Auswerteschaltung für Mikrowellen-Sensor

B E D I E N U N G S A N L E I T U N G
Auswerteschaltung für
Mikrowellen-Sensor
Best.-Nr.: 11 51 00
Lieferung erfolgt ohne Mikrowellen-Sensor
Impressum
Diese Bedienungsanleitung ist eine Publikation der Conrad Electronic GmbH,
Klaus-Conrad-Straße 1, D-92240 Hirschau.
Alle Rechte einschließlich Übersetzung vorbehalten. Reproduktionen jeder Art,
z. B. Fotokopie, Mikroverfilmung, oder die Erfassung in EDV-Anlagen, bedürfen
der schriftlichen Genehmigung des Herausgebers.
Nachdruck, auch auszugsweise, verboten.
100 %
Recyclingpapier.
Chlorfrei
gebleicht.
Diese Bedienungsanleitung entspricht dem technischen Stand bei Drucklegung. Änderung in Technik und Ausstattung vorbehalten.
Nachdruck mit freundlicher Genehmigung des ELECTRONIC ACTUELL Magazins.
© Copyright 1998 by Conrad Electronic GmbH. Printed in Germany.
*243-08-98/04-M
4 016138 115109
Wichtig! Unbedingt lesen!
Bei Schäden, die durch Nichtbeachtung der Bedienungsanleitung
entstehen, erlischt der Garantieanspruch. Für Folgeschäden, die
daraus resultieren, übernehmen wir keine Haftung.
Weitergabe des Gerätes alle Begleitpapiere mitzuliefern und
auch seinen Namen und seine Anschrift anzugeben. Geräte, die
aus Bausätzen selbst zusammengestellt werden, sind sicherheitstechnisch wie ein industrielles Produkt zu betrachten.
Betriebsbedingungen
Inhaltsverzeichnis
Seite
Betriebsbedingungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
• Der Betrieb der Baugruppe darf nur an der dafür vorgeschriebenen Spannung erfolgen.
Sicherheitshinweis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
• Bei Geräten mit einer Betriebsspannung ≥ 35 Volt darf die
Endmontage nur vom Fachmann unter Einhaltung der VDEBestimmungen vorgenommen werden.
Produktbeschreibung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
• Die Betriebslage des Gerätes ist beliebig.
Bestimmungsgemäße Verwendung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Schaltungsbeschreibung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Technische Daten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Allgemeiner Hinweis zum Aufbau einer Schaltung . . . . . . . . 19
Lötanleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
1. Baustufe I
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Schaltplan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
Bestückungsplan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
2. Baustufe II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
Checkliste zur Fehlersuche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
Störung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
Garantie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
Hinweis
Derjenige, der einen Bausatz fertigstellt oder eine Baugruppe
durch Erweiterung bzw. Gehäuseeinbau betriebsbereit macht,
gilt nach DIN VDE 0869 als Hersteller und ist verpflichtet, bei der
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• An der Baugruppe angeschlossene Verbraucher dürfen eine Anschlußleistung von insgesamt max. 1250 VA nicht überschreiten!
• Bei der Installation des Gerätes ist auf ausreichenden Kabelquerschnitt der Anschlußleitungen zu achten!
• Die angeschlossenen Verbraucher sind entsprechend den VDEVorschriften mit dem Schutzleiter zu verbinden bzw. zu erden.
• Die zulässige Umgebungstemperatur (Raumtemperatur) darf
während des Betriebes 0° C und 40° C nicht unter-, bzw. überschreiten.
• Das Gerät ist für den Gebrauch in trockenen und sauberen
Räumen bestimmt.
• Bei Bildung von Kondenswasser muß eine Akklimatisierungszeit von bis zu 2 Stunden abgewartet werden.
• Ein Betrieb des Gerätes im Freien bzw. in Feuchträumen ist unzulässig!
• Es ist ratsam, falls der Baustein starken Erschütterungen oder
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Vibrationen ausgesetzt werden soll, diesen entsprechend gut
zu polstern. Achten Sie aber unbedingt darauf, daß sich Bauteile auf der Platine erhitzen können und somit Brandgefahr
besteht, wenn brennbares Polstermaterial verwendet wird.
• Das Gerät ist von Blumenvasen, Badewannen, Waschtischen
und allen Flüssigkeiten fernzuhalten.
• Eine Reparatur des Gerätes darf nur vom Fachmann durchgeführt werden!
• Das Gerät ist nach Gebrauch stets von der Versorgungsspannung zu trennen!
• Schützen Sie diesen Baustein vor Feuchtigkeit, Spritzwasser
und Hitzeeinwirkung!
• Dringt irgendeine Flüssigkeit in das Gerät ein, so könnte es dadurch beschädigt werden. Sollten Sie irgendwelche Flüssigkeiten in, oder über die Baugruppe verschüttet haben, so muß das
Gerät von einem qualifizierten Fachmann überprüft werden.
• Das Gerät darf nicht in Verbindung mit leicht entflammbaren
und brennbaren Flüssigkeiten verwendet werden!
Bestimmungsgemäße Verwendung
• Baugruppen und Bauteile gehören nicht in Kinderhände!
• Die Baugruppen dürfen nur unter Aufsicht eines fachkundigen
Erwachsenen oder eines Fachmannes in Betrieb genommen
werden!
• In gewerblichen Einrichtungen sind die Unfallverhütungsvorschriften des Verbandes der gewerblichen Berufsgenossenschaften für elektrische Anlagen und Betriebsmittel zu beachten.
• In Schulen, Ausbildungseinrichtungen, Hobby- und Selbsthilfewerkstätten ist das Betreiben von Baugruppen durch geschultes Personal verantwortlich zu überwachen.
• Betreiben Sie die Baugruppe nicht in einer Umgebung, in welcher brennbare Gase, Dämpfe oder Stäube vorhanden sind
oder vorhanden sein können.
• Falls das Gerät einmal repariert werden muß, dürfen nur
Original-Ersatzteile verwendet werden! Die Verwendung abweichender Ersatzteile kann zu ernsthaften Sach- und Personenschäden führen!
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Der bestimmungsgemäße Einsatz des Gerätes ist das berührungslose Erfassen von Bewegungen und davon abhängige Schalten
von Lasten mit einer Schaltspannung von max. 250/440 V~ und
einem Dauerstrom von max. 6 A.
Ein anderer Einsatz als vorgegeben ist nicht zulässig.
Sicherheitshinweis
Beim Umgang mit Produkten, die mit elektrischer Spannung in
Berührung kommen, müssen die gültigen VDE-Vorschriften beachtet werden, insbesondere VDE 0100, VDE 0550/0551, VDE 0700,
VDE 0711 und VDE 0860.
• Vor Öffnen eines Gerätes stets den Netzstecker ziehen oder sicherstellen, daß das Gerät stromlos ist.
• Bauteile, Baugruppen oder Geräte dürfen nur in Betrieb genommen werden, wenn sie vorher berührungssicher in ein
Gehäuse eingebaut wurden. Während des Einbaus müssen sie
stromlos sein.
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• Werkzeuge dürfen an Geräten, Bauteilen oder Baugruppen
nur benutzt werden, wenn sichergestellt ist, daß die Geräte
von der Versorgungsspannung getrennt sind und elektrische
Ladungen, die in den im Gerät befindlichen Bauteilen gespeichert sind, vorher entladen wurden.
• Spannungsführende Kabel oder Leitungen, mit denen das
Gerät, das Bauteil oder die Baugruppe verbunden ist, müssen
stets auf Isolationsfehler oder Bruchstellen untersucht werden.
Bei Feststellen eines Fehlers in der Zuleitung muß das Gerät
unverzüglich aus dem Betrieb genommen werden, bis die
defekte Leitung ausgewechselt worden ist.
• Bei Einsatz von Bauelementen oder Baugruppen muß stets auf
die strikte Einhaltung der in der zugehörigen Beschreibung
genannten Kenndaten für elektrische Größen hingewiesen
werden.
• Wenn aus einer vorliegenden Beschreibung für den nichtgewerblichen Endverbraucher nicht eindeutig hervorgeht, welche elektrischen Kennwerte für ein Bauteil oder eine Baugruppe gelten, wie eine externe Beschaltung durchzuführen
ist oder welche externen Bauteile oder Zusatzgeräte angeschlossen werden dürfen und welche Anschlußwerte diese
externen Komponenten haben dürfen, so muß stets ein Fachmann um Auskunft ersucht werden.
• Es ist vor der Inbetriebnahme eines Gerätes generell zu prüfen,
ob dieses Gerät oder Baugruppe grundsätzlich für den Anwendungsfall, für den es verwendet werden soll, geeignet ist!
