2 Схемы
Принципиальные электросхемы, подключение устройств и распиновка разъёмов
Микроволновый датчик движения: схема и подключение к Ардуино
Датчик RCWL-0516, предназначен для дистанционного управления какими либо устройствами, использования в схемах сигнализации и т.п. Принципиально работа датчика основана на эффекте Доплера 2. Датчик может регистрировать движение предметов, отражающих радиоволны. Данный датчик был приобретен на Али за 65 рублей.
Конструктивно данное устройство представляет собой печатную плату размером 40 х 17 мм.
Как видно на рис. 3, датчик имеет пять выводов. Выход 3V3 служит для подключения маломощных потребителей, тока, рассчитанных на напряжение 3,3 В. GND – общий провод. OUT – информационный выход, на нем присутствует высокий логический уровень, если датчик обнаружил движение в зоне своего действия, иначе низкий логический уровень. Переключение из высокого уровня в низкий происходит с задержкой около 2 с. VIN ввод питания (4-27 В), автор испытывал датчик при напряжении 5В. Вход управления COS, если на этом контакте установить низкий логический уровень, то датчик перестанет реагировать на движение после однократного срабатывания.
Ток потребления 3 мА, при напряжении питания 5 В. Дальность уверенного срабатывания около 1 м, если датчик располагается на полу и около 3 м, если датчик лежит на столе. В источниках 1 указывается радиус действия датчика 5-9 м, автору настоящего обзора такую дальность получить не удалось. Для иллюстрации работы датчика хорошо подходит программа LED_with_button [6], которая включает и отключает светодиод по нажатию кнопки, а в данном случае по срабатыванию датчика.
На плате устройства предусмотрено место для установки фоторезистора. Очевидно, данный датчик предназначен в первую очередь для управления освещением.
Для опытов был использован фоторезистор с темновым сопротивлением около 500 кОм, на ярком свету сопротивление падает до 15 кОм. Но при подключении фоторезистора датчик переставал на что-либо реагировать вообще. При удалении фоторезистора работоспособность датчика восстанавливалась. Возможно дело в неподходящем фоторезисторе или криворукости автора обзора, но заставить датчик реагировать на свет не получилось.
Тем не менее, не смотря на неудачу с фоторезистором, можно резюмировать, что микроволновый датчик RCWL-0516 представляет собой простое и дешевое устройство с достаточно богатым функционалом, заметно превосходящим аналоги по соотношению цена/качество.
Литература
- 1) http://iarduino.ru/shop/Sensory-Datchiki/doplerovskiy-datchik-dvizheniya-rcwl-0516.html
- 2) http://radiolubitel.moy.su/blog/datchik_dvizhenija_mikrovolnovyj_rcwl_0516/2017-03-01-337
- 3) http://radio63.narod.ru/page/download/RCWL0516.pdf
- 4) https://www.youtube.com/watch?v=GhKo6FYgigc
- 5) https://www.youtube.com/watch?v=5_brS4t5SLU
- 6) http://robocraft.ru/blog/arduino/57.html
Документацию можно скачать в архиве. Автор обзора Denev.
НАЖМИТЕ ТУТ И ОТКРОЙТЕ КОММЕНТАРИИ
Фоторезистор ставится для того чтобы в светлое время датчик не работал. А ночью, его сопротивление будет большое и тогда датчик будет срабатывать на движение.
Источник
Детектор движения Arduino с микроволновым датчиком приближения
В этом уроке мы будем использовать датчик обнаружения движения RCWL-0516 с Arduino и создадим на его основе датчик приближения.
RCWL-0516 — это датчик обнаружения движения. Он может обнаружить движение с помощью доплеровской микроволновой технологии через стены или другие материалы. Интересно, что он реагирует не только на людей, но и на любые другие движущиеся объекты.
Что такое доплеровский радар?
Основываясь на эффекте Доплера, радар Допплера работает, отражая микроволновый сигнал от желаемой цели и анализируя, как движение объекта изменило частоту возвращаемого сигнала. Изменение принятого сигнала также может помочь измерить скорость цели относительно радара.
Доплеровский радар эффективно используется в различных областях, включая авиацию, метеорологию, радары, здравоохранение и военную технику. Датчик, который мы используем в этом проекте — RCWL-0615 — содержит как передатчик, так и приемник, что позволяет использовать его как доплеровский радар.
Микроволновый датчик приближения RCWL-0615
Модуль датчика RCWL-0615 является альтернативой обычным датчикам движения PIR, которые широко используются в охранной сигнализации. В ИК-датчиках используется механизм анализа черного тела, что означает, что он проверяет тепло, выделяемое человеческими телами. RCWL-0516 использует доплеровскую радиолокационную технологию для обнаружения движущихся объектов. Он работает на частоте около 3,2 ГГц и использует чип обработки RCWL-9196.
