RCWL-0516/RCWL-9196模块简介 & 微波感应模块简介
2022/7/24 6:25:23
本文主要是介绍RCWL-0516/RCWL-9196模块简介 & 微波感应模块简介,对大家解决编程问题具有一定的参考价值,需要的程序猿们随着小编来一起学习吧!
文档标识符:RCWL_0516_T-D-P23
作者:DLHC
审阅:DLHC
最后修改日期:2022.7.23
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前言
RCWL-0516是一款由无锡日晨物联科技有限公司开发的微波感应模块(资料下载),见图0.0、图0.1,用于检测物体(人体)移动,具有以下特征:
1.穿透感应:可穿透适当厚度的玻璃、木板以及墙壁。
2.抗干扰:不受温度、灰尘等环境因素影响。
3.感应距离:5~8m(可调,见后文)
4.可重复触发、触发时间可调(见后文)
5.工作电压:3.3~18V
6.稳压输出:提供3.3V电压输出(最大100mA)
7.夜晚自动工作:外接光敏电阻和一个电阻实现
当模块检测到物体在感应范围内移动时,OUT引脚输出一段时间的高电平(该时间可通过电容“C-TM”调节,见后文);若在输出高电平期间再次检测到物体移动,高电平持续时间将延长一段时间(又称为重复触发),该时间不可叠加。
模块使用的注意事项如下,示意图见图0.2:
1. 感应面正前方不能有金属遮挡。
2. 感应面前后方预留2cm以上空间。若对灵敏度要求很高,应预留4cm以上距离,且模块后方遮挡空间应尽可能小。
3. 模块与安装载体平面尽可能平行。
4. 有元器件面为正感应面,反面为负感应面,负感应面效果略差。
5. 相同模块,单个个体之间间距应大于2m。
图0.0-模块实物图(正)
图0.1-模块实物图(反)
图0.2-感应区域示意图
原理
关于此模块的原理,有2种主流观点,这些观点所争论的焦点在于哪种解释是最主要的:
1. 以Roger Clark为代表的“反射”解释:模块上的振荡器会发射出微波信号,位于模块感应区域内的物体会反射模块所发出的微波信号,这些反射信号又被模块所接收,接收到的反射信号会改变流经晶体管发射极的电流I。外界环境不变的情况下,模块内部的调节电路会稳定振荡器,此时振荡器处于稳定状态,电流I也处于稳定;当外界环境发生变化(例如,有物体进入感应区域),该物体的反射信号会使振荡器暂时失去稳定,从而导致电流I发生变化。模块通过检测该电流I的变化,以检测物体移动。此过程中,发射频率的变化只是由于振荡器受反射信号影响而进入一个“暂稳态”所导致。
2.以Joe Desbonnet为代表的“多普勒效应”解释:位于模块感应区域内的物体会反射模块所发出的微波信号,这些反射信号的频率由于物体移动而发生改变(多普勒效应)。模块通过对比发射与反射频率的差异,以判断是否有物体进入感应区域。
应用
降低感应距离:模块背面丝印“R-GN”处添加1MΩ的电阻,模块的感应距离可降低到5m;如果不接,感应距离为7m。
调节触发时间:模块背面丝印“C-TM”处添加不同容值的电容,可以调节触发时间(“C-TM”电容容值的选择见后文);若不安装电容,触发时间为2~4s。
夜晚自动工作:模块正面丝印“CDS”处添加光敏电阻、模块背面丝印“R-CDS”处添加适当阻值的电阻,可控制模块在夜晚自动工作。“CDS”与“R-CDS”的选择方法见后文。
以上应用的实际电路请参考图1.0、图1.1。
图1.0-测试电路(正)
图1.1-测试电路(反)
测试
测试由5部分组成:
1.测量模块处于不同状态时的功耗,见表0.0。
2.未接入电阻“R-GN”时,测试模块最大感应距离,见表0.1。
3.接入电阻“R-GN”,测试模块最大感应距离,见表0.2。
4.以下步骤将介绍如何根据确定的光敏电阻“CDS”,选择电阻“R-CDS”的阻值,以实现模块夜间自动工作的功能。
1-白天,接入可调电阻“R-CDS”(推荐2MΩ)、光敏电阻“CDS”。
2-触发模块后(在模块面前走动),调节可调电阻,直到触发消失。再次尝试触发模块,正常情况下,模块应该无法被触发(如果可以触发,重复步骤2)。
3-将光敏电阻感光面遮住,尝试触发模块,正常情况下,模块应该可以被触发(如果无法触发,重复步骤2、3)。
4-此时可调电阻阻值即为电阻“R-CDS”的正确阻值。
5.电容“C-TM”分别接入不同容值的无极电容,测试模块单次触发所持续的时间,见表0.3。
测试条件 | 总电流(mA) | 总功耗(mW) |
+5V供电电压,模块未触发 | 3.63 | 18.15 |
+5V供电电压,模块被触发 | 4.33 | 21.65 |
表0.0-模块功耗信息
正面最大感应距离(M) | 6 |
反面最大感应距离(M) | 2 |
表0.1-未接入电阻“R-GN”时,模块最大感应距离[1]
正面最大感应距离(M) | 5 |
反面最大感应距离(M) | 1 |
表0.2-接入电阻“R-GN”=1MΩ时,模块最大感应距离[1]
电容“C-TM”容值 | 悬空 | 103(10nF) | 104(100nF) | 224(220nF) | 474(470nF) | 105(1uF) |
理论单次触发时间(s) | 2~4 | 6 | 30 | 66 | 140 | 300 |
实际单次触发时间(s) | 3 | 6 | 32 | 67 | 122 | 210 |
表0.3-电容“C-TM”容值 vs. 模块单次触发持续时间
结论
RCWL-0516是一款性价比高的人体感应模块,具有以下优缺点:
优点:
1.低功耗
2.操作简单、功能齐全
3.室内感应灵敏
4.抗干扰
缺点:
1.室外感应十分不灵敏[1]
注释
[1].实际测试结果表明:室外测试时,无论如何在模块前走动,模块均无法被触发;室内测试时,模块可以被触发,并且十分灵敏。这可能从侧面证实了以Roger Clark为代表的“反射”解释,但也不能排除是测试误差所导致。
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