Im Zweifelsfalle sind unbedingt Rückfragen bei Fachleuten,
Sachverständigen oder den Herstellern der verwendeten Baugruppen notwendig!
wir für Schäden, die daraus entstehen, keinerlei Haftung übernehmen.
• Bausätze sollten bei Nichtfunktion mit einer genauen Fehlerbeschreibung (Angabe dessen, was nicht funktioniert...
denn nur eine exakte Fehlerbeschreibung ermöglicht eine einwandfreie Reparatur!) und der zugehörigen Bauanleitung
sowie ohne Gehäuse zurückgesandt werden. Zeitaufwendige
Montagen oder Demontagen von Gehäusen müssen wir aus
verständlichen Gründen zusätzlich berechnen. Bereits aufgebaute Bausätze sind vom Umtausch ausgeschlossen. Bei
Installationen und beim Umgang mit Netzspannung sind unbedingt die VDE-Vorschriften zu beachten.
• Geräte, die an einer Spannung ≥ 35 V betrieben werden, dürfen nur vom Fachmann angeschlossen werden.
• In jedem Fall ist zu prüfen, ob der Bausatz für den jeweiligen
Anwendungsfall und Einsatzort geeignet ist bzw. eingesetzt
werden kann.
• Die Inbetriebnahme darf grundsätzlich nur erfolgen, wenn die
Schaltung absolut berührungssicher in ein Gehäuse eingebaut ist.
• Sind Messungen bei geöffnetem Gehäuse unumgänglich, so
muß aus Sicherheitsgründen ein Trenntrafo zwischengeschaltet werden, oder, wie bereits erwähnt, die Spannung über ein
geeignetes Netzteil, (das den Sicherheitsbestimmungen entspricht) zugeführt werden.
• Alle Verdrahtungsarbeiten dürfen nur im spannungslosen Zustand ausgeführt werden.
• Bitte beachten Sie, daß Bedien- und Anschlußfehler außerhalb
unseres Einflußbereiches liegen. Verständlicherweise können
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Produktbeschreibung
Das berührungslose Erfassen von Bewegungsvorgängen drängt
sich immer mehr in den Vordergrund. Man denke nur an die vielen Türautomaten, Sanitäranlagen, Beleuchtungssteuerungen und
Alarmanlagen. Mikrowellensensoren haben gegenüber anderen
Bewegungssensoren den Vorteil der Temperaturabhängigkeit.
Mikrowellen durchdringen Holz, Glas, Kunststoffabdeckungen,
dünne Wände und keramische Werkstoffe nahezu verlustlos und
lassen somit eine vom Benutzer unsichtbare Montage zu - ein
großer Vorteil gegenüber IR-Sensoren. Ein weiterer Vorteil ist die
Möglichkeit des sabotagesicheren Einbaus, der in Verbindung
mit Alarmanlagen ein Optimum an Sicherheit bietet.
Schaltungsbeschreibung
Die Vorteile
Gegenüber den auf Infrarot-Basis arbeitenden Passiv-Detektoren
hat der Mikrowellensensor den Vorteil, daß er schon auf die
bloße Bewegung reagiert; er ist von der Temperatur unabhängig, und es kann daher systembedingt nicht zum Versagen kommen, wenn das Objekt eine zu geringe Temperaturdifferenz zur
Umgebung aufweist. Damit lassen sich auch von leblosen
Objekten Schaltvorgänge ableiten, z. B. für einen Türöffner im
Krankenhaus, wenn Metallbetten durch den Flur geschoben werden.
Mikrowellen durchdringen Holz, Kunststoffe und Keramik nahezu verlustlos und bis zu einer gewissen Dicke sogar Mauerwerk,
so daß der Sensor nicht einmal optischen Kontakt zum Objekt
haben muß, auf das er reagiert!
Der Empfindlichkeitsbereich ist eine homogene Keule und
besteht nicht aus einzelnen Strahlen, wie sie sich beim IRDetektor durch die vorgelagerte Optik ergeben.
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Das Funktionsprinzip
Ein Hochfrequenz-Oszillator erzeugt Schwingungen im Bereich
von ca. 10 GHz (Mikrowellen), die in eine bestimmte Richtung abgestrahlt werden. Sobald sich im Ansprechbereich von ca. 5…8 m
ein Objekt bewegt, wird die HF reflektiert. Aufgrund des
Doppler-Effektes erfährt das ursprüngliche Signal dabei eine
Frequenzverschiebung; die Differenz ist umso größer, je schneller sich das Objekt bewegt und/oder je höher die abgestrahlte
Frequenz ist.
Diese Dopplerverschiebung funktioniert mit elektromagnetischen Wellen aller Frequenzen, also auch im Hörbereich oder
beim sichtbaren Licht. Um allerdings noch sehr langsame Bewegungsgeschwindigkeiten mit vertretbarem Aufwand zu erfassen,
muß man auf eine sehr hohe Sendefrequenz zurückgreifen
(daher die Mikrowellen).
Die Berechnungsgrundlage
Um eine möglichst große Dopplerverschiebung zu bekommen
(d.h. einen großen Unterschied zwischen fd und fo), muß entweder das Verhältnis zwischen Objektgeschwindigkeit v und
Lichtgeschwindigkeit c (= 3 •108 m/s) möglichst groß sein, oder
man muß eine sehr hohe Sendefrequenz wählen, um auch noch
langsame Bewegungen detektieren zu können.
Nehmen wir für fo einmal 1010 Hz (= 10 GHz) an und unterstellen
nur eine Abweichung von 1 Hz zwischen ausgesendeter und reflektierter Frequenz (das ist der zehnmilliardste Teil von 1010 Hz!),
dann dürfte v ein Zehnmilliardstel der Lichtgeschwindigkeit c
(= 3 • 108 m/s) betragen.
Anders ausgedrückt: Bei einer Objektgeschwindigkeit von 0,03 m/s
(das ist die Lichtgeschwindigkeit geteilt durch 1010) und einer
Sendefrequenz von 10 GHz kommt es gerade zu einer Dopplerverschiebung von 1 Hz!
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Da die Auswerteschaltung eine Bandbreite von 2…750 Hz hat,
muß sich das Objekt aber mindestens mit 0,06 m/s bewegen,
damit der „Doppler“ 2 Hz erreicht; die Bewegung darf aber auch
nicht schneller sein als 22 m/s, damit die Dopplerverschiebung
die obere Bandgrenze von 750 Hz nicht überschreitet.
Damit erreichen wir die angegebenen Ansprechgrenzen von ca.6 cm/s
bis 80 km/h, die von der Objektgröße weitgehend unabhängig
sind (es muß nur ein genügend großer Reflexionsanteil zurückkommen).
Sie sehen aber gleichzeitig, daß man bei der Oszillatorfrequenz
so hoch ’rangehen muß, um überhaupt ein auswertbares Dopplersignal zu erhalten!
Die Gesundheit
Mikrowellen sind nicht grundsätzlich schädlich, sondern sie
führen primär zur Erwärmung von Gewebe. Beim Garen im
Mikrowellenherd macht man sich das zunutze, braucht dazu
allerdings einige hundert Watt. Die Strahlenschutzkommission
läßt bei der Leckstrahlung aus Mikrowellenherden noch 5 mW
pro Quadratzentimeter als völlig unbedenklich zu. Die abgestrahlte Leistung des verwendeten Mikrowellensensors beträgt
aber nur 1 mW, was damit außerhalb jeder Diskussion um mögliche Gesundheitsgefährdungen liegt.
Die Telekom
Bei dem Sensor handelt es sich um einen lupenreinen Höchstfrequenzoszillator, für dessen Betrieb eine Postzulassung erforderlich ist. Diese wurde in Deutschland als allgemeine Betriebsgenehmigung erteilt (FTZ-Nr. AGB 121; in der Schweiz: PTT-Nr.
BAKOM 92 1340 H.P.), so daß der Einsatz dieses Sensors genehmigungs- und gebührenfrei ist.
Bei dem Modul SMX-1 handelt es sich im Prinzip um einen Bewe-
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gungssensor, der die Dopplerverschiebung eines hochfrequenten
Dauerstrichsignals auswertet.
Im Inneren ist eine HF-Multilayer-Teflonplatine enthalten, die
mit einem dielektrischen Resonator, einem GaAs-Feldeffekttransistor und Schottky-Dioden bestückt ist. Die gesamte Einheit
ist hermetisch gekapselt in einem Alu-Druckgußgehäuse untergebracht.
