? 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)更加的偏移。

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

1. 3V3：模块试试3.3V电源。100mA对外部的供电能力；
2. GND : 模块电源地；
3. OUT：控制信号输出。当监测区域内有物体移动是，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以动物体，输出低电平。
4. VIN：模块电源输入：4 ~ 28V
5. CDS：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左右德玛得是，探测距离月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处届光敏电阻，可以完结关闭模块检测功能。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

5.注意事项

1. 感应正面不等有任何的金属遮挡；
2. 感应面的前应该预留1CM以上的空间；
3. 模块与安装载体的平面尽可能保持平行；
4. 一定探测区域内应用有效；
5. 模块的有元器件面为正感应面，反面为负感应面。负感应面的效果较差；
6. 微博模块不能够在一个区域内大规模应用。会出现相互的干扰。单个个体之间的距离；该大于1M以上。
7. U1除了PIN8以外，其余的管脚与B1SS0001兼容。功能也兼容。

? 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

3V3 GND OUT VIN CDS 3.3V 0V 3.3V 5V 3.0V

3.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。

参考资料

[1] RCWL-0516微波感应开关: https://detail.tmall.com/item.htm?_u=lnvskcdf190&id=561279166895

[2] 24G微波人体感应模块: https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/108564703

[3]24G微波人体感应模块: https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z09.2.0.0.79e32e8dPTLS68&id=37463183118&_u=lnvskcd6ef8

[4]RCWL-0516原理图: 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上关于给出了RCWL-0516资料: https://github.com/jdesbonnet/RCWL-0516/

[9]蜗杆单轨滑轨的驱动的统一接口: https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/108659373

[10]单面覆铜板: https://image.baidu.com/search/detail?ct=503316480&z=0&ipn=d&word=%E5%8D%95%E9%9D%A2%E8%A6%86%E9%93%9C%E6%9D%BF&step_word=&hs=0&pn=16&spn=0&di=91410&pi=0&rn=1&tn=baiduimagedetail&is=0%2C0&istype=0&ie=utf-8&oe=utf-8&in=&cl=2&lm=-1&st=undefined&cs=3329992022%2C603994425&os=344883976%2C2617787203&simid=3416981139%2C211172232&adpicid=0&lpn=0&ln=943&fr=&fmq=1600678981809_R&fm=&ic=undefined&s=undefined&hd=undefined&latest=undefined©right=undefined&se=&sme=&tab=0&width=undefined&height=undefined&face=undefined&ist=&jit=&cg=&bdtype=0&oriquery=&objurl=http%3A%2F%2Fwww.t-chs.com%2FtuhsJDEwLmFsaWNkbi5jb20vaTEvNTc2MjEyODI4L08xQ04wMURwak5KZTFXbEdhanptSHhGXyEhNTc2MjEyODI4JDk.jpg&fromurl=ippr_z2C%24qAzdH3FAzdH3Fooo_z%26e3Bp-vif_z%26e3Bv54AzdH3FrvijaAzdH3Fdaadmdlcm0n_z%26e3Bip4s&gsm=11&rpstart=0&rpnum=0&islist=&querylist=&force=undefined