RCWL-0516微波雷達(dá)感應(yīng)開(kāi)關(guān)
00微波雷達(dá)感應(yīng)開(kāi)關(guān)
今天剛剛接到在TB購(gòu)買(mǎi)的 RCWL-0516微波感應(yīng)開(kāi)關(guān)[1] 模塊。和前幾天測(cè)試的 24G微波人體感應(yīng)模塊[2] 相比，它（￥4.15）比起 24G微波人體感應(yīng)模塊[3] (￥8.8)更加的便宜。
下面對(duì)于這款模塊進(jìn)行初步的測(cè)試。
01模塊的基本應(yīng)用
1.外形和基本組件
-
采用專(zhuān)用信號(hào)處理控制芯片RCWL-9196 -
寬工作電壓范圍：4.0 ~ 28V -
與傳統(tǒng)的紅外感應(yīng)PIR相比，具有穿透探測(cè)能力； -
封鎖時(shí)間距離可調(diào)整； -
模塊可以輸出3.3V電源。
2.基本參數(shù)
3.輸出管腳功能定義
-
3V3：模塊試試3.3V電源。100mA對(duì)外部的供電能力； -
GND : 模塊電源地； -
OUT：控制信號(hào)輸出。當(dāng)監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)有物體移動(dòng)時(shí)，OUT輸出高電平。C-TM可以設(shè)置重復(fù)出發(fā)時(shí)間。如果從出發(fā)時(shí)間內(nèi)有觸發(fā)信號(hào)（有物體移動(dòng)），持續(xù)輸出高電平。如果監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)沒(méi)有移動(dòng)物體，輸出低電平。 -
VIN：模塊電源輸入：4 ~ 28V -
CDS：觸發(fā)控制信號(hào)。小于0.7V，OUT一直輸出低電平。如果大于3.3V，檢測(cè)正常工作。CDS管腳外接光敏電阻，可以在白天關(guān)閉模塊功能。
4.使用說(shuō)明
(1) C-TM：
調(diào)節(jié)觸時(shí)間。默認(rèn)的出發(fā)時(shí)間為2s。增加電容容量會(huì)增加重復(fù)出發(fā)時(shí)間。實(shí)際計(jì)算重復(fù)出發(fā)時(shí)間可以通過(guò)如下操作確定：C-TM上貼上電容。測(cè)量9196的3管腳信號(hào)的頻率 。那么重復(fù)出發(fā)時(shí)間T等于：
(2) R-CN
調(diào)節(jié)距離。接電阻，檢測(cè)距離變小。如果沒(méi)有接電阻，檢測(cè)距離在7M左右。接1MΩ左右時(shí)，探測(cè)距離約5M?？蛻?hù)可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)節(jié)。
(3) R-CDS
內(nèi)部VCC通過(guò)R-CDS與內(nèi)部的1M電阻并聯(lián)到CDS（即RCWL-9196的PIN9）。CDS處接光敏電阻，可以關(guān)閉模塊檢測(cè)功能?？梢愿鶕?jù)實(shí)際需要環(huán)境亮度來(lái)設(shè)計(jì)中R-CDS值。
02初步測(cè)試
1.靜態(tài)測(cè)試
-
供電+5V：工作電流大約2 ~ 3 mA。
2.各管腳電壓
| 3V3 | GND | OUT | VIN | CDS |
|---|---|---|---|---|
| 3.3V | 0V | 3.3V | 5V | 3.0V |
3.測(cè)試對(duì)于運(yùn)動(dòng)物體感應(yīng)
在模塊前方運(yùn)動(dòng)手掌，上下運(yùn)動(dòng)或者前后運(yùn)動(dòng)，都可以引起模塊的輸出。手掌距離模塊大約50厘米左右。
在模塊前方的一定區(qū)域，人體的運(yùn)動(dòng)均可以引起模塊的輸出感應(yīng)信號(hào)。
03原理分析
1.原理圖
下圖給出了來(lái)自于 RCWL-0516原理圖[4] 給出的模塊的原理圖。這是由澳大利亞墨爾本的的 Roger Clark[5] （自由作家、咨詢(xún)師和開(kāi)發(fā)工程師）給出的一些分析資料。
在上述原理圖中，提到RCWL-9196除了PIN8之外，其余的各項(xiàng)功能都與 BISS0001[6] （專(zhuān)門(mén)用于PIR：人體熱釋電紅外傳感器檢測(cè)）IC。
微波核心是以微波晶體管 MMBR941LT1[7] 組成的電容三點(diǎn)振蕩為核心的。但是該電路如何完成對(duì)微波反射（多普勒）信號(hào)的檢測(cè)的基本原理尚不太清楚。
