RCWL0516 Arduino ile Mikrodalga Mesafe Sensörü Modülü

Mesafe sensörleri, yüksek frekanslar göndererek hedefin mesafesini ölçmek için kullanılır. Mikrodalgalar, iletişim amacıyla kullanılan VHF / UHF bantlarına sahip elektromanyetik dalgalardır. Kısa mikrodalgalar, özellikle radarlarda, alarm sistemlerinde ve insan vücudu algılamada algılama uygulamalarında kullanılır. RCWL0516, hareket eden bir kişi tarafından yayılan kızılötesi ışığı kullanan pasif kızılötesi hareket sensörlerinin yerini almak üzere oluşturulmuş bir mikrodalga mesafe sensörüdür. RCWL0516, hareketli nesneleri algılamak için bir doppler efekti tekniği kullanır.

Bu eğitim, bileşenlerini, bağlantılarını, konfigürasyonunu, özelliklerini, teknik özelliklerini, arayüzünü, 2D modelini ve uygulamalarını tartışacaktır.

RCWL0516 Bileşenleri

Aşağıdaki şekil bir RCWL0516 modülünün bileşenlerini göstermektedir:

Modül, bir Giriş / Çıkış bloğu, bir RCWL0516 IC ve RF Anteni ve bazı isteğe bağlı bağlantılara sahip bir Amplifikatör bloğundan oluşur.

RCWL0516 Pin Çıkışı

RCWL0516 Mikrodalga Mesafe Sensörü Dedektör Modülünün pin çıkışı aşağıdadır:

PIN konfigürasyonu

Tablodaki pim yapılandırma ayrıntısı aşağıda belirtilmiştir:

Numara	Pin Adı	Fonksiyon
1	3V3	3.3V çıkış pini
2	GND	Zemin pimi
3	DIŞARI	Analog sensör çıkış pini
4	VIN	Güç Kaynağı pimi
5	CDS	Sensör devre dışı bırakma pimi

Özellikler ve Spesifikasyonlar

• Giriş Çalışma Voltajı: 4 - 28 Volt
• Çalışma Frekansı: 3.2 GHz
• Çalışma Akımı: 2.8 - 3.0 mAmper
• Güç İletimi: 20 - 30 watt
• Çıkış pimi Voltajı: 3,3 Volt
• Çıkış pimi Akımı: 100 Amper
• Çalışma Sıcaklığı: -200C - 800C
• Aralık: 3 - 7 metre
• Bazı ayrıntılı özellikleri şunlardır:
• Çıkış pini, bir hareket algılandığında YÜKSEK (3,3V) olur.
• 3.3V çıkış pini, 2-3 saniyelik sonlu bir YÜKSEK süreye sahiptir.
• CdS (Fotodirenç) pini 0,7 Volt'tan az ise, çıkış pimi DÜŞÜK durumda kalır.
• Geniş çalışma voltaj aralığı
• Kör açı tespitinden yoksun

Giriş / Çıkış Bloğu: Bu blok, mikro denetleyicilere ve diğer elektronik bileşenlere güç kaynağı pinleri ve I / O pin bağlantıları içerir.

RCLW0516 IC: IC, doppler efekti tekniğinin uygulanmasından sorumlu bir sistemdir ve PIR'den daha az hataya eğilimlidir.

RF Amplifikatörü ve Anten: Modülün radyo dalgalarını güçlendirmek için bir amplifikatör ile gelen dalgaları yakalamak için dahili bir anten.

Kondansatörler ve NPN Transistör: Kondansatörlerin yanında bir NPN transistörü ve bir indüktör, belirli bir yüksek frekansta salınımlar üretir. Basit bir deyişle, bir Colpitts osilatörü olarak çalışır. Kondansatörler ayrıca sinyallerin ayrıştırılmasından ve filtrelenmesinden sorumludur.

CDS: Modülün yalnızca karanlıkta çalışmasını sağlamak için modüle bir ışık direnci eklemek için bir pim. Aynı zamanda bir etkinleştirme / devre dışı bırakma kontrolü olarak da işlev görür.

Modülü ihtiyaca göre değiştirmek için C-TM, R-CDS, R-GN kullanılır. C-TM, bir kondansatör ilavesiyle pinin tetikleme süresini uzatmak için kullanılır.

Foto direncin sınır değerini değiştirmek için, R-CDS uygun bir dirence bağlanmalıdır. Son olarak, R-GN, sensörün ölçüm mesafesini ayarlamamıza yardımcı olabilir. Bir dirence takmak, sensörün menzilini azaltabilir.

RCWL0516 nasıl çalışır?