Die vom Resonator erzeugte Frequenz wird über eine frontseitige Patch-Antenne abgestrahlt, die auch zum Empfang der reflektierten Signale dient. Der über den FET entkoppelte Diodenmischer bildet das Differenzsignal aus Sende- und Empfangsfrequenz; eine Differenz tritt nur dann auf, wenn das reflektierte
Signal aufgrund der Objektbewegung eine Dopplerverschiebung
erfahren hat. Im Ruhezustand ist am Ausgang eine Gleichspannung auswertbar.
Die Sendefrequenz beträgt typisch 9,35 GHz (9,33…9,37 GHz),
und die abgestrahlte Leistung (EIRP) liegt typisch bei 0 dBm
(maximal +2 dBm). Damit liegt die Mikrowellenleistung um das
20…100fache unter dem Wert, den andere handelsübliche
Mikrowellensensoren erreichen. Hinter dem Kürzel EIRP verbirgt
sich die Equivalent Isotropic Radiated Power, die sich aus dem
Produkt der Sendeleistung am Antenneneingang und dem
Antennengewinn errechnet.
Die in die Antenne eingespeiste Leistung PS läßt sich aus den
elektrischen Parametern ermitteln, und der Antennengewinn GA
ist eine Vergleichszahl, die den Leistungszuwachs gegenüber
einem Normalstrahler (kugelförmige Isotropantenne) angibt.
Liegen beide Größen in dB vor, braucht man sie nur zu addieren,
um auf die EIRP zu kommen. Im vorliegenden Fall sind PS = -5 dBm
und GA = 5 dB, so daß man für die abgestrahlte Leistung auf den
angegebenen Wert von 0dBm kommt (das ist definitionsgemäß
1 mW).
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Die Frequenzstabilität ist im Temperaturbereich von -20…+60°C
besser als ±6 MHz, und der Versorgungsspannungdurchgriff liegt
bei Einspeisung von 8…15 V bei maximal ±100 kHz. Diese Werte
haben zusammen mit dem niedrigen Oberwellen-Anteil und der
geringen Ströfrequenzerzeugung zur allgemeinen Postzulassung
geführt.
flop IC2 mit Ansteuertransistor T1 und Relaistreiber T2 wird
direkt von der externen Speisespannung versorgt, die typischerweise 12 V beträgt. Dieser Eingangsteil wird von den Kondensatoren C10/C11 gesiebt, wobei der Festspannungsregler und das
Monoflop noch einmal eigene Entstörkondensatoren bekommen haben (C7 bzw. C9).
Der Ausgang der mit dem Sensor festverbundenen Schaltung liefert im Ruhezustand einen Gleichpegel von +2,5 V. Der vorgeschaltete Bandpaß verstärkt den vom Mischer gelieferten
Wechselanteil ca. 1000fach; die Bandbreite dieses Schaltungsteils
beträgt 2…750 Hz. Die Größe des ausgangsseitigen Wechselspannungssignals wird außer von der Objektgeschwindigkeit
auch von dessen Größe und Beschaffenheit beeinflußt.
Damit Schwankungen der Versorgungsspannung ohne Einfluß
auf die Auswerteschaltung bleiben, liegt der Vorverstärker IC1
an der vom Festspannungsregler IC3 stabilisierten 9-V-Spannung;
auch dieser OpAmp ist mit einem eigenen Stützkondensator (C6)
entkoppelt. Diese Vorstabilisierung der Sensor-Versorgungsspannung wirkt sich positiv auf dessen Verhalten aus (Frequenzstabilität), auch wenn dieser Einfluß bauartbedingt nur gering ist .
Der Sensor kann mit Gleichspannungen im Bereich von 8…15 V
gespeist werden; bei 9 V Eingangsspannung beträgt die Stromaufnahme 25 mA, was für einen Oszillator dieses Frequenzbereichs ein sehr günstiger Wert ist. Auf die Einschwingzeit dieses
HF-Oszillators ist es zurückzuführen, daß die Schaltung erst vier
Sekunden nach dem Anlegen der Versorgungsspannung betriebsbereit ist.
Der Oszillator im Mikrowellensensor erzeugt ein DauerstrichAusgangssignal (CW) mit 9,35 GHz. Durch die Bündelung der
Antenne entsteht eine keulenförmige Abstrahlcharakteristik mit
einem Öffnungswinkel von ca. ±20°; zu den Seiten hin nimmt die
Empfindlichkeit ab, erfaßt aber immerhin noch einen Winkel von
±60°.
Beim Einsatz ist ferner darauf zu achten, daß keine Strörfrequenzen einstreuen, die eine Dopplerverschiebung vortäuschen
(z.B. Einkopplung des Netzbrumms von Leuchtstoffröhren).
Sobald sich in diesem Bereich ein Objekt bewegt, erfahren die
reflektierten Anteile des ausgesendeten Signals eine Frequenzverschiebung, die in erster Linie von der Bewegungsgeschwindigkeit abhängt (ein wenig auch von der Beschaffenheit des
Reflektors).
Die Auswerteschaltung
Die Schaltung gliedert sich funktionell in drei Teile: Das ist
erstens der Digital- und Leistungsteil, zweitens der einstellbare
Vorverstärker und drittens das Modul mit dem MikrowellenSender/Empfänger.
Entsprechend dieser Aufgabenteilung haben wir auch die
Schaltungsteile sorgfältig voneinander entkoppelt. Das Mono-
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Nach Filterung und Vorverstärkung kommt das Differenzsignal
am Sensorausgang an, wo mit dem Koppelkondensator C1 nur
der Wechselanteil abgenommen wird.
Da dem Signal ständig ein Rauschanteil überlagert ist, muß es
vor der Auswertung noch einmal gefiltert werden. Dies erfolgt in
der ersten Stufe im IC1.1. Bei diesem selektiven Verstärker ist mit
dem Poti P1 der Verstärkungsfaktor in weiten Grenzen einstell-
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bar. Damit ergibt sich vom Verhalten her eine Empfindlichkeitseinstellung, weil zu geringe Ausgangssignale die nachfolgende
Stufe nicht mehr triggern können.
(an -Trig) oder positiven Flanke (an +Trig). Zum Umkippen muß
sich allerdings der jeweils nicht benutzte Triggereingang in Ruhelage befinden:
Der Kondensator C3 im Rückkopplungszweig sorgt für einen
integralen Anteil (Abschneiden der Rauschanteile), während die
untere Grenzfrequenz vom Elko C2 bestimmt wird, der Teil des
Spannungsteilers P1+R3/R4 ist.
Bei Ansteuerung über -Trig muß +Trig auf LOW liegen, und bei
Ansteuerung über +Trig muß sich -Trig auf HIGH befinden. Wenn
diese Bedingung nicht erfüllt ist, bleibt der betreffende Triggerimpuls ohne Auswirkung. Damit hat man gleich einen Nebeneffekt gewonnen:
Wenn Sie mit den Grundschaltungen des Operationsverstärkers
vertraut sind, dann erkennen Sie in IC1.2 einen nichtinvertierenden Schmitt-Trigger wieder. Im Prinzip ist das ein Verstärker, bei
dem die Rückführung vom Ausgang nicht als Gegenkopplung,
sondern als Mitkopplung ausgeführt ist. Dadurch entsteht eine
Hysterese, die den vom Filter IC1.1 nicht beseitigten „Schmutz“
unterdrückt.
Die Größe dieses Totbereichs ergibt sich aus dem Verhältnis von
R5/R8 (= 0,01), multipliziert mit dem Ausgangsspannungshub
von ca. 9 V. Damit werden Signale, die kleiner sind als 0,09 V (=
90 mV), in dieser Stufe unterdrückt. Der Ausgang (Pin 7) bleibt
dabei in seiner Ruhelage, in der er wegen der Vorspannung von
R7/R6 nach Masse schaltet.
Sobald aber die Ansteuerung von IC1.1 ausreichend groß ist,
kippt der Ausgang 7 des Schmitt-Triggers nach Plus um und schaltet den Transistor T1 durch. Damit leuchtet die LED1 auf, was
eine zuverlässige Kontrolle für das Ansprechen des Sensors ist.
Wenn eine Bewegung im Empfindlichkeitsbereich des Sensors
stattfindet, und LD1 nicht anspricht, muß man die Verstärkung
der Vorstufe erhöhen, indem man P1 weiter „aufdreht“.
