El sensor de movimiento de radar de microondas RCWL-0516 es una poderosa herramienta que puede ser utilizada en una variedad de proyectos Arduino. En este artículo, te explicaremos cómo funciona este sensor y cómo puedes conectarlo a tu placa de Arduino para crear proyectos de detección de movimiento de forma sencilla y efectiva. ¡Sigue leyendo para descubrir todo lo que necesitas saber sobre este fascinante dispositivo!
Para la mayoría de nuestros proyectos Arduino que necesitan saber si alguien ha entrado o salido del área, el sensor PIR es una excelente opción. Sin embargo, como sólo detectan los movimientos de los seres vivos, generan menos falsas alarmas.
Un sensor de microondas como el RCWL-0516 es ideal en este caso. El sensor de microondas RCWL-0516 detecta cualquier movimiento de objetos y no depende de firmas de calor, lo que lo hace más confiable en ambientes calurosos donde un sensor PIR puede no ser tan efectivo.
Antes de entrar en detalles, primero comprendamos cómo funciona realmente el sensor RCWL-0516.
¿Cómo funciona el radar Doppler?
El módulo RCWL-0516 utiliza un “radar Doppler”, un radar especial que utiliza el efecto Doppler (también conocido como desplazamiento Doppler) para detectar movimiento y activar advertencias de proximidad.
¿Qué es el efecto Doppler?
El efecto Doppler, llamado así en honor al físico austriaco Christian Doppler que lo propuso en 1842, describe el cambio de frecuencia que observa un observador estacionario cuando la fuente de frecuencia se mueve. Esto se aplica a todo tipo de ondas como el agua, la luz, la radio y el sonido.
Has escuchado este efecto muchas veces, quizás sin darte cuenta, cuando la sirena se vuelve más silenciosa cuando pasa una ambulancia.
A medida que la ambulancia se acerca, las ondas sonoras de la sirena se comprimen a una distancia más corta, lo que aumenta su frecuencia, lo que percibimos como un tono más alto. Lo contrario sucede cuando la ambulancia se aleja de usted, lo que hace que la frecuencia de las ondas sonoras y el tono sean más bajos. Como resultado, se puede escuchar una caída notable en el tono cuando pasa la sirena.
Un radar Doppler funciona reflejando una señal de microondas de un objetivo deseado y midiendo la frecuencia de la señal devuelta. Al analizar cómo el movimiento del objetivo cambió la frecuencia de la señal transmitida, se puede medir la velocidad del objetivo.
Es posible que haya visto a agentes de policía utilizando radares de velocidad para detectar a las personas que circulan a alta velocidad. Estos radares de velocidad, al igual que otros tipos de radar, constan de un transmisor y un receptor de microondas. Emiten una señal de microondas y la reciben después de que rebota en el objetivo.
Debido al efecto Doppler, la frecuencia de la señal de microondas reflejada difiere de la de la señal transmitida a medida que el objeto se acerca o se aleja del arma.
Cuando un automóvil se acerca al radar, la frecuencia de la señal devuelta es mayor que la frecuencia de la señal transmitida; A medida que el coche se aleja, la frecuencia es menor.
Basándose en esta diferencia, el radar calcula la velocidad del vehículo desde el que se reflejó la señal.
Descripción general del hardware RCWL-0516
El RCWL-0516 es un sensor activo, no pasivo como el infrarrojo pasivo (PIR) HC-SR501. Emite microondas con una frecuencia de aproximadamente 3,18 GHz y mide la radiación reflejada.
El RCWL-0516 en sí es bastante simple y funciona desde el primer momento. Simplemente aplique energía entre 4V-28V y tierra. La salida del sensor pasa a ALTO durante dos segundos cuando se detecta movimiento y pasa a BAJA cuando está inactivo (no se detecta movimiento).
Y lo mejor es que puede detectar movimiento a una distancia de hasta 7 metros y solo consume menos de 3 mA de energía.
RCWL-9196 CI
El corazón del sensor es un controlador de radar Doppler IC – RCWL-9196. Este IC es muy similar al IC BISS0001 utilizado en sensores PIR.
El chip también admite disparos repetidos y tiene un rango de detección de 360 grados sin puntos ciegos.
