00微波雷达感应开关
今天刚刚接到在TB购买的 RCWL-0516微波感应开关[1] 模块。和前几天测试的 24G微波人体感应模块[2] 相比,它(4．15)比起 24G微波人体感应模块[3] (8．8)更加的便宜。
下面对于这款模块进行初步的测试。
▲ RCWL-0516微波感应开关
01模块的基本应用1．外形和基本组件采用专用信号处理控制芯片RCWL-9196宽工作电压范围:4．0 ～ 28V与传统的红外感应PIR相比,具有穿透探测能力;封锁时间距离可调整;模块可以输出3．3V电源。
▲ RCWL-0516模块外形2．基本参数
▲ 模块的基本参数性能3．输出管脚功能定义
▲ 模块的输出管脚定义
▲ 外部输出管脚功能定义3V3:模块试试3．3V电源。100mA对外部的供电能力;GND : 模块电源地;OUT:控制信号输出。当监测区域内有物体移动时,OUT输出高电平。C-TM可以设置重复出发时间。如果从出发时间内有触发信号(有物体移动),持续输出高电平。如果监测区域内没有移动物体,输出低电平。VIN:模块电源输入:4 ～ 28VCDS:触发控制信号。小于0．7V,OUT一直输出低电平。如果大于3．3V,检测正常工作。CDS管脚外接光敏电阻,可以在白天关闭模块功能。4．使用说明(1) C-TM:
调节触时间。默认的出发时间为2s。增加电容容量会增加重复出发时间。实际计算重复出发时间可以通过如下操作确定:C-TM上贴上电容。测量9196的3管脚信号的频率。那么重复出发时间T等于:
(2) R-CN
调节距离。接电阻,检测距离变小。如果没有接电阻,检测距离在7M左右。接1MΩ左右时,探测距离约5M。客户可以根据实际情况进行调节。
(3) R-CDS
内部VCC通过R-CDS与内部的1M电阻并联到CDS(即RCWL-9196的PIN9)。CDS处接光敏电阻,可以关闭模块检测功能。可以根据实际需要环境亮度来设计中R-CDS值。
▲ 感应器的检测范围? 02初步测试1．静态测试供电+5V:工作电流大约2 ～ 3 mA。2．各管脚电压3V3GNDOUTVINCDS3．3V0V3．3V5V3．0V3．测试对于运动物体感应
在模块前方运动手掌,上下运动或者前后运动,都可以引起模块的输出。手掌距离模块大约50厘米左右。
▲ 测试对于手掌运动的感应
在模块前方的一定区域,人体的运动均可以引起模块的输出感应信号。
03原理分析1．原理图
下图给出了来自于 RCWL-0516原理图[4] 给出的模块的原理图。这是由澳大利亚墨尔本的的 Roger Clark[5] (自由作家、咨询师和开发工程师)给出的一些分析资料。
▲ Roger Clark
在上述原理图中,提到RCWL-9196除了PIN8之外,其余的各项功能都与 BISS0001[6] (专门用于PIR:人体热释电红外传感器检测)IC。
微波核心是以微波晶体管 MMBR941LT1[7] 组成的电容三点振荡为核心的。但是该电路如何完成对微波反射(多普勒)信号的检测的基本原理尚不太清楚。
2．在GITHUB上的资料
Jdesbonet在 GITHUB上关于给出了RCWL-0516资料[8] 。并对该模块的基本原理进行的解释。相关的实验也验证了模块的部分性能。
关于RCWL-0516的工作频率,Jdesbonnet通过HackRF One SDR Radio检测到3．181GHz的载波。并显示了传感器前挥动手引起载频的变化。
▲ 在模块前挥动手所引起的载频频谱的变化
下面是相关的原理图:
对于后期低频信号处理采用了RWCL-9196芯片。其内部的功能框图为:
▲ RCWL-9196内部功能图 04进一步信号测量
通过03-2中GITHUB上的关于RCWL-9196内部的功能描述,可以看到在RCWL-9196的PIN16输出了对于微波检测信号的放大信号。
1．直接测试PIN16信号
使用示波器探头可以测量到这个变化的信号。
▲ 在RCWL-9196PIN16管脚测量变化的信号2．测量滑轨上运动单面覆铜板
使用在博文 蜗杆单轨滑轨的驱动的统一接口[9] 提到的单轨滑轨带动一块 单面覆铜板[10] 与RCWL-0516模块相向运动。
由滑轨带动的覆铜板运动,引起RCWL-9196的PIN16管脚的电压上下波动。
▲ 运动的单面覆铜板引起电压上下波动3．舵机带动敷铜板摆动
使用舵机带动覆铜板进行前后摆动,测量RCWL-9196的PIN16管脚的输出波形如下。
▲ 覆铜板在舵机带动下前后摆动? 05采集波形分析
使用DS6104数字示波器采集RCWL-9196的PIN16波形进行分析。下图使用采集模式为High Resolution模式,获得的采集到的电压波形。
▲ 舵机带动覆铜板前后摆动
▲ 舵机带动覆铜板前后摆动
※ 结论
通过对于购买到的RCWL-0516微波感应开关[1]电路进行初步分析,根据网站一些资料,可以基本获得该模块的工作特性以及内部工作信号。
通过对RCWL-9196的管脚16信号的测量,可以获得微波信号进一步的包含运动物体丰富信息的信号。关于这方面的进一步应用,可以今后展开。