2.在GITHUB上的資料
Jdesbonet在 GITHUB上關(guān)于給出了RCWL-0516資料[8] 。并對(duì)該模塊的基本原理進(jìn)行的解釋。相關(guān)的實(shí)驗(yàn)也驗(yàn)證了模塊的部分性能。
關(guān)于RCWL-0516的工作頻率，Jdesbonnet通過(guò)HackRF One SDR Radio檢測(cè)到3.181GHz的載波。并顯示了傳感器前揮動(dòng)手引起載頻的變化。
下面是相關(guān)的原理圖：
對(duì)于后期低頻信號(hào)處理采用了RWCL-9196芯片。其內(nèi)部的功能框圖為：
04進(jìn)一步信號(hào)測(cè)量
通過(guò)03-2中GITHUB上的關(guān)于RCWL-9196內(nèi)部的功能描述，可以看到在RCWL-9196的PIN16輸出了對(duì)于微波檢測(cè)信號(hào)的放大信號(hào)。
1.直接測(cè)試PIN16信號(hào)
使用示波器探頭可以測(cè)量到這個(gè)變化的信號(hào)。
2.測(cè)量滑軌上運(yùn)動(dòng)單面覆銅板
使用在博文 蝸桿單軌滑軌的驅(qū)動(dòng)的統(tǒng)一接口[9] 提到的單軌滑軌帶動(dòng)一塊 單面覆銅板[10] 與RCWL-0516模塊相向運(yùn)動(dòng)。
由滑軌帶動(dòng)的覆銅板運(yùn)動(dòng)，引起RCWL-9196的PIN16管腳的電壓上下波動(dòng)。
3.舵機(jī)帶動(dòng)敷銅板擺動(dòng)
使用舵機(jī)帶動(dòng)覆銅板進(jìn)行前后擺動(dòng)，測(cè)量RCWL-9196的PIN16管腳的輸出波形如下。
05采集波形分析
使用DS6104數(shù)字示波器采集RCWL-9196的PIN16波形進(jìn)行分析。下圖使用采集模式為High Resolution模式，獲得的采集到的電壓波形。
※ 結(jié)論
通過(guò)對(duì)于購(gòu)買(mǎi)到的RCWL-0516微波感應(yīng)開(kāi)關(guān)[1]電路進(jìn)行初步分析，根據(jù)網(wǎng)站一些資料，可以基本獲得該模塊的工作特性以及內(nèi)部工作信號(hào)。
通過(guò)對(duì)RCWL-9196的管腳16信號(hào)的測(cè)量，可以獲得微波信號(hào)進(jìn)一步的包含運(yùn)動(dòng)物體豐富信息的信號(hào)。關(guān)于這方面的進(jìn)一步應(yīng)用，可以今后展開(kāi)。
參考資料
RCWL-0516微波感應(yīng)開(kāi)關(guān): https://detail.tmall.com/item.htm?_u=lnvskcdf190&id=561279166895
[2]24G微波人體感應(yīng)模塊: https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/108564703
[3]24G微波人體感應(yīng)模塊: https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z09.2.0.0.79e32e8dPTLS68&id=37463183118&_u=lnvskcd6ef8
[4]RCWL-0516原理圖: http://www.rogerclark.net/wp-content/uploads/2017/06/RCWL-0516-schematic-annotated.png
[5]Roger Clark: https://www.rogerclark.net/
[6]BISS0001: http://www.ladyada.net/media/sensors/BISS0001.pdf
[7]MMBR941LT1: https://www.westfloridacomponents.com/mm5/graphics/ds7/MMBR941LT1.pdf
[8]GITHUB上關(guān)于給出了RCWL-0516資料: https://github.com/jdesbonnet/RCWL-0516/
[9]蝸桿單軌滑軌的驅(qū)動(dòng)的統(tǒng)一接口: https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/108659373
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