Entegre anten, mikrodalga sinyallerini yakalar ve üretir. Anten yansıyan bir sinyal aldığında, bunu miksere / amplifikatöre gönderir. İletilen ve yansıtılan sinyali karıştırır ve aralarındaki fark daha sonra işlenmek üzere IC'ye iletilir. IC, gövde ile sensör arasındaki mesafeyi gösterecek bir çıkış voltaj sinyali gönderecektir.

Arduino ile kullanımı

Bu hareket algılama sensörü modülünü mikro denetleyicilerle arayüzlemek kolaydır. Gösteri amacıyla, bu eğitimde bir Arduino kullanacağız . RCWL0516 ile Arduino'nun arayüzünü kurmak bağlantılar yapmaktır. Bağlantı şeması aşağıda gösterilmiştir:

Pin konfigürasyonu aşağıdaki gibidir:

RCWL0516 Modülü	Arduino UNO
GND	GND
VIN	5V
DIŞARI	D10

CDS pini, modüle bir foto direnç eklemek ve sensörün yalnızca karanlıkta çalışmasını sağlamak için bir seçenek sunar. Kablo bağlantılarını buna göre yapın. Bağlantıları yaptıktan sonra Arduino kodunu yükleyin. Sonuçları gözlemlemek için Seri Monitörü açın. Bir hareket algılanır algılanmaz, seri monitör bir mesaj gösterecektir.

Arduino Kodu

Bu hareket dedektör sensörü bir hareket algıladığında çıkış pinini 2-3 saniye aktif yüksek duruma tetikler ve ardından tekrar aktif düşük duruma geçer.

int detectPin = 10;
bool detect = false;
int led = 13;
void setup() {
 Serial.begin(115200);
 Serial.println("Starting...\n");
 pinMode (detectPin, INPUT);
 pinMode (led, OUTPUT);
}

void loop() {

 detect = digitalRead(detectPin);
 if(detect == true) {
 digitalWrite(led, HIGH);
 Serial.println("Movement detected");
 }
 else {
 digitalWrite(led, LOW);
 }
 delay(1000);
}

Yukarıdaki kodun çıktısını görmek için kodu Arduino kartına yükleyin. Bundan sonra, 115200 baud hızı seçerek Arduino IDE seri monitörü açın. Şimdi, RCWL0516 mikrodalga sensörünün önünde bir hareket olduğunda, sensörü algılayacak ve Arduino seri monitöründe "Hareket algılandı" mesajını gösterecektir. Ayrıca Arduino'nun D13 pinine bağlı olan onboard led de yanar.

RCWL0516 Alternatif Seçenekler

• SEN0192
• HC-SR04

Başvurular

• Ev Otomasyon sistemleri
• Radarlar
• Hırsız alarm sistemleri

Bu modül, hırsız alarmlarında ve güvenlik ışıklarında yaygın olarak kullanılan tanınmış PIR (Pasif Kızılötesi Sensör) hareket sensörlerine bir alternatif olarak tasarlanmıştır . Çip üzerinde 3,3V sağlayan dahili bir voltaj regülatörü de dahil olmak üzere tüm temel elektronik bileşenleri içerir.

PIR sensörü gibi, bu sensör de yalnızca kendi algılama menzilinde hareket eden bir şeyi algılar, ancak hareket eden bir kişiden gelen siyah cisim radyasyonunu (kızılötesi) algılamak yerine, bu sensör, herhangi bir türü algılamak için bir "Mikrodalga Doppler radarı" tekniği kullanır. hareketli nesneler.

Boyut:

Yaklaşık 7 metre hassasiyet aralığına sahiptir. Tetiklendiğinde, TTL seviyesi çıkış pini (OUT), inaktif durumuna (DÜŞÜK) dönmeden önce 2 ila 3 saniye süreyle LOW'dan (0 V) HIGH'a (3,3 V) değişir.

Özellikler:

1. Çalışma Voltajı: 4-28V
2. Çalışma Akımı: 2.8mA (tipik); 3mA (maks.)
3. Algılama Mesafesi: 5-7m
4. İletim Gücü: 20mW (tipik); 30mW (max)
5. Çıkış Voltajı: 3.2-3.4V
6. Çıkış Voltajı Akım Kapasitesi: 100mA
7. Tetikleme Modu: Tekrar Tetikleme
8. Düşük Çıkış Seviyesi: 0V
9. Çıkış Seviyesi Yüksek: 3.3V
10. Çalışma Sıcaklığı: -20º 80º Celsius'a
11. Saklama Sıcaklığı: -40º - 100º Santigrat

Özelliklerinden görüldüğü gibi, sensör geniş bir güç aralığını işleyebilir: 4 ila 28 V arası Çıkış pimi, işitsel veya görsel bir göstergeyi çalıştırma veya hatta onu girişe bağlama gibi çok sayıda görev için kullanılabilir. işlem için bir mikro denetleyicinin.

