DE19821302B4

DE19821302B4 - Passiv-Infrarot-Bewegungsmelder

Info

Publication number: DE19821302B4
Application number: DE1998121302
Authority: DE
Inventors: Jochen Dr.-Ing. Koepernik; Karsten Dipl.-Ing. Schmidt; Michael Dipl.-Ing. Wiese
Original assignee: ABB Patent GmbH
Current assignee: ABB Patent GmbH
Priority date: 1998-05-13
Filing date: 1998-05-13
Publication date: 2005-12-15
Anticipated expiration: 2018-05-14
Also published as: DE19821302A1

Abstract

Passiv-Infrarot-Bewegungsmelder, der aufweist:
a) eine Hauptleiterplatte (1), die als Platte aus elektrisch isolierendem Material mit wenigstens auf einer Hauptfläche (2) befindlichen Leiterbahnen (3) ausgeführt ist,
b) einen Kunststoffhalter (5), der mehrere Aufnahmerahmen (7) für Detektorleiterplatten (6) hat und der an der Hauptleiterplatte (1) befestigt ist, sowie
c) mindestens eine Detektorleiterplatte (6), die in einen der Aufnahmerahmen (7) eingeschoben ist, und die elektrische Anschlüsse (10) hat, die mit Leiterbahnen (3) der Hauptleiterplatte (1) elektrisch leitend verbunden sind, sowie wenigstens einen Detektor (14) für Infrarotstrahlen trägt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Passiv-Infrarot-Bewegungsmelder.

Aus der EP 0 529 716 A1 ist ein Passiv-Infrarot-Bewegungsmelder bekannt, welcher ein Tragelement aufweist, das zur Aufnahme einer elektrischen Schaltung sowie mehrerer Module geeignet ist, welche jeweils optische Einrichtungen zur Fokussierung von Infrarot-Strahlung für einen bestimmten Erfassungsbereich aufweisen.

In bekannten Bewegungsmeldern werden ein oder mehrere Infrarotdetektoren zur Detektion von über eine Optik fokussierter Wärmestrahlung eingesetzt. Diese Detektoren müssen im Geräteinneren eine bestimmte Position und Lage haben, da die Optik mit ihren Brennweiten auf die Detektorlage abgestimmt ist und so ganz bestimmte Erfassungsrichtungen realisiert werden. Eine solche Detektorlage lässt sich oft nicht ohne spezielle Adapter realisieren, die eine geräteinterne Elektronikleiterplatte mechanisch und elektrisch mit den Detektoren verbinden. Weiterhin sind je nach Erfassungskonzept Spiegel erforderlich, die eine zusätzliche Erfassung von Bereichen ermöglichen, die für die Detektoren nicht direkt erfaßbar sind. Auch für diese Spiegel muß eine bestimmte Lage im Raum und damit eine entsprechende Aufhängung bzw. Befestigung vorgesehen sein. Kommt die Forderung hinzu, eine Gerätefamilie mit verschieden großen Erfassungsbereichen (z.B. 90°, 180°, 270°, 360°) und evtl. gefordertem Unterkriechschutz bereitzustellen, so sind in der Regel mehrere Adapter für die Detektoren und Spiegel notwendig. Spätere Änderungen der Abbildungseigenschaften im Sinne weiterer Gerätevarianten erfordern in der Regel neue Kunststoffwerkzeuge und Änderungen der zugehörigen Elektronikleiterplatte.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Passiv-Infrarot-Bewegungsmelder anzugeben, dessen Aufbau eine wahlweise Bestückung mit mehreren Infrarotdetektoren und optionalen Spiegeln ermöglicht. Auch eine spätere Ergänzung unter Weiterverwendung vorhandener Komponenten soll möglich sein.

Diese Aufgabe wird durch einen Passiv-Infrarot-Bewegungsmelder mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in weiteren Ansprüchen angegeben.