Antena de microondas y amplificador de potencia RF.
El corazón del circuito de RF es un amplificador de potencia de RF MMBR941M. Toma una señal de RF de baja potencia y la amplifica a un nivel de potencia más alto. Normalmente, este amplificador de potencia de RF controla la antena del sensor.
Dado que la antena de microondas está integrada en la propia placa, el RCWL-0516 se ha convertido en una unidad completamente autónoma.
Actuación
El RCWL-0516 consume menos de 3 mA de corriente y funciona entre 4 y 28 voltios, lo que lo convierte en un componente ideal para un diseño alimentado por batería.
Además, cuenta con un regulador de voltaje de 3,3 V que puede suministrar hasta 100 mA de corriente para alimentar circuitos externos.
Especificaciones técnicas
Aquí están las especificaciones:
| Tensión de funcionamiento | 4-28 V (normalmente 5 V) |
| Distancia de detección | 5-7 metros |
| Consumo máximo de corriente | ~2,7 mA |
| Frecuencia de trabajo | ~3,18GHz |
| Rendimiento de transmisión | 30 mW (máx.) |
| Longitud de la señal | ~ 2 segundos |
| Salida regulada | 3,3 V, 100 mA |
Componente opcional – LDR
El RCWL-0516 también admite una resistencia dependiente de la luz (LDR) opcional, que permite que el dispositivo funcione solo en la oscuridad. Esto es útil para construir sistemas de iluminación sensibles al movimiento.
En realidad, hay dos formas de conectar un LDR al sensor.
- Usando las dos almohadillas CDS en la parte superior del sensor.
- Usando el pin CDS en la parte inferior y conectando su LDR entre medio y tierra.
¿Qué significa CDS?
CDS significa sulfuro de cadmio, que es el componente fotoactivo en la mayoría de los LDR. Por esta razón, a los LDR a veces se les llama fotorresistores CDS.
Configuración del puente RCWL-0516
Si observa de cerca el módulo, notará tres puentes de soldadura en la parte posterior.
Al completar estos puentes con resistencias y condensadores apropiados, puede cambiar la configuración predeterminada del sensor:
C-TM (ajuste de la longitud del pulso): Al equipar el C-TM con un condensador SMD adecuado, puede ampliar la longitud del impulso de salida. La duración del pulso predeterminada es de 2 segundos. Los valores de condensador más altos dan como resultado pulsos más largos. Por ejemplo, 0,2 µF extiende el pulso de salida a 50 segundos, mientras que 1 µF lo extiende a 250 segundos.
R-GN (ajuste del rango de detección): Al equipar el R-GN con una resistencia adecuada, puede reducir el rango de detección del sensor. De forma predeterminada, el rango de detección está establecido en 7 m. Una resistencia de 1M reduce el rango de detección a 5m, mientras que una resistencia de 270K lo reduce a 1,5m.
R-CDS (ajuste de sensibilidad a la luz): Esta es una alternativa a soldar el LDR. Cualquier resistencia en el rango de 47K – 100K es suficiente. Cuanto menor sea el valor, más brillante debe ser la luz para desactivar el obturador.
RCWL-0516 Configuración de pines del sensor
El sensor RCWL-0516 tiene las siguientes conexiones:
3V3 es la salida del regulador integrado de 3,3 V, no la entrada de la fuente de alimentación. Si necesita una salida limpia de 3,3 V para alimentar circuitos lógicos externos, puede utilizarla. Puede entregar una corriente de hasta 100 mA.
Tierra es el pin de tierra.
FUERA DE El pin es la salida lógica TTL de 3,3 V. Se pone ALTO durante dos segundos cuando se detecta movimiento y se pone BAJO cuando está inactivo (no se detecta movimiento).
Número de chasis es la fuente de alimentación para el sensor. Puede conectar un voltaje de entrada entre 4 y 28 V a este pin, pero generalmente se usa 5 V.
CDS Puede conectar una resistencia dependiente de la luz (LDR) a los pines. Al agregar este componente, el RCWL-0516 solo puede funcionar en la oscuridad.