Die beim Durchschalten von T1 entstehende negative Flanke
wird am Kollektor abgegriffen und an den Minus-TriggerEingang des Monoflops geführt (Pin 5). Diese Kippstufe ist recht
vielseitig ansteuerbar, und zwar wahlweise mit einer negativen
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An sich sind die beiden Monoflops im CD4538 retriggerbar, d.h.
jeder während der Laufzeit eintreffende neue Triggerimpuls verlängert die Impulsdauer am Ausgang. Führt man aber den Q-Ausgang auf den +Trig-Eingang zurück, dann ist bei aktivem Ausgang (= HIGH) die Triggerbedingung für -Trig nicht mehr erfüllt,
weil dazu ja +Trig auf LOW liegen müßte. Somit ist in diesem Fall
eine Nachtriggerung nicht mehr möglich.
Diese Einstellung erfolgt mit dem Jumper auf der Stiftleiste S1,
mit dem sich das Verhalten des Relais-Ausgangs verändern läßt:
Bei eingeschaltetem Retrigger zieht das Relais nur einmalig an
und bleibt so lange angezogen, wie sich im Erfassungsbereich
des Sensors etwas bewegt. Jede neue Bewegung verlängert die
Einschaltdauer um die eingestellte Laufzeit des Monflops (sinnvoll für Außenlicht-Steuerungen o.ä.).
Bei ausgeschaltetem Retrigger fällt das Monoflop nach Ablauf
der eingestellten Laufzeit auf jeden Fall erst wieder ab, ehe es
neu getriggert werden kann (sinnvoll für Zählschaltungen o.ä.).
Die Einschaltdauer des Monoflops ergibt sich aus der Zeitkonstanten (P2+R13) • C12. Sie istdamit stufenlos im Bereich von
0,6 s (P2 = 0 Ω) bis knapp 2 min (bei voll aufgedrehtem P2) verstellbar.
Das RC-Glied R12/C8 ist nur im Einschaltaugenblick aktiv. Dann ist
der Elko C8 nämlich entladen und zieht den RESET-Eingang (Pin 3)
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nach Masse. Dadurch bleibt das Monoflop zwangsweise zurückgesetzt, bis sich C8 über R12 aufgeladen hat (das dauert ca. 2 s).
Unabhängig davon reagiert der Sensor erst 4 s nach dem Anlegen der Versorgungsspannung auf Bewegungen.
Elko C12, und bei LD2 kommt sie in die Nachbarschaft von R10.
Nachdem auch noch S1, die Potis und das Relais eingelötet sind,
achten Sie beim Verlöten der Schraubklemmen auf ausreichende
Zinn- und Hitzezufuhr, damit hier keine kalten Lötstellen entstehen!
Nachbau
Zum Schluß wird der Sensor (nicht im Lieferumfang enthalten)
montiert, den Sie über drei kleine Drahtbrücken mit der Platine
verbinden (rückseitig lang überstehen lassen und erst nach dem
Löten abschneiden.
Setzen Sie als erstes die Drahtbrücke in der Nähe von C9/C10 ein,
damit die Platine komplettiert wird. Dann geht es wie gewohnt
mit den Widerständen los, deren Drahtenden nach dem Einlöten
erst einmal abgeschnitten werden sollten. Um die spätere Kontrolle zu erleichtern, sollte man alle Widerstände einheitlich ausrichten (z. B. alle goldenen Toleranzringe nach unten bzw. nach
rechts zeigend). Bei den 100-nF-Entstörkondensatoren sollten
nur keramische Typen verwendet werden, damit eventuelle Störspitzen auch wirkungsvoll unterdrückt werden. Und bei den
Elkos ist neben der Kapazität und richtigen Polung auf ausreichende Spannungsfestigkeit zu achten (eine höhere Spannungsfestigkeit als vorgeschrieben reduziert den Leckstrom und trägt
zur Erhöhung der Lebensdauer bei). Falls Ihnen die Schaltzeiten
für das Relais nicht ausreichen, müßten Sie den Elko C12 vergrößern.
Sicherheitshalber sollten Sie für die beiden ICs Fassungen verwenden, damit die Schaltkreise beim Einlöten geschont werden
und ein eventueller Austausch erleichtert wird. Achten Sie beim
Einsetzen auf die richtige Einbaulage (Markierungskerbe zu R5
bzw. zu R12 hin zeigend), und überzeugen Sie sich vor allem, daß
dabei keins der Beinchen umknickt!
Auch bei der Diode ist die richtige Polung lebensnotwendig,
zumindest für Transistor T2; denn hier handelt es sich um eine
sogenannte Freilaufdiode zum Kurzschließen der beim Schalten
auftretenden Induktionsspitzen.
Bei Leuchtdiode LD1 zeigt die Katode (das kürzere Bein) zum
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Inbetriebnahme
Stecken Sie den Jumper auf der Stiftleiste S1 zunächst in die
Stellung, in der das Nachtriggern möglich ist. Schließen Sie dann
an die obere Klemme eine Gleichspannung von ca. 12…15 V an
und überzeugen Sie sich, daß der Stabi seine 9 V Ausgangsspannung liefert (an demjenigen Anschluß von IC3 nachmessen,
der am Platinenrand liegt).
Dann müßte ein erster Bewegungstest bereits zum Erfolg führen,
wenn Sie nämlich vor dem Sensor mit der Hand hin- und herfuchteln; die Reaktion ist an der oberen Leuchtdiode LD1 zu verfolgen, die dann nämlich aufleuchten muß. Um die Empfindlichkeit an die örtlichen Gegebenheiten anzupassen, ist das linke
Poti P1 entsprechend zu justieren: Bei eventuellen „Überreichweiten“ kann man hier die Ansprechschwelle heruntersetzen
und das Auslösen auf den Nahbereich beschränken.
Die Ansprechdauer des Relais stellen Sie mit dem rechten Poti P2
ein, wobei der Schiebeschalter unbedingt in der rechten Stellung
stehen sollte; andernfalls läßt sich die Einschaltdauer nicht zuverlässig ermitteln.
An der Einstellschraube auf dem Sensor darf übrigens nicht
gedreht werden, weil damit nur ein Feinabgleich der Frequenz
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erfolgt; Auswirkungen auf das Ansprechverhalten erzielt man
dadurch nicht. Desweiteren erlischt bei Nichtbeachtung die
Garantie.
Schließlich bleibt noch darauf hinzuweisen, daß man Störstrahlungen vom Sensor fernhalten muß, um Fehlauslösungen zu
vermeiden; dazu gehören u.a. Störimpulse von Motoren oder
Schaltschränken, die ein hochfrequentes Spektrum mit Anteilen
im Mikrowellenbereich erzeugen!
Technische Daten
Betriebsspannung . . : 12 .... 15 V=
Stromaufnahme . . . : ca. 35 mA (Ruhestrom)
Stromaufnahme . . . : ca. 55 mA (bei angezogenem Relais)
Reichweite . . . . . . . . : ca. 5 - 8 Meter
Abmessungen . . . . . : 110 x 59 mm
Lieferung erfolgt ohne Mikrowellen-Sensor
Passender Mikrowellen-Sensor, Zubehör-Best.-Nr. 10 81 11
Achtung!
Lötfett o. ä. Vergewissern Sie sich, daß keine kalte Lötstelle vorhanden ist. Denn eine unsaubere Lötung oder schlechte Lötstelle, ein Wackelkontakt oder schlechter Aufbau bedeuten eine
aufwendige und zeitraubende Fehlersuche und unter Umständen eine Zerstörung von Bauelementen, was oft eine Kettenreaktion nach sich zieht und der komplette Bausatz zerstört
wird.
Beachten Sie auch, daß Bausätze, die mit säurehaltigem Lötzinn,
Lötfett o. ä. gelötet wurden, von uns nicht repariert werden.
Beim Nachbau elektronischer Schaltungen werden Grundkenntnisse über die Behandlung der Bauteile, Löten und der Umgang
mit elektronischen bzw. elektrischen Bauteilen vorausgesetzt.
Allgemeiner Hinweis zum Aufbau einer Schaltung
Die Möglichkeit, daß nach dem Zusammenbau etwas nicht funktioniert, läßt sich durch einen gewissenhaften und sauberen
Aufbau drastisch verringern. Kontrollieren Sie jeden Schritt, jede
Lötstelle zweimal, bevor Sie weitergehen! Halten Sie sich an die
Bauanleitung! Machen Sie den dort beschriebenen Schritt nicht
anders und überspringen Sie nichts! Haken Sie jeden Schritt doppelt ab: einmal fürs Bauen, einmal fürs Prüfen.
Bevor Sie mit dem Nachbau beginnen, lesen Sie diese Bauanleitung erst einmal bis zum Ende in Ruhe durch, bevor Sie den
Bausatz oder das Gerät in Betrieb nehmen (besonders den Abschnitt über die Fehlermöglichkeiten und deren Beseitigung!)
und natürlich die Sicherheitshinweise. Sie wissen dann, worauf es
ankommt und was Sie beachten müssen und vermeiden dadurch
von vornherein Fehler, die manchmal nur mit viel Aufwand wieder zu beheben sind!
