Датчики. RCWL-0516
Хочу рассказать вам о своих впечатлениях от микроволнового датчика движения RCWL-0516.
Это очень дешевые датчики (от 25 руб/шт), по сравнению с пассивными инфракрасными (от 50 руб/шт). В Интернете о них пишут разное, поэтому я решил проверить, что есть на самом деле. Заказал 5 шт.
Пришла вот такая пластиночка (один я уже отломил).
Основой датчика является микросхема RCWL-9196, который оснащён передатчиком и приёмником. Датчик сработает если приёмник примет сигнал, частота которого незначительно отличается от частоты сигнала передатчика. А это происходит при приближении или удалении предмера от датчика (эффект Доплера).
Собственно генератор СВЧ с частотой около 3 ГГц собран на транзисторе MMBR941M. Так ка частота очень высокая, то индуктивность (она же является антенной) выполнена печатным способом, так же как и конденсаторы генератора, который собран по схеме Колпитца. Для выделения разностного сигнала между частотой передачи и частотой приема применен ФНЧ с частотой среза около 150 кГц. Но, как пишут некоторые авторы в сети, при быстром приближении или удалении предмета от датчика разность частот может достигать 1 МГц.
При наличии разностного сигнала на выходе датчика низкий логический уровень меняется на высокий (3,3 В). Кроме того, микросхема обеспечивает задержку включения. Т.е. после того, как датчик сработал, он становиться нечувствительным к телодвижениям на определенный период (по умолчанию на 3 сек) (точно также, как и ИК-датчик HC-SR501, но там можно это время плавно регулировать). После этой паузы на его выходе вновь появляется низкий логический уровень, он просыпается и готов вновь ловить ваши движения.
На обратной стороне платы вытравлены структуры, являющиеся обкладками конденсаторов СВЧ генератора. Также есть места для установки резистора, регулирующего чувствительность (как пишут 1 МОм дальность снижается до 5-ти метров). У меня нен smd-резисторов (да и конденсаторов тоже), но в сети об этой возможность очень разные отзывы: у кого-то получилось, а у кого-то и нет.
С конденсатором задержки все проще тут все работает в соответствии с формулой T=(1/C)*32678, которую я так и не смог разгадать, но об этом позже.
Фоторезистор я не подключал и регулировать его срабатывание не пробовал. Рекомендуют к точкам R-CDS подключить переменный резистор, настроить освещенность, при которой включается датчик, затем замерить сопротивление переменного резистора и впаять постоянный ближайшего номинала.
Думаю, назначение портов датчика не требуют пояснений, кроме вывода COS. При подачи на этот вход низкого логического уровня (О В), датчик перестает реагировать на телодвижения.
Во-первых, датчик имеет широкий диапазон напряжения питания: от 4 до 28 В. Во-вторых, у него большой радиус действия — около 7 метров. В третьих, в микросхеме есть стабилизатор 3,3 В, выход которого можно использовать для питания внешних устройств, но более 50 мА оттуда лучше не брать. Имейте в виду, что при собственном потреблении тока датчиком около 3 мА, при подключении нагрузки к стабилизатору 3,3 В ток соответственно увеличится. Мощность излучения — 10-20 мВт.
Это все теория, а теперь к практике. Я собрал схемку для индикации работы датчика.
В качестве транзистора взял обычный КТ315. При движении датчик срабатывал, загорался светодиод.
Задержка после включения составляла около 2 с. Так как для регулирования времени задержки можно использовать выводной транзистор, я подпаял туда (см. рис. 3) керамический емкостью 0,1 мкФ. Время задержки увеличилось до 30 с.
По дальности претензий нет, на расстоянии 6 м датчик уверенно срабатывал при перемещении моего тела. А вот с движением рук проблемы были. Оказалось, что антенна датчика имеет свою диаграмму направленности. Максимум чувствительности наблюдался по направлению, перпендикулярном плоскости платы со стороны монтажа деталей. Наименьшая чувствительность была в плоскости платы. С обратной стороны платы чувствительность была меньше, чем со стороны монтажа, но больше, чем в плоскости платы. В сети я нашел данные, что раскрыв диаграммы направленности в плоскости, перпендикулярной плоскости антенны, около 120 градусов. Я с этим согласен.
Меня здорово поразила разница в мнениях по поводу проникающей способности излучения датчика. Одни писали, что для него прозрачны кирпичные стены и металл, другие писали, что металл и железобетон экранируют излучение. Я, конечно, проверил. Оказалось, что кирпичная стена толщиной 1,5 кирпича, стена из пеноблоков толщиной 400 мм + штукатурка, деревянный сруб толщиной 450 мм, стена из двух слоев фанеры 6мм + шлаковата 50мм + с каждой стороны теплоизоляция 6 мм с одним слоем фольги — все они оказались непроницаемыми для излучения датчика. Через ДСП толщиной 15 мм излучение проходило.
С металлом оказалось гораздо сложнее и неоднозначнее. Вначале, чтобы избежать замыканий, я одел плату датчика в полиэтиленовый пакетик из-под радиодеталей. Затем положил плату в П-образный профиль из меди толщиной 1 мм.