RCWL-0516 излучает микроволны и анализирует отраженные волны, чтобы проверить наличие каких-либо изменений. Эти датчики могут обнаруживать движущиеся объекты через стены и другие материалы и имеют диапазон чувствительности до 7 метров. Обычно они дешевле и менее подвержены ошибкам. При обнаружении движения выходной контакт (OUT) уровня TTL датчика переключается с НИЗКОГО (0 В) на ВЫСОКОЕ (3,3 В) в течение конечного времени (от 2 до 3 с), а затем возвращается в свое состояние покоя (НИЗКОЕ).
Основные характеристики RCWL-0615
- Мощность передачи: 20 мВт (минимум) / 30 мВт (максимум)
- Входное напряжение: 4–28 В постоянного тока
- Расстояние обнаружения: 5–7 м
- Частота датчика:
Распиновка RCWL-0615
- VIN — 4В — 28В DC источник питания
- CDS — вход отключения датчика (низкий = отключить) (для датчиков LDR)
- GND — Земля
- 3volt — выход постоянного тока (максимум 100 мА)
- OUTPUT — HIGH /LOW(3.3 V) ВЫХОД — ВЫСОКИЙ / НИЗКИЙ (3.3 В) (в соответствии с обнаружением движения)
Теперь, когда мы знакомы с датчиком, который мы используем, и с тем, как работает технология, давайте погрузимся в сам проект.
Комплектующие
Для создания устройства обнаружения движения на основе RCWL-0516 и Arduino нам понадобятся:
- Arduino Nano
- Макет
- Перемычки
- RCWL-0516 датчик
- Дисплей LCD 16 X2 I2C
- Зуммер
- Светодиод
- Резистор 220 Ом
Схема соединений
Подключите Arduino к RCWL-0516, символьному ЖК-дисплею, зуммеру и светодиоду, как показано на схеме ниже.
Вывод 3V3 на RCWL-0516 является выходным выводом. Вывод CDS позволяет вам добавить LDR (светозависимый резистор) к плате, что позволяет работать в режиме низкого энергопотребления, чтобы датчик активировался только в темноте. После подключения перепроверьте соединения, а затем загрузите исходный код (ниже).
Код датчика
Скопировать или скачать код датчика движения Ардуино вы можете ниже:
На этом всё. Хороших вам работающих проектов.
Источник
Как подключить датчик RCWL-0516 к Arduino
Для проекта нам понадобятся:
1 Описание, принцип действия и схема радара RCWL-0516
Датчик представляет собой модуль размером 35.9×17.3 мм и практически плоский, за исключением микросхемы BISS0001 (аналог RCWL-9196) на лицевой стороне и линейного стабилизатора напряжения 7133-1 на обратной. Благодаря линейному стабилизатору модуль можно питать напряжениями от 4 до 27 В, которое подаётся на вывод VIN. Внешний вид модуля приведён на фото.
Верхняя сторона датчика RCWL-0516
Обратите внимание, что вывод 3V3 – это не вход питания, а выход линейника! На него подавать ничего не нужно. Можно с него брать напряжение 3.3 В (потребители до 30 мА).
Нижняя сторона датчика RCWL-0516
Датчик RCWL-0516 работает на эффекте Доплера. Напомню, эффект Доплера – это изменение частоты отражённой волны при движении наблюдаемого объекта. Модуль постоянно излучает в пространство радиоволновое излучение определённой частоты (около 3150 МГц). Отражаясь от объекта, волна возвращается и фиксируется датчиком. Если её частота несколько изменилась, значит, объект находится в движении.
В случае обнаружения движения датчик выставляет на выходе OUT логическую единицу (3.3 В). Причём датчик может работать в двух режимах: перезапускаемом (retriggerable) и неперезапускаемом (non-retriggerable).
- перезапускаемый режим – датчик будет держать на выходе OUT логическую единицу так долго, сколько будет фиксировать движение;
- неперезапускаемый режим – датчик будет держать на выходе OUT логическую единицу установленное время (от 2 до 300 секунд).
Режим задаётся так. Если на входе «1» микросхемы BISS0001 логическая единица – режим перезапускаемый, если логический ноль – неперезапускаемый. В данном модуле на входе «1» микросхемы 3.3 В, т.е. он работает в перезапускаемом режиме.