Nehmen Sie sich auf jeden Fall Zeit: Basteln ist keine Akkordarbeit, denn die hier aufgewendete Zeit ist um das dreifache
geringer als jene bei der Fehlersuche.
Führen Sie die Lötungen und Verdrahtungen absolut sauber und
gewissenhaft aus, verwenden Sie kein säurehaltiges Lötzinn,
Achten Sie auch auf die Kondensator-Werte z. B. n 10 = 100 pF
(nicht 10 nF). Dagegen hilft doppeltes und dreifaches Prüfen.
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Eine häufige Ursache für eine Nichtfunktion ist ein Bestückungsfehler, z. B. verkehrt eingesetzte Bauteile wie ICs, Dioden und
Elkos. Beachten Sie auch unbedingt die Farbringe der Widerstände, da manche leicht verwechselbare Farbringe haben.
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Achten Sie auch darauf, daß alle IC-Beinchen wirklich in der Fassung stecken. Es passiert sehr leicht, daß sich eines beim Einstecken umbiegt. Ein kleiner Druck, und das IC muß fast von
selbst in die Fassung springen. Tut es das nicht, ist sehr wahrscheinlich ein Beinchen verbogen.
Stimmt hier alles, dann ist als nächstes eventuell die Schuld bei
einer kalten Lötstelle zu suchen. Diese unangenehmen Begleiter
des Bastlerlebens treten dann auf, wenn entweder die Lötstelle
nicht richtig erwärmt wurde, so daß das Zinn mit den Leitungen
keinen richtigen Kontakt hat, oder wenn man beim Abkühlen
die Verbindung gerade im Moment des Erstarrens bewegt hat.
Derartige Fehler erkennt man meistens am matten Aussehen der
Oberfläche der Lötstelle. Einzige Abhilfe ist, die Lötstelle nochmals nachzulöten.
Bei 90 % der reklamierten Bausätze handelt es sich um Lötfehler,
kalte Lötstellen, falsches Lötzinn usw.. So manches zurückgesandte “Meisterstück” zeugte von nicht fachgerechtem Löten.
Verwenden Sie deshalb beim Löten nur Elektronik-Lötzinn mit
der Bezeichnung “SN 60 Pb” (60 % Zinn und 40 % Blei). Dieses
Lötzinn hat eine Kolophoniumseele, welche als Flußmittel dient,
um die Lötstelle während des Lötens vor dem Oxydieren zu
schützen. Andere Flußmittel wie Lötfett, Lötpaste oder Lötwasser dürfen auf keinen Fall verwendet werden, da sie säurehaltig sind. Diese Mittel können die Leiterplatte und ElektronikBauteile zerstören, außerdem leiten sie den Strom und verursachen dadurch Kriechströme und Kurzschlüsse.
Ist bis hierher alles in Ordnung und läuft die Sache trotzdem
noch nicht, dann ist wahrscheinlich ein Bauelement defekt.
Wenn Sie Elektronik-Anfänger sind, ist es in diesem Fall das
Beste, Sie ziehen einen Bekannten zu Rate, der in Elektronik ein
bißchen versiert ist und eventuell nötige Meßgeräte besitzt.
20
Sollten Sie diese Möglichkeit nicht haben, so schicken Sie den
Bausatz bei Nichtfunktion gut verpackt und mit einer genauen
Fehlerbeschreibung, sowie der zugehörigen Bauanleitung an
unsere Service-Abteilung ein (nur eine exakte Fehlerangabe ermöglicht eine einwandfreie Reparatur!). Eine genaue Fehlerbeschreibung ist wichtig, da der Fehler ja auch bei Ihrem Netzgerät
oder Ihrer Außenbeschaltung sein kann.
Hinweis
Dieser Bausatz wurde, bevor er in Produktion ging, viele Male als
Prototyp aufgebaut und getestet. Erst wenn eine optimale Qualität hinsichtlich Funktion und Betriebssicherheit erreicht ist, wird
er für die Serie freigegeben.
Um eine gewisse Funktionssicherheit beim Bau der Anlage zu erreichen, wurde der gesamte Aufbau in 2 Baustufen aufgegliedert:
1. Baustufe I : Montage der Bauelemente auf der Platine
2. Baustufe II: Funktionstest
Achten Sie beim Einlöten der Bauelemente darauf, daß diese
(falls nicht Gegenteiliges vermerkt) ohne Abstand zur Platine
eingelötet werden. Alle überstehenden Anschlußdrähte werden
direkt über der Lötstelle abgeschnitten.
Da es sich bei diesem Bausatz teilweise um sehr kleine, bzw. eng
beieinanderliegende Lötpunkte handelt (Lötbrückengefahr),
darf hier nur mit einem Lötkolben mit kleiner Lötspitze gelötet
werden. Führen Sie die Lötvorgänge und den Aufbau sorgfältig
aus.
21
Lötanleitung
Wenn Sie im Löten noch nicht so geübt sind, lesen Sie bitte zuerst
diese Lötanleitung, bevor Sie zum Lötkolben greifen. Denn Löten
will gelernt sein.
1. Verwenden Sie beim Löten von elektronischen Schaltungen
grundsätzlich nie Lötwasser oder Lötfett. Diese enthalten
eine Säure, die Bauteile und Leiterbahnen zerstört.
2. Als Lötmaterial darf nur Elektronikzinn SN 60 Pb (d. h. 60 % Zinn,
40 % Blei) mit einer Kolophoniumseele verwendet werden,
die zugleich als Flußmittel dient.
3. Verwenden Sie einen kleinen Lötkolben mit max. 30 Watt
Heizleistung. Die Lötspitze sollte zunderfrei sein, damit die
Wärme gut abgeleitet werden kann. Das heißt: Die Wärme
vom Lötkolben muß gut an die zu lötende Stelle geleitet
werden.
4. Die Lötung selbst soll zügig vorgenommen werden, denn
durch zu langes Löten werden Bauteile zerstört. Ebenso führt
es zum Ablösen der Lötaugen oder Kupferbahnen.
5. Zum Löten wird die gut verzinnte Lötspitze so auf die Lötstelle gehalten, daß zugleich Bauteildraht und Leiterbahn
berührt werden.
Gleichzeitig wird (nicht zuviel) Lötzinn zugeführt, das mit
aufgeheizt wird. Sobald das Lötzinn zu fließen beginnt, nehmen Sie es von der Lötstelle fort. Dann warten Sie noch einen
Augenblick, bis das zurückgebliebene Lot gut verlaufen ist
und nehmen dann den Lötkolben von der Lötstelle ab.
6. Achten Sie darauf, daß das soeben gelötete Bauteil, nachdem Sie den Kolben abgenommen haben, ca. 5 Sek. nicht
bewegt wird. Zurück bleibt dann eine silbrig glänzende, einwandfreie Lötstelle.
22
7. Voraussetzung für eine einwandfreie Lötstelle und gutes
Löten ist eine saubere, nicht oxydierte Lötspitze. Denn mit
einer schmutzigen Lötspitze ist es absolut unmöglich, sauber
zu löten. Nehmen Sie daher nach jedem Löten überflüssiges
Lötzinn und Schmutz mit einem feuchten Schwamm oder
einem Silikon-Abstreifer ab.
8. Nach dem Löten werden die Anschlußdrähte direkt über der
Lötstelle mit einem Seitenschneider abgeschnitten.
9. Beim Einlöten von Halbleitern, LEDs und ICs ist besonders
darauf zu achten, daß eine Lötzeit von ca. 5 Sek. nicht überschritten wird, da sonst das Bauteil zerstört wird. Ebenso ist
bei diesen Bauteilen auf richtige Polung zu achten.
10. Nach dem Bestücken kontrollieren Sie grundsätzlich jede
Schaltung noch einmal darauf hin, ob alle Bauteile richtig
eingesetzt und gepolt sind. Prüfen Sie auch, ob nicht versehentlich Anschlüsse oder Leiterbahnen mit Zinn überbrückt
wurden. Das kann nicht nur zur Fehlfunktion, sondern auch
zur Zerstörung von teuren Bauteilen führen.
11. Beachten Sie bitte, daß unsachgemäße Lötstellen, falsche
Anschlüsse, Fehlbedienung und Bestückungsfehler außerhalb unseres Einflußbereiches liegen.
