Du hast Recht, die Bemerkung war hochnaesig.
Na dann nehmen wir deine Frage tatsaechlich mal ernst, enjoy the ride:
@ Defunct
schön, dass Du dumm fragst, aber ja ich habe es schon probiert und Tau und Reif stören, sogar sehr. Im Frühjahr war die Kalotte des Sensors komplett zugefroren und das Ding konnte nicht mal die fünf Zentimeter davor befindliche Hand detektieren.
Wenn Schnee, ueberfrierende Naesse und Eisregen deinen Sensor voll zukleistern, dann ist in jedem Fall Schluss. Sowas laesst sich nur vermeiden, wenn man ordentlich heizt (was den Sensor ad Absurdum fuehrt) oder, wie der Niki schon schreibt, man halt mechanisch den Sensor freihaelt, oder halt ein "Dach" oder eine Abdeckung daruebersetzt.
Du kannst natuerlich tun und lassen, was Du magst, aber dass 100% Einsatzbereitschaft ohne Wetterschutz "nach oben" unter diesen Umstaenden nicht funktioniert und das ein Ventilator sowas dann auch nicht gewaehrleisten kann (und auch nicht Tau immer beseitigen kann, dazu mehr unten), dass duerfte auf der Hand liegen.
Dann wuerde Ich mal ueberlegen, ob dein Sensor der richtige ist. Die "Kalotte" deines Sensors ist keine "Kalotte" sondern eine Fresnel-Linse fuer thermisches IR. Die ganz billigen PIR Sensoren verwenden ein einziges Sensormodul auf dem zwei pyroelektrische Sensoren sitzen und machen einfach eine Differenzmessung zwischen beiden Sensoren. Der weite Detektionsbereich wird durch die billige Plastik-Fresnellinse hergestellt (Insektenauge auf letztendlich nur zwei Sehzellen). Wenn die komplett und dick zufriert, dann sinkt die Empfindlichkeit deshalb erheblich, weil sich alles einfallende IR durch Streuung immer mehr auf beide Sensoren gleich verteilt.
Es gibt auch PIR Module, die ihren weiten Detektionsbereich nicht mit einer billigen Fresnellinse sondern mit mehreren pyroelektrische Sensoren herstellen (aber dann eben nicht mehr 4 Euro kosten). Meine Frau ist begeisterte Vogelfotografin und hat einen so ausgeloesten "Blitzkasten" in dem so 5-6 Sensormodule sitzen, die haben dann jeweils ein "flaches" Eintrittsfenster und sind intern wohl ein 4x4 Sensor auf einem Sensorchip mit korrelierter Differenzmessung, um bei weit hoeherer Empfindlichkeit auch nicht mehr Fehlalarme auszuloesen. Und solchen Sensoren ist etwas Tau und Reif oder ein paar Regentropfen schlichtweg egal. Ich weiss das, weil Ich ihr eigentlich so ein Ding bauen wollte und mich schon nach Sensoren umgesehen habe, aber am Ende war's billiger ein Fertiggeraet zu kaufen.
Eine einfache Blende die nur einen schmalen Schlitz in der Horizontalen frei lässt ist nicht unbedingt hilfreich. Einmal sorgt das für unmotivierte Fehlalarme
Es gibt z.B. von Panasonic PIR Sensoren mit beinahe jeder gewuenschen Geometrie zur Empfindlichkeit: flacher Faecher, Punkt, Konus, Halbkugel, ... die man dann auch mit einer entsprechenden geformten Schutzblende wetterfest machen kann, ohne dass da irgendwelcher unerwuenschten Effekte auftreten. So ist das dann auch bei professionellen Alarmanlagen, denn einen omnidirektionellen Sensor mit einer Schlitzblende zu versehen ist suboptimal, richtig.
Ein Konus-Modul findest Du z.B. bei Reichelt:
Pmod PIR: Passiv-Infrarot-BewegungssensorProduktbeschreibung:Der Digilent Pmod PIR ist ein passiver Infrarotsensor zur Überwachung von Bewegungen mit geringer Leistung. Mit dem EKMC1601111 könne [...]
www.reichelt.de
fuer bessere Module musst Du dann schon zu besser sortierten Grossisten wie Mouser oder Farnell gehen und mal da mal schauen, Panasonic hat meiner Erinnerung nach viele Sensoren mit verschiedenen Geometrien.
Auch mal nebenbei, nach kurzem Nachdenken bin Ich mir nicht mal sicher, dass man die PIR-Sensoren nicht doch "anwaermen" darf. Die Dinger machen eine Differenzmessung zwischen zwei Sensoren, die nach schnellen Aenderungen ausloest. So lange so ein Ding gleichmaessig und sachte erwaermt wird, muesste das trotzdem noch funktionieren, waere aber mit deinem Sensor zu testen. Leg Ihn auf die Heizung (muss natuerlich laufen), lass ihn in's Gleichgewicht kommen und probier doch mal, ob der trotzdem noch ausloest.