Die gemäß Aufgabenstellung gewünschte Flexibilität in der Produktgestaltung wird durch Kombination einer Hauptleiterplatte mit einem Kunststoffhalter erreicht, in den wahlweise Detektorleiterplatten einsteckbar sind, wobei die Detektorleiterplatten wiederum durch Spiegelanordnungen ergänzbar sind.

Die erfindungsgemäße Produktgestaltung hat unter anderem Vorteile beim Herstellen, Prüfen und Montieren der Komponenten, da eine getrennte Vormontage und Prüfung der Komponenten möglich ist. Sehr unterschiedliche Erfassungscharakteristiken lassen sich auf preisgünstige Weise realisieren. Dabei sind in einem Horizontalbereich Winkelbereiche bis 360° realisierbar, sowie auch eine Überwachung eines Boden- oder Rückfeldbereiches.

Eine weitere Beschreibung der Erfindung erfolgt nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen, die in Zeichnungsfiguren dargestellt sind.
Es zeigen:
1 einen Kunststoffhalter,
2 den Halter gemäß 1, jedoch mit eingesteckten Detektorleiterplatten,
3 den Halter mit Detektorleiterplatten und Spiegelanordnungen,
4 das Modul gemäß 3, das mit einer Hauptleiterplatte verbunden ist,
5 eine Detektorleiterplatte in einer Ausführung zur Aufnahme einer Spiegelanordnung,
6 eine Detektorleiterplatte, die nicht zur Spiegelaufnahme ausgeführt ist,
7 eine Detektorleiterplatte gemäß 5 mit aufgeschnappter Spiegelanordnung,
8 eine Spiegelanordnung und
9 eine Darstellung einer möglichen Infrarotstrahlenführung in einem Bewegungsmelder.
1 zeigt als eine erfindungswesentliche Komponente einen Kunststoffhalter 5, der mit einer Hauptleiterplatte 1 (4) verrastbar ist. Der Halter 5 weist mehrere, in der Ausführung gemäß 1 drei Aufnahmerahmen 7 für Detektorleiterplatten 6 (2) auf. Im Fall von vier Aufnahmerahmen 7, könnten diese z.B. in einem Winkel α von 90° zueinander angeordnet sein, bei drei Aufnahmerahmen 7 sind auch andere Winkel α, z.B. 70° wählbar. Zur Erleichterung der Handhabung während der Montage sind ein Griffstück 21 und ein Stabilisierungsstück 24 angeordnet. Angeformte Positionsstifte 22 ermöglichen eine exakte Montage auf der Hauptleiterplatte 1 (4) und erste Rastelemente 8 eine Verrastung mit der Hauptleiterplatte 1. Im Bereich der Aufnahmerahmen 7 sind jeweils zweite Rastelemente 12 angeordnet, die eine Verrastung eingeschobener Detektorleiterplatten 6 ermöglichen. Optional können am Halter 5 Löcher 23 für eine Spiegelbefestigung vorgesehen sein, soweit solche Spiegel nicht an der Detektorleiterplatte 6 befestigt werden, wie in 7 gezeigt ist.
2 zeigt nochmals den Halter 5, jedoch mit drei eingeschobenen Detektorleiterplatten 6. Diese sind jeweils mit einem Infrarotdetektor 14 bestückt, sowie optional mit Bauelementen 13 zur Konditionierung des Detektorsignals. Eine kanalspezifische Signalvorkonditionierung kann beispielsweise mit einem Spannungsteiler erreicht werden. Die Detektorleiterplatten 6 weisen Anschlußleisten 9 auf, die über den – in 2 – unteren Halterrand überstehen.
3 zeigt den Halter 5 in einer im Vergleich zu den 1 und 2 umgekehrten Lage, nämlich der typischen Einbaulage in einem Bewegungsmelder. Es sind drei Detektorleiterplatten 6 in den Halter 5 eingesteckt. Auf jeder Detektorleiterplatte 6 ist eine Spiegelanordnung 15 aufgeschnappt, wie mit den 5, 7 und 8 noch weiter verdeutlicht wird.
4 zeigt das in 3 dargestellte Multifunktionsmodul, bestehend aus Halter 5 mit Detektorleiterplatten 6 und Spiegelanordnungen 15, wobei dieses Modul mit einer Hauptleiterplatte 1 verbunden ist. Außerdem ist eine Linsenanordnung 18 dargestellt, durch die Infrarotstrahlen IR auf Detektoren 14 treffen können.