1. Baustufe I
Montage der Bauelemente auf der Platine
1.1 Widerstände
Zuerst werden die Anschlußdrähte der Widerstände entsprechend dem Rastermaß rechtwinklig abgebogen und in die vorgesehenen Bohrungen (lt. Bestückungsplan) gesteckt. Damit die
Bauteile beim Umdrehen der Platine nicht herausfallen können,
23
biegen Sie die Anschlußdrähte der Widerstände ca. 45° auseinander, und verlöten diese dann sorgfältig mit den Leiterbahnen
auf der Rückseite der Platine. Anschließend werden die überstehenden Drähte abgeschnitten.
Die hier in diesem Bausatz verwendeten Widerstände sind
Kohleschicht-Widerstände. Diese haben eine Toleranz von 5%
und sind durch einen goldfarbigen „Toleranz-Ring“ gekennzeichnet. Kohleschicht-Widerstände besitzen normalerweise 4
Farbringe. Zum Ablesen des Farbcodes wird der Widerstand so
gehalten, daß sich der goldfarbige Toleranzring auf der rechten
Seite des Widerstandskörpers befindet. Die Farbringe werden
dann von links nach rechts abgelesen!
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
=
1
=
1
= 3k
= 33 k
= 1k
= 22 k
= 27 k
= 100 k
= 10 k
= 10 k
= 4k
= 100 k
= 2k
= 10 k
= 4k
= 10 k
M
M
3
7
7
7
braun,
braun,
orange,
orange,
braun,
rot,
rot,
braun,
braun,
braun,
gelb,
braun,
rot,
braun,
gelb,
braun,
schwarz,
schwarz,
orange,
orange,
schwarz,
rot,
violett,
schwarz,
schwarz,
schwarz,
violett,
schwarz,
violett,
schwarz,
violett,
schwarz,
grün
grün
rot
orange
rot
orange
orange
gelb
orange
orange
rot
gelb
rot
orange
rot
orange
1.2 Drahtbrücke
Löten Sie nun die Drahtbrücke ein. Als Drahtbrücke verwenden
Sie bitte das abgeschnittene Drahtende eines Widerstandes.
Auf dem Bestückungsaufdruck ist die Brücke als dicker Strich
zwischen zwei Bohrungen dargestellt.
1 x Drahtbrücke
1.3 Diode
Nun werden die Anschlußdrähte der Diode entsprechend dem
Rastermaß rechtwinklig abgebogen und in die vorgesehenen
Bohrungen (lt. Bestückungsdruck) gesteckt. Achten Sie hierbei
unbedingt darauf, daß die Diode richtig gepolt eingebaut wird!
Beachten Sie die Lage des Kathodenstriches!
Damit die Diode beim Umdrehen der Platine nicht herausfallen
kann, biegen Sie die Anschlußdrähte ca. 45° auseinander, und
verlöten diese bei kurzer Lötzeit mit den Leiterbahnen. Dann
werden die überstehenden Drähte abgeschnitten.
D 1 = 1 N 4148
A
Silizium-Universaldiode
K
1.4 Kondensatoren
Stecken Sie die Kondensatoren in die entsprechend gekennzeichneten Bohrungen, biegen Sie die Drähte etwas auseinander
und verlöten diese sauber mit den Leiterbahnen. Bei den
Elektrolyt-Kondensatoren (Elkos) ist auf richtige Polarität zu achten (+ -).
24
25
Achtung!
Achtung
Je nach Fabrikat weisen Elektrolyt-Kondensatoren verschiedene
Polaritätskennzeichnungen auf. Einige Hersteller kennzeichnen
„+“, andere aber „-“. Maßgeblich ist die Polaritätsangabe, die
vom Hersteller auf den Elkos aufgedruckt ist.
Beachten Sie die Einkerbung oder eine sonstige Kennzeichnung
an einer Stirnseite der Fassung. Dies ist die Markierung
(Anschluß 1) für das IC, welches später einzusetzen ist. Die
Fassung muß so eingesetzt werden, daß diese Markierung mit
der Markierung am Bestük-kungsaufdruck übereinstimmt!
C1 =
C2 =
C3 =
C4 =
C5 =
C6 =
C7 =
C8 =
C9 =
C10 =
C11 =
C12 =
Um zu verhindern, daß beim Umdrehen der Platine (zum Löten)
die Fassungen wieder herausfallen, werden je zwei schräg
gegenüberliegende Pins einer Fassung umgebogen und danach
alle Anschlußbeinchen verlötet.
µF 16 Volt
µF 16 Volt
pF =
µF 16 Volt
µF = 100 nF
µF = 100 nF
µF = 100 nF
µF 16 Volt
µF = 100 nF
µF = 100 nF
µF 16 Volt
µF 16 Volt
= 100 000 pF =
= 100 000 pF =
= 100 000 pF =
= 100 000 pF =
= 100 000 pF =
Mini-Elko
Mini-Elko
151 Folien-Kondensator
Mini-Elko
104 Keramik-Kondensator
104 Keramik-Kondensator
104 Keramik-Kondensator
Mini-Elko
104 Keramik-Kondensator
104 Keramik-Kondensator
Mini-Elko
Elko
1 x Fassung 8-pol.
1 x Fassung 16-pol.
-
4,7
4,7
150
22
0,1
0,1
0,1
22
0,1
0,1
10
220
1.6 Transistoren
+
1.5 IC-Fassungen
Stecken Sie die Fassungen für die integrierten Schaltkreise (ICs)
in die entsprechenden Positionen auf der Bestückungsseite der
Platine.
26
In diesem Arbeitsgang werden die Transistoren dem Bestückungsaufdruck entsprechend eingesetzt und auf der Leiterbahnseite
verlötet.
Beachten Sie dabei die Lage: Die Gehäuse-Umrisse der Transistoren müssen mit denen des Bestückungsaufdruckes übereinstimmen. Orientieren Sie sich hierbei an der abgeflachten Seite
der Transistorgehäuse. Die Anschlußbeine dürfen sich auf keinen
Fall kreuzen, außerdem sollten die Bauteile mit ca. 5 mm Abstand zur Platine eingelötet werden.
27
Achten Sie auf kurze Lötzeit, damit die Transistoren nicht durch
Überhitzung zerstört werden.
T 1 = BC 547, 548, 549 A, B oder C
T 2 = BC 547, 548, 549 A, B oder C
Kleinleistungs-Transistor
Kleinleistungs-Transistor
Man schließt die LED über einen Widerstand von ca. 270 R (bei
Low-Current-LED 4 k 7 ) an eine Betriebsspannung von ca. 5 V
(4,5 V oder 9 V-Batterie) an.
B
C
E
Fehlt eine eindeutige Kennzeichnung einer LED oder sind Sie sich
mit der Polarität in Zweifel (da manche Hersteller unterschiedliche Kennzeichnungsmerkmale benutzen), so kann diese auch
durch Probieren ermittelt werden. Dazu gehen Sie wie folgt vor:
ca. 5 mm
Ansicht von unten
Leuchtet dabei die LED, so ist die „Kathode“ der LED richtigerweise mit Minus verbunden. Leuchtet die LED nicht, so ist diese
in Sperrichtung angeschlossen (Kathode an Plus) und muß umgepolt werden.
1.7 Leuchtdioden (LEDs)
Jetzt löten Sie die 3 mm-LEDs polungsrichtig in die Schaltung ein.
Die kürzeren Anschlußbeinchen kennzeichnen die Kathoden.
Betrachtet man eine Leuchtdiode gegen das Licht, so erkennt
man die Kathode an der größeren Elektrode im Inneren der LED.
Am Bestückungsaufdruck wird die Lage der Kathode durch einen
dicken Strich im Gehäuseumriss der Leuchtdiode dargestellt.
1.8 Trimmpotentiometer
Löten Sie nun die Trimmpotis in die Schaltung ein.
P 1 = 1 M (Empfindlichkeit)
P 2 = 500 k (Zeit)
Löten Sie zunächst nur ein Anschlußbeinchen der Dioden fest,
damit diese noch exakt ausgerichtet werden können. Ist dies
geschehen, so wird jeweils der zweite Anschluß verlötet.
Die hier in diesem Bausatz verwendeten Leuchtdioden sind
„LOW CURRENT-LEDs“, d. h. LEDs, die ihre volle Leuchtkraft bereits bei einer Stromaufnahme von 2 mA (grün 4 mA) erreichen.
LD 1 = rot Ø 3 mm
LD 2 = rot Ø 3 mm
28
Low Current
Low Current
1.9 Anschlußklemmen
A
A
Nun stecken Sie die Schraubklemmen in die entsprechenden
Positionen auf der Platine und verlöten die Anschlußstifte sauber
auf der Leiterbahnseite.