Источник
Датчики. RCWL-0516
Хочу рассказать вам о своих впечатлениях от микроволнового датчика движения RCWL-0516.
Это очень дешевые датчики (от 25 руб/шт), по сравнению с пассивными инфракрасными (от 50 руб/шт). В Интернете о них пишут разное, поэтому я решил проверить, что есть на самом деле. Заказал 5 шт.
Пришла вот такая пластиночка (один я уже отломил).
Основой датчика является микросхема RCWL-9196, который оснащён передатчиком и приёмником. Датчик сработает если приёмник примет сигнал, частота которого незначительно отличается от частоты сигнала передатчика. А это происходит при приближении или удалении предмера от датчика (эффект Доплера).
Собственно генератор СВЧ с частотой около 3 ГГц собран на транзисторе MMBR941M. Так ка частота очень высокая, то индуктивность (она же является антенной) выполнена печатным способом, так же как и конденсаторы генератора, который собран по схеме Колпитца. Для выделения разностного сигнала между частотой передачи и частотой приема применен ФНЧ с частотой среза около 150 кГц. Но, как пишут некоторые авторы в сети, при быстром приближении или удалении предмета от датчика разность частот может достигать 1 МГц.
При наличии разностного сигнала на выходе датчика низкий логический уровень меняется на высокий (3,3 В). Кроме того, микросхема обеспечивает задержку включения. Т.е. после того, как датчик сработал, он становиться нечувствительным к телодвижениям на определенный период (по умолчанию на 3 сек) (точно также, как и ИК-датчик HC-SR501, но там можно это время плавно регулировать). После этой паузы на его выходе вновь появляется низкий логический уровень, он просыпается и готов вновь ловить ваши движения.
На обратной стороне платы вытравлены структуры, являющиеся обкладками конденсаторов СВЧ генератора. Также есть места для установки резистора, регулирующего чувствительность (как пишут 1 МОм дальность снижается до 5-ти метров). У меня нен smd-резисторов (да и конденсаторов тоже), но в сети об этой возможность очень разные отзывы: у кого-то получилось, а у кого-то и нет.
С конденсатором задержки все проще тут все работает в соответствии с формулой T=(1/C)*32678, которую я так и не смог разгадать, но об этом позже.
Фоторезистор я не подключал и регулировать его срабатывание не пробовал. Рекомендуют к точкам R-CDS подключить переменный резистор, настроить освещенность, при которой включается датчик, затем замерить сопротивление переменного резистора и впаять постоянный ближайшего номинала.
Думаю, назначение портов датчика не требуют пояснений, кроме вывода COS. При подачи на этот вход низкого логического уровня (О В), датчик перестает реагировать на телодвижения.
Во-первых, датчик имеет широкий диапазон напряжения питания: от 4 до 28 В. Во-вторых, у него большой радиус действия — около 7 метров. В третьих, в микросхеме есть стабилизатор 3,3 В, выход которого можно использовать для питания внешних устройств, но более 50 мА оттуда лучше не брать. Имейте в виду, что при собственном потреблении тока датчиком около 3 мА, при подключении нагрузки к стабилизатору 3,3 В ток соответственно увеличится. Мощность излучения — 10-20 мВт.
Это все теория, а теперь к практике. Я собрал схемку для индикации работы датчика.
В качестве транзистора взял обычный КТ315. При движении датчик срабатывал, загорался светодиод.
Задержка после включения составляла около 2 с. Так как для регулирования времени задержки можно использовать выводной транзистор, я подпаял туда (см. рис. 3) керамический емкостью 0,1 мкФ. Время задержки увеличилось до 30 с.
По дальности претензий нет, на расстоянии 6 м датчик уверенно срабатывал при перемещении моего тела. А вот с движением рук проблемы были. Оказалось, что антенна датчика имеет свою диаграмму направленности. Максимум чувствительности наблюдался по направлению, перпендикулярном плоскости платы со стороны монтажа деталей. Наименьшая чувствительность была в плоскости платы. С обратной стороны платы чувствительность была меньше, чем со стороны монтажа, но больше, чем в плоскости платы. В сети я нашел данные, что раскрыв диаграммы направленности в плоскости, перпендикулярной плоскости антенны, около 120 градусов. Я с этим согласен.
Меня здорово поразила разница в мнениях по поводу проникающей способности излучения датчика. Одни писали, что для него прозрачны кирпичные стены и металл, другие писали, что металл и железобетон экранируют излучение. Я, конечно, проверил. Оказалось, что кирпичная стена толщиной 1,5 кирпича, стена из пеноблоков толщиной 400 мм + штукатурка, деревянный сруб толщиной 450 мм, стена из двух слоев фанеры 6мм + шлаковата 50мм + с каждой стороны теплоизоляция 6 мм с одним слоем фольги — все они оказались непроницаемыми для излучения датчика. Через ДСП толщиной 15 мм излучение проходило.
С металлом оказалось гораздо сложнее и неоднозначнее. Вначале, чтобы избежать замыканий, я одел плату датчика в полиэтиленовый пакетик из-под радиодеталей. Затем положил плату в П-образный профиль из меди толщиной 1 мм.
Источник