Die Hauptleiterplatte 1 besteht aus elektrisch isolierendem Material und trägt auf wenigstens einer ihrer Hauptflächen 2, in 4 auf der oben liegenden Seite Leiterbahnen 3. Durch erste Öffnungen 4 der Hauptleiterplatte 1 ragen erste Rastelemente 8 der drei Detektorleiterplatten 6 hindurch. Durch zweite Öffnungen 11 der Hauptleiterplatte 1 sind jeweils mehrpolige Anschlußleisten 9 der Detektorleiterplatten 6 hindurchgeführt. Auf den Anschlußleisten 9 befindliche Anschlüsse 10 sind Leiterbahnen 3 der Hauptleiterplatte 1 durch Löten verbunden. Alternative Kontaktierungen, z.B. mittels Stecksockel sind möglich. Durch dritte Öffnungen 25 der Hauptleiterplatte 1 sind Positionierungsstifte 22 der Halter 5 gesteckt. Die Hauptleiterplatte 1 ist für die Aufnahme der maximalen Anzahl von Detektorleiterplatten 6 und die Signalverarbeitung entsprechend der maximal möglichen Kanalzahl vorbereitet. Eine Anpassung an Ausbaustufen kann durch Bauelementebestückung auf der Hauptleiterplatte 1 vorgenommen werden. Die Schnittstellen zu den Detektorleiterplatten sind alle gleich ausgeführt.
5 zeigt eine Detektorleiterplatte 6 mit einem Detektor 14, die erste Einschnitte 26 hat, in die die zweiten Rastelemente 12 (siehe 1) des Halters 5 eingreifen können. Durch die Verrastung wird verhindert, daß Detektorleiterplatten 6 nach der Montage aus dem Halter 5 herausfallen können. Zweite Einschnitte 16 im Randbereich sind bei der dargestellten Ausführung vorhanden und vorgesehen zum Aufschnappen einer Spiegelanordnung 15 mittels deren Rastelemente 17, wie die 7 und 8 zeigen. In 5 ist außerdem die Anschlußleiste 9 mit Anschlüssen 10 ersichtlich. Die Anschlüsse 10 sind mit nicht dargestellten Leiterbahnen auf der Detektorleiterplatte 6 verbunden. Die auf Detektorleiterplatten 6 aufsetzbaren Detektoren 14 können unterschiedlicher Art sein, z.B. Dual- oder Quad-Elementsensoren, je nach gewünschter räumlicher Auflösung des Überwachungsbereiches. Außerdem kann, falls erforderlich, durch Ändern der Detektorposition nur auf der Detektorleiterplatte ein neues Abbildungskonzept, resp. Erfassungscharakteristik, erreicht werden, ohne den Halter oder die Hauptleiterplatte zu ändern.
6 zeigt eine Ausführung der Detektorleiterplatte 6, die nicht zum Aufschnappen eines Spiegels vorgesehen ist.
7 zeigt eine Detektorleiterplatte 6 mit aufgeschnappter Spiegelanordnung 15, wobei die Unterseite 27 verspiegelt ist. 8 zeigt nur die Spiegelanordnung 15.
In 9 ist dargestellt, daß neben einer Linsenanordnung 18 zur direkten Lenkung von frontalen Infrarotstrahlen IR1 auf einen der Detektoren 14 auch eine zusätzliche Linsenanordnung 19 vorhanden sein kann, die Infrarotstrahlen IR2 aus einem Boden- oder Rückfeldbereich 20 über einen Spiegel 15, 27 auf einen Detektor 14 lenkt.
Die optische Abbildung kommt, wie bekannt, durch die Anordnung von mehreren Linsensegmenten um Detektoren herum zustande, wobei der Abstand jedes Linsensegementes zum zugeordneten Detektor der Brennweite der Linse entspricht. Das Abbildungskonzept und damit die Erfassungscharakteristik wird so von der Lage der Detektoren zu den Linsenzentren bestimmt. Durch einfachen Austausch der Linsen und/oder eine Lageänderung der Detektoren entstehen so auf einfache Weise neue Erfassungscharakteristiken innerhalb einer Gerätefamilie.