K
K
Bedingt durch die größere Massefläche von Leiterbahn und
29
Anschlußklemme, muß hier die Lötstelle etwas länger als sonst
aufgeheizt werden, bis das Zinn gut fließt und eine saubere Lötstelle bildet.
1 x Anschlußklemme 2-polig
1 x Anschlußklemme 2-polig
RM 5 mm
RM 7,5 mm
1.12 Spannungsregler
Stecken Sie den integrierten Spannungsregler in die vorgesehenen Bohrungen und verlöten Sie die Anschlußbeinchen auf der
Leiterbahnseite der Platine.
Beachten Sie die Lage von IC 3!
Die Gehäuse-Umrisse des ICs müssen mit denen des Bestückungsaufdruckes übereinstimmen. Orientieren Sie sich hierbei an der
abgeflachten Seite des IC-Gehäuses. Die Anschlußbeine dürfen
sich auf keinen Fall kreuzen, außerdem soll das Bauteil ca. 5 mm
Abstand zur Platine haben.
1.10 Miniatur-Relais
Bestücken Sie die Platine mit dem 12 V Miniatur-Relais und verlöten die Anschlußstifte auf der Leiterbahnseite.
RL 1 = Rel. 12 V
Achten Sie dabei auf kurze Lötzeit, damit der integrierte Spannungsregler nicht durch Überhitzung zerstört wird!
IC 3 = 78 L 09
9 V-Festspannungsregler
1 X EIN
Eingang
Ausgang
Masse
1.11 Stiftleiste
Stecken Sie die Stiftleiste in die entsprechenden Bohrungen
neben IC 2 und verlöten die Anschlußbeinchen auf der Leiterbahnseite.
1.13 Integrierte Schaltungen (ICs)
S 1 = 3polige Stiftleiste
Integrierte Schaltungen sind sehr empfindlich gegen falsche
Polung! Achten Sie deshalb auf die entsprechende Kennzeichnung der ICs (Kerbe oder Punkt).
Achtung!
Das Bauteil IC 2 ist ein besonders empfindliches CMOS-IC, das
bereits durch statische Aufladung zerstört werden kann.
30
31
MOS-Bauelemente sollen deshalb nur am Gehäuse angefaßt
werden, ohne dabei die Anschlußbeinchen zu berühren.
1.14 Mikrowellen-Sensor
Integrierte Schaltungen dürfen grundsätzlich nicht bei anliegender Betriebsspannung gewechselt oder in die Fassung gesteckt
werden!
Auf der Rückseite des Mikrowellen-Sensors befindet sich eine
kleine Platine, die mit SMD-Bauteilen bestückt ist. An der rechten unteren Ecke dieser Platine befinden sich nebeneinander
drei freie Lötflächen (Anschlußpads).
IC 1 = LM 358 2-fach Operationsverstärker
(Kerbe oder Punkt muß zu R 5 zeigen).
IC 2 = HEF 4538
(Kerbe oder Punkt muß zu R 12 zeigen).
INVERTING INPUT A
1
8
2
7
OUTPUT B
6
INVERTING INPUT B
5
NON-INVERTING
INPUT B
NON-INVERTING
INPUT A
3
GND
4
C
+ +
B
-
V
+
Löten Sie an jedes dieser Anschlußpads je einen Drahtabschnitt
an. Diese Drahtabschnitte sollen parallel zueinander nach
"Unten" zeigen, um die Funktion von Anschlußbeinchen zu erfüllen.
Hinweis
Um bei einer empfindlichen Potieinstellung eine Eigenstimulation des Sensors beim Schalten des Relais zu vermeiden, sollte
zwischen Platine und Mikrowellensensor ein doppeltes Schaumstoffklebeband (Servotape) angebracht werden, das dem Bausatz
bereits beiliegt.
Stecken Sie den so vorbereiteten Mikrowellen-Sensor an der entsprechenden Stelle auf die Platine. Verlöten Sie die Anschlußbeinchen auf der Leiterbahnseite der Platine.
Trigger
{
+
-
A
Clear
OUTPUT A
(Nicht im Lieferumfang des Bausatzes enthalten)
+ - Q Q
16 15 14 13 12 11 10 9
Clear
32
4+ 5- 6 7 8
Q Q
{
1 2 3
C
R
Trigger
33
1.15 Abschließende Kontrolle
Schaltplan
Kontrollieren Sie nochmal vor Inbetriebnahme der Schaltung, ob
alle Bauteile richtig eingesetzt und gepolt sind. Sehen Sie auf der
Lötseite (Leiterbahnseite) nach, ob durch Lötzinnreste Leiterbahnen überbrückt wurden, da dies zu Kurzschlüssen und zur
Zerstörung von Bauteilen führen kann.
Ferner ist zu kontrollieren, ob abgeschnittene Drahtenden auf
oder unter der Platine liegen, da dies ebenfalls zu Kurzschlüssen
führen kann.
Die meisten zur Reklamation eingesandten Bausätze sind auf
schlechte Lötung (kalte Lötstellen, Lötbrücken, falsches oder ungeeignetes Lötzinn usw.) zurückzuführen.
34
35
Bestückungsplan
2. Baustufe: Anschluß/Inbetriebnahme
2.1 Nachdem die Platine bestückt und auf eventuelle Fehler
(schlechte Lötstellen, Zinnbrücken) untersucht wurde, kann
ein erster Funktionstest durchgeführt werden.
Beachten Sie, daß dieser Bausatz nur mit gesiebter Gleichspannung aus einem Netzgerät oder mit einer Batterie/Akku
versorgt werden darf. Diese Spannungsquelle muß auch den
nötigen Strom liefern können.
Autobatterie-Ladegeräte oder Spielzeugeisenbahn-Trafos
sind hierbei als Spannungsquelle nicht geeignet und führen
zur Beschädigung von Bauteilen bzw. zur Nichtfunktion der
Baugruppe.
Lebensgefahr!
Verwenden Sie ein Netzgerät als Spannungsquelle, so muß
dies unbedingt den VDE-Vorschriften entsprechen!
2.2 Bringen Sie den Jumper auf der Stiftleiste S 1 in Stellung
"nicht retriggerbarer Betrieb" - d.h. der Jumper muß in Richtung R 10 oder LD 2 gesteckt werden.
2.3 Schließen Sie an die mit "12 - 15 V" bezeichneten Anschlußklemmen, polungsrichtig eine Gleichspannung von ca. 12 Volt
an.
• Nachdem die Betriebsspannung eingeschaltet wird, muß
die Leuchtdiode LD 1 für ca. 2 Sekunden aufleuchten.
Dieses Aufleuchten signalisiert einen einwandfrei durchgeführten Reset des Mikrowellen-Sensors.
• Jedesmal, wenn der Mikrowellen-Sensor eine Bewegung
detektiert, muß die Leuchtdiode LD 1 aufblitzen.
36
37
• Wird eine Bewegung erfaßt, so muß das Relais RL 1 anziehen und gleichzeitig die Kontroll-Leuchtdiode LD 2 aufleuchten.
• Die Einschaltdauer von Relais RL 1 muß sich mit dem Trimmpoti P 2 einstellen lassen.
• Mit Trimmpoti P 1 muß sich die Empfindlichkeit des Mikrowellen-Sensors einstellen lassen. Wird das Trimmpoti entgegen dem Uhrzeigersinn auf Linksanschlag gedreht, so ist
die Ansprechempfindlichkeit der Schaltung am geringsten im Uhrzeigersinn auf Rechtsanschlag gedreht, am größten.
2.4 Bringen Sie den Jumper auf der Stiftleiste S 1 in Stellung
"retriggerbarer Betrieb" - d. h. der Jumper muß in Richtung
R 9 oder LD 1 gesteckt werden.
• Wird in dieser Betriebsart eine Bewegung vom MikrowellenSensor detektiert, so bleibt das Relais RL 1 solange angezogen bis keine Bewegung mehr innerhalb der mit P 2 eingestellten Zeit gemeldet wird.
❑
Liegt die Betriebsspannung bei eingeschaltetem Gerät noch
im Bereich von 12 - 15 Volt?
❑
Betriebsspannung wieder ausschalten.
❑
Sind die Widerstände wertmäßig richtig eingelötet?
Überprüfen Sie die Werte noch einmal nach 1.1 der Bauanleitung.
❑
Ist die Diode richtig gepolt eingelötet? Stimmt der auf der
Diode angebrachte Kathodenring mit dem Bestückungsaufdruck auf der Platine überein?
❑
Der Kathodenring von D 1 muß von S 1 weg zeigen.
❑
Sind die LEDs richtig gepolt eingelötet?
