RCWL-0516/RCWL-9196模块简介 & 微波感应模块简介
文档标识符：RCWL_0516_T-D-P23
作者：DLHC
审阅：DLHC
最后修改日期：2022.7.25
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TO DO：添加RCWL-9196芯片版图
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]
版图
图2.0-芯片(正)
图2.1-芯片(反)
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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