Takıldığında, modülün önünde metal parçalardan kaçının. Benzer şekilde, modülün önünde ve arkasında daima en az 1 cm boş alan bırakın.

Çıkış pimleri:

CDS - Sensör devre dışı bırakma girişi (düşük = devre dışı)
VIN - 4 ila 28V DC güç girişi
OUT - HIGH (3.3V) hareket algılandı / DÜŞÜK (0V) devre dışı
GND - Toprak / 0V
3V3 - Düzenlenmiş DC çıkışı (100mA maks.)

LDR isteğe bağlıdır. Takılıysa, gün ışığı aldığında modülün çalışmasını engeller. Sensör güvenlik ışıklarını açmak için kullanıldığında yararlı bir işlev haline geldiği açıktır, çünkü gün ışığı olduğunda açmayı durduracaktır çünkü gün ışığı ile aydınlatma gerekli değildir.

Algılama mesafesi ve bir algılama olduğunda modül çıkışının süresi, devre kartının arkasındaki bazı lehim noktalarına pasif bileşenler eklenerek ayarlanabilir.

Farklı ayarlamalar yapmak için isteğe bağlı elemanlar, C-TM , R-GN ve R-CDS olarak işaretlenmiş noktalara lehimlenmiştir (aşağıda, plakanın lehim tarafının görüntüsü).

Işığa bağlı bir direnç LDR'nin ( CDS olarak işaretlenmiş ) ekleneceği lehim noktaları vardır . CDS giriş pini , gerekirse sensörde devre dışı bırakma (ortam ışığı algılama seçeneğini geçersiz kılma) işlevi görür.

C-TM: Tekrar etkinleştirme süresini ayarlar (varsayılan: 2 saniye). Bir kondansatör eklemek, açma süresinin daha uzun bir tekrarını verecektir.

R-GN: algılama mesafesinin ayarlanması (varsayılan olarak 7 metre). Algılamaya bir direnç eklenerek mesafe kısaltılacaktır. 1MΩ direnç ile bağlanırsa, algılama aralığı yaklaşık 5m'dir.

R-CDS: Bir direnç ekleyerek (1MΩ dahili dirence paralel olarak), kullanıcı ışık algılama eşiğini kendi ihtiyaçlarına göre değiştirebilir. Bu, yalnızca devre kartının ön tarafındaki lehim noktalarına ( CDS ) lehimlenen bir ışık sensörü olduğunda geçerlidir .

47–100K direnç, standart 5 mm LDR ile iyi çalışır.

İşleyiş

Modül elektroniklerinin eşit derecede önemli iki bölümü vardır: MMBR941M yüksek frekanslı NPN transistörüne dayalı bir mikrodalga frekans verici / alıcı / karıştırıcı ve bir RCWL-9196 entegre devresine dayalı çok daha düşük bir frekans bölümü .

Teknik olarak, mikrodalga bölümü , devre kartı izlerinden yapılmış gerekli indüktöre (ve kapasitörlere) sahip bir " Colpitt osilatörüne " benziyor . İndüktör (~ 10 nH), üst yüzeydeki S eğrisinin izidir ve kondansatörler, alt yüzeydeki halka yapısı ve ayrıca S eğrisinin solundaki dikdörtgen bloktur.

Yönetim kurulu devresi

Bileşenlerin konumu

Çip devresi

İki çıkış modu

Bir test devresi

Herhangi bir şeye girmeden önce, donanıma ve ilk kurulum / çalıştırma prosedürüne aşina olmanızı ve bazı küçük deneyler yapmayı denemenizi tavsiye ederim.

RCWL-0516'yı sadece bir güç kaynağı ve çıkışında bir LED ile kullanabilmenize rağmen, hareket algılandığında harekete geçmek için daha fazla akım gerektiren harici yükleri kontrol etmek için bir röle sürücü devresi eklenebilir.

İlk testin şeması:

Modülün OUT pini ile 16 pimli yonganın ( RCWL-9196 ) gerçek çıkış pini arasında 1kΩ direnç olduğu için 1k direncin (R1) gerekli olmadığına dikkat edin .

Röle ( RL1 devresinde) standart ile tahrik edilir BC547'nin veya 2N3904 transistor ( T1 ) ve bir "röle" vardır göstergesi ( LED1 ) olup röle aktif halde olduğu zaman açılır. İsterseniz farklı voltajdaki diğer röleleri de kullanabilirsiniz. Bununla birlikte, bu durumda, güç kaynağı girişinin (5V olan) değiştirilmesi gerekir (elbette birkaç başka küçük değişiklikle). 2 pimli konektör ( JP1 ) gelecekteki testler için ayrılmıştır ve yalnızca modüle bir ışık sensörü bağlandığında kullanılabilir.