❑
Betrachtet man eine Leuchtdiode gegen das Licht, so erkennt
man die Kathode an der größeren Elektrode im Inneren der
LED. Am Bestückungsaufdruck wird die Lage der Kathode
durch einen dickeren Strich am Gehäuseumriss der Leuchtdiode dargestellt.
Die Kathode von LD 1 muß du LD 2 zeigen.
Die Kathode von LD 2 muß du LD 1 zeigen.
❑
Sind jeweils die Trimmpotis mit den richtigen Widerstandswerten eingelötet? Überprüfen Sie dies noch einmal anhand
der Stückliste!
❑
Sind die Transistoren T 1 und T 2 richtig herum eingelötet?
Überkreuzen sich ihre Anschlußbeinchen? Stimmt der Bestükkungsaufdruck mit den Umrissen der Transistoren überein?
❑
Ist das IC 3 richtig herum eingelötet? Überkreuzen sich seine
Anschlußbeinchen? Stimmt der Bestückungsaufdruck mit den
Umrissen des ICs überein?
2.5 Ist bis hierher alles in Ordnung, so überspringen Sie die nachfolgende Fehler-Checkliste.
2.6 Sollten die LEDs wider Erwarten nicht oder ständig leuchten,
das Relais nicht schalten oder sonst eine Fehlfunktion zu erkennen sein, so schalten Sie sofort die Betriebsspannung ab
und prüfen die komplette Platine noch einmal nach folgender Checkliste.
Checkliste zur Fehlersuche
Haken Sie jeden Prüfungsschritt ab!
❑
Ist die Betriebsspannung richtig gepolt?
❑
Ist die Betriebsspannung an den richtigen Anschlußklemmen
angeschlossen?
38
39
❑
Ist das IC 3 (typenmäßig) richtig eingelötet und nicht mit
einem Transistor vertauscht (da gleiche Gehäuse)?
❑
Sind die Elektrolyt-Kondensatoren richtig gepolt?
Vergleichen Sie die auf den Elkos aufgedruckte Polaritätsangabe noch einmal mit dem auf der Platine aufgebrachten
Bestückungsaufdruck bzw. mit dem Bestückungsplan in der
Bauanleitung.
Beachten Sie, daß je nach Fabrikat der Elkos „+“ oder „-“ auf
den Bauteilen gekennzeichnet sein kann
❑
Sind die integrierten Schaltkreise polungsrichtig in der Fassung?
Kerbe oder Punkt von IC 1 muß zu R 5 zeigen.
Kennzeichnung von IC 2 muß zu R 12 zeigen.
❑
Sind alle IC-Beinchen wirklich in der Fassung? Es passiert sehr
leicht, daß sich eines beim Einstecken umbiegt oder an der
Fassung vorbei mogelt.
❑
Wurde die Brücke (Drahtverbindung) hinter C 9 eingelötet?
Beachten Sie den Bestückungsaufdruck auf der Platine.
Beachten Sie Baustufe 1.2!
❑
Befindet sich eine Lötbrücke oder ein Kurzschluß auf der Lötseite?
Vergleichen Sie Leiterbahnverbindungen, die eventuell wie
eine ungewollte Lötbrücke aussehen, mit dem Leiterbahnbild
(Raster) des Bestückungsaufdrucks und dem Schaltplan in der
Anleitung, bevor Sie eine Leiterbahnverbindung (vermeintliche Lötbrücke) unterbrechen! Um Leiterbahnverbindungen
oder -unterbrechungen leichter feststellen zu können, halten
Sie die gelötete Printplatte gegen das Licht und suchen von
der Lötseite her nach diesen unangenehmen Begleiterscheinungen.
40
❑
Ist eine kalte Lötstelle vorhanden? Prüfen Sie bitte jede Lötstelle gründlich! Prüfen Sie mit einer Pinzette, ob Bauteile
wackeln!
Kommt Ihnen eine Lötstelle verdächtig vor, dann löten Sie
diese sicherheitshalber noch einmal nach!
❑
Prüfen Sie auch, ob jeder Lötpunkt gelötet ist; oft kommt es
vor, daß Lötstellen beim Löten übersehen werden.
❑
Denken Sie auch daran, daß eine mit Lötwasser Lötfett oder
ähnlichen Flußmitteln oder mit ungeeignetem Lötzinn gelötete Platine nicht funktionieren kann. Diese Mittel sind leitend und verursachen dadurch Kriechströme und Kurzschlüsse.
Desweiteren erlischt bei Bausätzen, die mit säurehaltigem
Lötzinn, mit Lötfett oder ähnlichen Flußmitteln gelötet wurden, die Garantie, bzw. diese Bausätze werden von uns nicht
repariert oder ersetzt.
2.7 Sind diese Punkte überprüft und eventuelle Fehler korrigiert
worden, so schließen Sie die Platine nach 2.2 wieder an. Ist
durch einen eventuell vorhandenen Fehler kein Bauteil in
Mitleidenschaft gezogen worden, muß die Schaltung nun
funktionieren.
Die vorliegende Schaltung kann nun nach erfolgtem Funktionstest in ein entsprechendes Gehäuse eingebaut, und für den
vorgesehenen Zweck in Betrieb genommen werden.
41
Störung
Ist anzunehmen, daß ein gefahrloser Betrieb nicht mehr möglich
ist, so ist das Gerät außer Betrieb zu setzen und gegen unbeabsichtigten Betrieb zu sichern.
der technischen Daten der Schaltung bei entsprechend der Lötvorschrift, fachgerechter Verarbeitung und vorgeschriebener
Inbetriebnahme und Betriebsweise.
Weitergehende Ansprüche sind ausgeschlossen.
Das trifft zu:
• wenn das Gerät sichtbare Beschädigungen aufweist
• wenn das Gerät nicht mehr funktionsfähig ist
• wenn Teile des Gerätes lose oder locker sind
• wenn die Verbindungsleitungen sichtbare Schäden aufweisen.
Wir übernehmen weder eine Gewähr noch irgendwelche Haftung für Schäden oder Folgeschäden im Zusammenhang mit diesem Produkt. Wir behalten uns eine Reparatur, Nachbesserung,
Ersatzteillieferung oder Rückerstattung des Kaufpreises vor.
Falls das Gerät repariert werden muß, dürfen nur OriginalErsatzteile verwendet werden! Die Verwendung abweichender
Ersatzteile kann zu ernsthaften Sach- und Personenschäden
führen!
• wenn zum Löten säurehaltiges Lötzinn, Lötfett oder säurehaltiges Flußmittel u. ä. verwendet wurde,
Eine Reparatur des Gerätes darf nur vom Fachmann durchgeführt werden!
Das gleiche gilt auch
Bei folgenden Kriterien erfolgt keine Reparatur bzw. es erlischt
der Garantieanspruch:
• wenn der Bausatz unsachgemäß gelötet und aufgebaut wurde.
• bei Veränderung und Reparaturversuchen am Gerät
• bei eigenmächtiger Abänderung der Schaltung
Garantie
Auf dieses Gerät gewähren wir 1 Jahr Garantie. Die Garantie umfaßt die kostenlose Behebung der Mängel, die nachweisbar auf
die Verwendung nicht einwandfreien Materials oder Fabrikationsfehler zurückzuführen sind.
• bei der Konstruktion nicht vorgesehene, unsachgemäße Auslagerung von Bauteilen, Freiverdrahtung von Bauteilen wie
Schalter, Potis, Buchsen usw.
• Verwendung anderer, nicht original zum Bausatz gehörender
Bauteile
• bei Zerstörung von Leiterbahnen oder Lötaugen
Da wir keinen Einfluß auf den richtigen und sachgemäßen Aufbau haben, können wir aus verständlichen Gründen bei Bausätzen nur die Gewähr der Vollständigkeit und einwandfreien
Beschaffenheit der Bauteile übernehmen.
• bei falscher Bestückung und den sich daraus ergebenden Folgeschäden
Garantiert wird eine den Kennwerten entsprechende Funktion
der Bauelemente im uneingebautem Zustand und die Einhaltung
• bei Schäden durch Nichtbeachtung der Bedienungsanleitung
und des Anschlußplanes
42
• Überlastung der Baugruppe
• bei Schäden durch Eingriffe fremder Personen
43
• bei Anschluß an eine falsche Spannung oder Stromart
• bei Falschpolung der Baugruppe
• bei Fehlbedienung oder Schäden durch fahrlässige Behandlung oder Mißbrauch
• bei Defekten, die durch überbrückte Sicherungen oder durch
Einsatz falscher Sicherungen entstehen
In all diesen Fällen erfolgt die Rücksendung des Bausatzes zu
Ihren Lasten.
44
45