5 k ohmios y que los 100 uA no son una amenaza para explotar el PIR sino una promesa de no dejar caer el voltaje con más de 0,5 V por cada 100 uA procedente del PIR. El PIR no necesita protección de corriente máxima, en cambio, el LED sí.
También he simulado su diseño y parece agradable. Consume 12,4 mA cuando detecta, de los cuales 10,4 mA pasan por el LED. Creo que lo implementaré.