Doppler etkisi

Prensip olarak, Doppler etkisi , hareket eden bir nesneden yansıyan sinyalin bir alıcısı tarafından alınan frekanstaki bir değişikliktir. Doppler radarlarında, hareket eden bir nesneyi tespit etmek için modüle edilmemiş bir sinyal ( CW ) kullanılabilir . Sensör alıcı, iletilen sinyali bir hedeften yansıyan sinyal ile işler.

Doppler etkisi nedeniyle, bir nesnenin antene göre hareket hızı, frekansta bir değişikliğe neden olur. Doppler frekansının (alıcıda elde edilen frekans) saniyede hedef tarafından gönderilen sinyal frekansının yarım dalga sayısı olduğunu basitçe tahmin edebilirsiniz. Daha yüksek bir hız, daha yüksek bir Doppler frekansı üretecektir. Sinyalin fazını tespit etmek için bir düzenlemeye sahip böyle bir sistem, hedefin hareketinin yönünü de gösterebilir: yaklaşan nesneler daha yüksek bir frekans üretirken, uzaklaşan nesneler sesli sinyalinkinden daha düşük bir frekans üretir.

Colpitts osilatör

Colpitts osilatör popüler bir türüdür LC osilatör tarafından icat Edwin Colpitts Aşağıdaki şekil, tipik bir Colpitts bir göre osilatör 1918 BJT bir ile tank devresinin bir indüktör eder, L kapasitörler seri kombinasyonu paralel olarak bağlı olan C1 ve C2 . Colpitts osilatörünün frekansı, tank devrenizin bileşenlerine bağlıdır ve basit bir formül kullanılarak hesaplanabilir (şekle bakın). Örneğin: L = 27 uH, C1 = 1 nF ve C2 = 15 nF ise, F = 1 MHz Colpitts osilatörünün değişen endüktans veya kapasitans ile ayarlanabileceğini unutmayın.

Bir Colpitts osilatörünün şeması

Bence RCWL-0516 mikrodalga sensörü, yaygın PIR sensörüne güçlü bir alternatif, ancak bu model çok sınırlı (seyrek) belgelere sahip ve bu da onu yeni başlayanlar için bir sorun haline getiriyor. Bulunan "Çince" materyali okumanın yanı sıra, birilerinin hızlı bir şekilde kullanabilmesi için bazı bilgiler eklemek için bazı araştırmalar da yapılmıştır. Şu anda bu sensör modülü için hareket algılama uygulaması dışında bir kullanım bulunmamakla birlikte, fonksiyon eklemek veya değiştirmek için kolayca uyarlanabilir. Bunlardan biri, uzaklaşan veya yaklaşan nesnelerin yörüngelerinin daha ayrıntılı bir şekilde ayrılması olacaktır. RF emisyon özelliklerinden dolayı sensörler birbirlerinin 1 metre yakınına yerleştirilmemelidir, ancak doğru mesafeye yerleştirilmiş iki sensör ile hareketli nesnenin sağdan sola mı yoksa tam tersi mi, soldan sağa mı hareket ettiğini bilmek de mümkün olacaktır. Her iki algılamayı, yani yaklaşma ve uzaklaşma ve sensörlere göre yatay yönde hareket birleştirilerek, tespit edilen nesnenin izlenen alanda nasıl hareket ettiğine dair ayrıntıların bilinmesi mümkün olacaktır.

ANA SAYFAYA DÖN
Bahadır ÖZGEN
Electronic Robotic Coding Research and Development 1975 - ∞
Learn Forever
If you want, let's learn together...
https://roboticcode2020.blogspot.com/
bahadirozgen1975@gmail.com
facebook    robotic.code
instagram    @roboticcode

Sayfalarımı ziyaret ettiğiniz için teşekkür ederim.Bu sitede mevcut olan içerikler kendi oluşturduğum projeler yazı,resim ve videolardan oluşmaktadır.İçerik oluşturmak çok uzun sürdüğü için bazı projelerde yurtdışı kaynaklardan faydalandım.Buradaki amacım ticari değildir.Kaynağı belli olan ve bizim kaynağına ulaşabildiğimiz materyal (yazı, fotoğraf, resim, video v.b.) için ilgili konularda fotoğraflarda logo varsa v.b. not olarak gösterilecektir.Sitemizde yayınlanan tüm içerik, bizim tarafımızdan ve internet üzerinden youtube, facebook ve blog gibi paylaşıma sunulmuş kaynak sitelerden alındığı için, sitemiz yasal yükümlülüğe tabi tutulamaz. Sitemizde telif haklarının size ait olduğu bir içerik varsa ve bunu kaldırmamızı isterseniz, iletişim sayfamızdan bizimle iletişime geçtiğiniz takdirde içerik yayından kaldırılacaktır.Bu konu ve modüller ile uğraşarak, ileride çok güzel makine ve elektronik aletler yapabilirsiniz.