Claims

Passiv-Infrarot-Bewegungsmelder, der aufweist: a) eine Hauptleiterplatte (1), die als Platte aus elektrisch isolierendem Material mit wenigstens auf einer Hauptfläche (2) befindlichen Leiterbahnen (3) ausgeführt ist, b) einen Kunststoffhalter (5), der mehrere Aufnahmerahmen (7) für Detektorleiterplatten (6) hat und der an der Hauptleiterplatte (1) befestigt ist, sowie c) mindestens eine Detektorleiterplatte (6), die in einen der Aufnahmerahmen (7) eingeschoben ist, und die elektrische Anschlüsse (10) hat, die mit Leiterbahnen (3) der Hauptleiterplatte (1) elektrisch leitend verbunden sind, sowie wenigstens einen Detektor (14) für Infrarotstrahlen trägt.
Passiv-Infrarot-Bewegungsmelder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Befestigung des Kunststoffhalters (5) in der Hauptleiterplatte (1) erste Öffnungen (4) vorhanden sind, in die erste Rastelemente (8) einrastbar sind, die am Kunststoffhalter (5) angeformt sind.
Passiv-Infrarot-Bewegungsmelder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die elektrischen Anschlüsse (10) der Detektorleiterplatten (6) jeweils auf einer mehrpoligen Anschlussleiste (9) befinden, die an den Detektorleiterplatten (6) angeformt sind, und dass in der Hauptleiterplatte (1) zweite Öffnungen (11) vorhanden sind, durch die die mehrpoligen Anschlussleisten (9) hindurchgeführt sind zur elektrischen Verbindung der Anschlüsse (10) mit Leiterbahnen (3) der Hauptleiterplatte (1).
Passiv-Infrarot-Bewegungsmelder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Anschlüsse (10) der Detektorleiterplatten (6) mit Leiterbahnen (3) der Hauptleiterplatte (1) verlötet sind.
Passiv-Infrarot-Bewegungsmelder nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoffhalter (5) zweite Rastelemente (12) aufweist zur Verrastung eingeschobener Detektorleiterplatten (6).
Passiv-Infrarot-Bewegungsmelder nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Detektorleiterplatten (6) Signalaufbereitungsmittel (13) aufweist.
Passiv-Infrarot-Bewegungsmelder nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Detektorleiterplatten (6) mit einer Spiegelanordnung (15) versehen ist.
Passiv-Infrarot-Bewegungsmelder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils die Detektorleiterplatten (6) und die Spiegelanordnung (15) Mittel (16, 17) zum Aufschnappen der Spiegelanordnung (15) aufweisen.
Passiv-Infrarot-Bewegungsmelder nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Linsenanordnung (18) vorhanden ist, mit der Infrarotstrahlen direkt oder nach Umlenkung an einem Spiegel (15) auf wenigstens einen Detektor (14) für Infrarotstrahlen lenkbar sind.
Passiv-Infrarot-Bewegungsmelder nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine zusätzliche Linsenanordnung (19) vorhanden ist, mit der Infrarotstrahlen aus einem Boden- oder Rückfeldbereich (20) direkt oder nach Umlenkung an einem Spiegel (15) auf wenigstens einen Detektor (14) für Infrarotstrahlen lenkbar sind.