➤ 00微波雷達感應開關
今天剛剛接到在TB購買的 RCWL-0516微波感應開關[1] 子產品。和前幾天測試的 24G微波人體感應子產品[2] 相比，它（¥4.15）比起 24G微波人體感應子產品[3] (¥8.8)更加的便宜。
下面對于這款子產品進行初步的測試。
▲ RCWL-0516微波感應開關
➤ 01子產品的基本應用
1.外形和基本元件
- 采用專用信号處理控制晶片RCWL-9196
- 寬工作電壓範圍：4.0 ~ 28V
- 與傳統的紅外感應PIR相比，具有穿透探測能力；
- 封鎖時間距離可調整；
- 子產品可以輸出3.3V電源。
▲ RCWL-0516子產品外形
2.基本參數
▲ 子產品的基本參數性能
3.輸出管腳功能定義
▲ 子產品的輸出管腳定義
▲ 外部輸出管腳功能定義
- 3V3：子產品試試3.3V電源。100mA對外部的供電能力；
- GND : 子產品電源地；
- OUT：控制信号輸出。當監測區域内有物體移動時，OUT輸出高電平。C-TM可以設定重複出發時間。如果從出發時間内有觸發信号（有物體移動），持續輸出高電平。如果監測區域内沒有移動物體，輸出低電平。
- VIN：子產品電源輸入：4 ~ 28V
- CDS：觸發控制信号。小于0.7V，OUT一直輸出低電平。如果大于3.3V，檢測正常工作。CDS管腳外接光敏電阻，可以在白天關閉子產品功能。
4.使用說明
(1) C-TM：
調節觸時間。預設的出發時間為2s。增加電容容量會增加重複出發時間。實際計算重複出發時間可以通過如下操作确定：C-TM上貼上電容。測量9196的3管腳信号的頻率
。那麼重複出發時間T等于：
(2) R-CN
調節距離。接電阻，檢測距離變小。如果沒有接電阻，檢測距離在7M左右。接1MΩ左右時，探測距離約5M。客戶可以根據實際情況進行調節。
(3) R-CDS
内部VCC通過R-CDS與内部的1M電阻并聯到CDS（即RCWL-9196的PIN9）。CDS處接光敏電阻，可以關閉子產品檢測功能。可以根據實際需要環境亮度來設計中R-CDS值。
▲ 感應器的檢測範圍
➤ 02初步測試
1.靜态測試
- 供電+5V：工作電流大約2 ~ 3 mA。
2.各管腳電壓
| 3V3 | GND | OUT | VIN | CDS |
|---|---|---|---|---|
| 3.3V | 0V | 5V | 3.0V |
3.測試對于運動物體感應
在子產品前方運動手掌，上下運動或者前後運動，都可以引起子產品的輸出。手掌距離子產品大約50厘米左右。
▲ 測試對于手掌運動的感應
在子產品前方的一定區域，人體的運動均可以引起子產品的輸出感應信号。
➤ 03原理分析
1.原理圖
下圖給出了來自于 RCWL-0516原理圖[4] 給出的子產品的原理圖。這是由澳洲墨爾本的的 Roger Clark[5] （自由作家、咨詢師和開發工程師）給出的一些分析資料。
▲ Roger Clark
在上述原理圖中，提到RCWL-9196除了PIN8之外，其餘的各項功能都與 BISS0001[6] （專門用于PIR：人體熱釋電紅外傳感器檢測）IC。
微波核心是以微波半導體 MMBR941LT1[7] 組成的電容三點振蕩為核心的。但是該電路如何完成對微波反射（多普勒）信号的檢測的基本原理尚不太清楚。
2.在GITHUB上的資料
Jdesbonet在 GITHUB上關于給出了RCWL-0516資料[8] 。并對該子產品的基本原理進行的解釋。相關的實驗也驗證了子產品的部分性能。
關于RCWL-0516的工作頻率，Jdesbonnet通過HackRF One SDR Radio檢測到3.181GHz的載波。并顯示了傳感器前揮動手引起載頻的變化。
▲ 在子產品前揮動手所引起的載頻頻譜的變化
下面是相關的原理圖：
對于後期低頻信号處理采用了RWCL-9196晶片。其内部的功能框圖為：
▲ RCWL-9196内部功能圖
➤ 04進一步信号測量
通過03-2中GITHUB上的關于RCWL-9196内部的功能描述，可以看到在RCWL-9196的PIN16輸出了對于微波檢測信号的放大信号。
1.直接測試PIN16信号
使用示波器探頭可以測量到這個變化的信号。
▲ 在RCWL-9196PIN16管腳測量變化的信号
2.測量滑軌上運動單面覆銅闆
使用在博文 蝸杆單軌滑軌的驅動的統一接口[9] 提到的單軌滑軌帶動一塊 單面覆銅闆[10] 與RCWL-0516子產品相向運動。
由滑軌帶動的覆銅闆運動，引起RCWL-9196的PIN16管腳的電壓上下波動。
▲ 運動的單面覆銅闆引起電壓上下波動
3.舵機帶動敷銅闆擺動
使用舵機帶動覆銅闆進行前後擺動，測量RCWL-9196的PIN16管腳的輸出波形如下。
▲ 覆銅闆在舵機帶動下前後擺動
➤ 05采集波形分析
使用DS6104數字示波器采集RCWL-9196的PIN16波形進行分析。下圖使用采集模式為High Resolution模式，獲得的采集到的電壓波形。
▲ 舵機帶動覆銅闆前後擺動
➤ ※ 結論
通過對于購買到的RCWL-0516微波感應開關[1]電路進行初步分析，根據網站一些資料，可以基本獲得該子產品的工作特性以及内部工作信号。
通過對RCWL-9196的管腳16信号的測量，可以獲得微波信号進一步的包含運動物體豐富資訊的信号。關于這方面的進一步應用，可以今後展開。
參考資料
[1]
RCWL-0516微波感應開關: https://detail.tmall.com/item.htm?_u=lnvskcdf190&id=561279166895
[2]
24G微波人體感應子產品: https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/108564703
[3]
24G微波人體感應子產品: https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z09.2.0.0.79e32e8dPTLS68&id=37463183118&_u=lnvskcd6ef8
[4]
RCWL-0516原理圖: 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]
[8]
[9]