Для регулировки времени срабатывания триггера (времени удержания импульса на выходе OUT) служит место для конденсатора C-TM. Без установленного конденсатора время срабатывания триггера – 2 сек. Добавление ёмкости повысит длительность импульса триггера.
После срабатывания триггера датчик на некоторое время «слепнет». Такой же эффект происходит сразу после включения. Поэтому после включения датчику нужно дать время (обычно до 10 секунд) чтобы «успокоиться» и настроиться на окружающую обстановку.
Для регулировки дальности обнаружения датчика служит место для резистора R-GN. По умолчанию датчик настроен на максимальною дистанцию обнаружения 7…9 м. Добавление резистора сопротивлением 1 МОм снизит дистанцию примерно в 1.5…2 раза.
Вывод CDS соединён с выводом 9 микросхемы BISS0001, который позволяет отключить датчик (активация/деактивация). К этому выводу в параллель (на место CDS в углу платы на лицевой стороне модуля) можно подключить фоторезистор, который будет включать датчик только в тёмное время суток. А пока освещения достаточно, его сопротивление маленькое, и радиоизлучатель будет выключен. С помощью резистора на месте R-CDS можно регулировать порог срабатывания фоторезистора. Если же просто «посадить» выход CDS на землю, то датчик будет неактивен.
В приложении к статье можно скачать принципиальную схему и описание детектора RCWL-0516. Они сделаны для более ранней модификации данного модуля, но практически идентичны, за исключением нескольких деталей. Так, например, на схемах отсутствует линейный стабилизатор напряжения на входе питания. Но в измерительной части всё соответствует рассматриваемому устройству.
В документации приведена рекомендация по размещению датчика RCWL-0516. Датчик крепится на потолке помещения на высоте не более 7 метров.
Пример размещения датчика RCWL-0516 внутри помещения
Буквой L обозначен радиус действия радара. Естественно, это всё довольно условно, т.к. диаграмма направленности планарной антенны (а это именно тот тип антенны, который применяется у нас в датчике) несколько сложнее, чем полусфера, и она излучает в разных направлениях с разной мощностью. Но главная идея в том, чтобы обзор датчика был как можно шире, а перпендикуляр, проведённый из центра датчика, был направлен в центр области, которую необходимо контролировать.
2 Подключение и работа радара RCWL-0516
Сначала проверим работоспособность датчика RCWL-0516 без Arduino. Для индикации подключим к выходу OUT датчика светодиод. Когда датчик будет детектировать движение, на выходе OUT будет появляться напряжение 3.3 В, и светодиод будет загораться.
Схема подключения датчика RCWL-0516
А вот так это выглядит вживую:
Вывод срабатывания датчика RCWL-0516 на светодиод
Очевидно, что для чтения показаний датчика RCWL-0516 с помощью Arduino, достаточно прочитать логический уровень на любом входе. Например, будем использовать аналоговый вход A0. Но просто прочитать значение – слишком простая задача. Давайте будем передавать информацию о срабатывании датчика по радиоканалу на удалённое устройство. В роли удалённого устройства также будет Arduino. Радиоканал устроим с помощью уже известной нам пары XY-MK-5V и FS1000A (вот здесь и здесь).
Передатчик будет выглядеть так:
Передатчик показаний датчика RCWL-0516 на Arduino и FS1000A
Здесь данные с выхода OUT датчика RCWL-0516 поступают на аналоговый вход A0 Arduino. А выход TX (D0) последовательного порта Arduino идёт на ножку DATA передатчика. Питается и датчик движения, и передатчик напряжением с выхода 5V Arduino.
Для устойчивости радиоканала важно, чтобы по нему постоянно передавались данные. Причём это не должны быть одни нули.
Допустим, когда датчик RCWL-0516 в состоянии ожидания, мы будем передавать по радио число 0xF0 , а когда датчик фиксирует движение, будем передавать 0x0F . Когда датчик зафиксирует движение, также будем зажигать встроенный светодиод Arduino. Таким образом, скетч передатчика будет такой:
Скетч передатчика показаний датчика RCWL-0516 (разворачивается)
Давайте сначала подключим приёмник к компьютеру с помощью преобразователя UART-USB и посмотрим, что вообще мы принимаем из радиоэфира (см. статью для подробностей).
Данные, принимаемые из радиоэфира
Видно, что в целом мы видим то, что и хотим увидеть: числа 0x0f и 0xf0. Но встречаются и искажения информации, вызванные шумами радиоэфира, от которых придётся избавляться. Самый простой способ – брать несколько соседних значений. И если они все равны ожидаемому, то считаем это за срабатывание. Поэтому скетч для приёмника будет несколько сложнее.
Источник