Nun zu deiner konkreten Frage nach einer Ventilatorloesung. Das Thema Tau und Taupunkt und Abstrahlung in den Sternenhimmel ist schon in vielen Foren gefuehlt 500x durchgekaut worden. Lange Rede kurzer Sinn, einen schoenen theoretischen Hintergrund zum Thema Tau und Bodenfrost durch das Ungleichgewicht der
thermischen Abstrahlung und der
atmosphaerischen Gegenstrahlung findest Du z.B. hier:
de.wikipedia.org
Mal durchlesen und sich das Beispiel "Nachts bei bedecktem Himmel" anschauen. Die Energiebilanz sieht so aus:
Im Gleichgewicht ist diese Energiebilanz gleich Null und stellt sich nach erreichen der entsprechenden Temperaturdifferenz zwischen Sensoroberflaeche und Lufttemperatur dann automatisch ein. Was dein Ventilator da eigentlich macht, ist den konvektiven Waermeuebergangskoeffizienten Alpha "zu boosten" und diese Temperaturdifferenz im thermischen Gleichgewicht somit zu verkleinern.
Deine spezifische Frage ist eigentlich diese: Und wie hoch muss der dann sein (vulgo: Mit welchem Luftdurchsatz muss so ein Ventilator dann laufen), damit der Sensor nicht beschlaegt?
Antwort Radio Eriwan, na das kommt darauf an (wie auch Niki schon schreibt):
1) Denn die Gegenstrahlung haengt (siehe Formel) sowohl von der Bewoelkung und der Luftfeuchtigkeit ab und ist somit sehr veraenderlich.
2) Weiterhin ist Ziel der Uebung, dass diese Temperaturdifferenz zwischen deiner PIR-Sensoroberflaeche und der Umgebungsluft so klein bleibt, dass die absolute Temperatur des Sensors
ueber dem Taupunkt bleibt. Aber auch der Taupunkt selbst ist sowohl von der relativen Luftfeuchtigkeit, dem Luftdruck und natuerlich der Lufttemperatur abhaengig.
Die Herleitung der Taupunktformel ist z.B. hier zu finden und fuer den Nicht-Hobby-Thermodynamiker nicht ganz trivial:
de.wikipedia.org
Am Ende vom Lied kann der Taupunkt so bestimmt/berechnet werden:
mit K2 = 17,62; K3 = 243,12gC, Phi ist die relative Luftfeuchtigkeit und Vu die Lufttemperatur.
Wie wuerde man deinen Ventilator also "richtig" regeln?
Naja, was Du machen muesstest, um ueber einen Ventilator den Sensor taufrei zu halten, ist einen
Luftfeuchtigkeitssensor und einen
Temperatursensor neben deinen PIR setzen und damit den aktuellen Taupunkt berechnen (siehe Formel) und dein Ventilator muss ueber einen Regelkreis halt so viel "Schmackes" geben, dass die gemessene Sensortemperatur nicht unter den Taupunkt faellt (was Du mit dem Temperatursensor ueberwachen musst).
Und richtig: Genau so macht es das eine geregelte Taukappenheizung fuer Teleskope auch und das funktioniert "normalerweise".
Warum "normalerweise" in Anfuehrungsstrichen?
Tja, es gibt da einen gravierenden Unterschied zwischen einer Heizung und einem Ventilator, naemlich diesen:
Eine "Heizung" kann selbstverstaendlich die Oberflaechentemperatur auch dann ueber dem Taupunkt halten, selbst
wenn die Umgebungstemperatur unter den Taupunkt faellt. Das sind dann die einschlaegig bekannten Naechte "wo alles schwimmt" nur die Oberflaechen mit aktiver Anti-Tauheizung am Telekop noch trocken bleiben, oder die dicken fetten Bodennebel-Naechte. Selbst da hilft eine Heizung.
Ein Ventilator kann das allerdings nicht. Sobald die Umgebungslufttemperatur dem Taupunkt zu nahe kommt, geht erst die Drehzahl von dem Ding durch die Decke und spaetestens beim Unterschreiten der Lufttemperatur unter den Taupunkt (es bildet sich Nebel) beschlaegt dein PIR-Sensor (oder ein Fangspiegel, oder ...) dann trotzdem.
Und genau deshalb hilft der Ventilator manchmal, aber im Gegensatz zu einer Heizung eben auch nicht immer und ohne Wetterschutz "nach oben" wird's nicht gehen.
Alle Klarheiten beseitigt?
Gruss, CS und froehliches Basteln.