Experimento 1: uso del sensor RCWL-0516 como unidad independiente
Una de las razones por las que el sensor RCWL-0516 es extremadamente popular es que es un sensor muy versátil y bastante capaz por sí solo. Puedes aumentar aún más la versatilidad conectándolo a un microcontrolador como un Arduino.
Para nuestro primer experimento, usaremos el RCWL-0516 para mostrar lo útil que es por sí solo.
El cableado para este experimento es muy sencillo. Conecte las baterías al VIN y GND del sensor y un pequeño LED rojo al pin de salida mediante una resistencia limitadora de corriente de 220 Ω. ¡Eso es todo!
Ahora, cuando el RCWL-0516 detecta movimiento, el pin de salida pasa a “ALTO” y el LED se enciende.
Puede conectar esta salida directamente al módulo de relé si desea encender o apagar algo en función del movimiento.
Las señales de radar pueden atravesar materiales no conductores como el plástico. Esto significa que puedes alojar uno de estos sensores en una caja de plástico si quieres ocultarlo o protegerlo de daños accidentales.
Experimento 2: agregar un LDR
Para nuestro próximo experimento usaremos un LDR (o resistencia dependiente de la luz).
Es muy fácil conectar un LDR. Puede usar las dos almohadillas CDS en la parte superior del sensor diseñadas específicamente para conectar el LDR, o usar el pin CDS en la parte inferior y conectar su LDR en el medio y a tierra.
Puedes usar cualquier LDR que tengas en tus manos. Además, los LDR no tienen polaridad, por lo que puedes conectarlos en la dirección que desees.
Cuando el LDR se expone a la luz, notará que el sensor no produce ninguna salida. Sin embargo, tan pronto como la habitación se oscurece, reanuda su funcionamiento normal.
Esto tiene varios usos prácticos, como controlar la iluminación de una habitación o detectar intrusos por la noche.
Experimento 3: lectura de RCWL-0516 con un Arduino
En nuestro próximo experimento usaremos Arduino para sondear continuamente el lápiz sensor para ver si ha detectado movimiento.
Por supuesto, este proyecto se puede ampliar para reaccionar a los movimientos de diferentes maneras, p. Como encender y apagar luces, activar un ventilador o un accesorio de Halloween, o incluso tomar una foto de un intruso.
alambrado
Conectar el sensor RCWL-0516 al Arduino es realmente sencillo. Suministre 5 V al RCWL-0516 y conecte tierra a tierra. Dado que el RCWL-0516 actúa como una salida digital, todo lo que necesita hacer es escuchar el pin de salida. Así que conecte la salida al pin digital número 8 en Arduino.
Ahora puede cargar el código y ejecutar el RCWL-0516.
código arduino
El código es muy simple. Básicamente, simplemente rastrea si la entrada en el pin 8 es ALTA o BAJA.
int ledPin = 13; // choose the pin for the LED
int inputPin = 8; // choose the input pin (for Radar sensor)
int motionState = LOW; // we start, assuming no motion detected
int val = 0; // variable for reading the pin status
void setup() {
pinMode(ledPin, OUTPUT); // declare LED as output
pinMode(inputPin, INPUT); // declare sensor as input
Serial.begin(9600);
}
void loop() {
val = digitalRead(inputPin); // read input value
if (val == HIGH) { // check if the input is HIGH
digitalWrite(ledPin, HIGH); // turn LED ON
if (motionState == LOW) {
Serial.println("Motion detected!"); // print on output change
motionState = HIGH;
}
}
else {
digitalWrite(ledPin, LOW); // turn LED OFF
if (motionState == HIGH) {
Serial.println("Motion ended!"); // print on output change
motionState = LOW;
}
}
}Pase su mano sobre el sensor mientras el sensor está hacia arriba. El terminal serie debería mostrar un mensaje de «Movimiento detectado».
Introducción
Para la mayoría de nuestros proyectos de Arduino que requieren saber si alguien ha entrado o salido del área, el sensor PIR es una excelente opción. Sin embargo, debido a que solo detectan movimiento de seres vivos, generarán menos falsas alarmas. Aquí es donde un sensor de microondas como el RCWL-0516 resulta útil.
¿Cómo funciona el sensor de movimiento de radar de microondas RCWL-0516?
El módulo RCWL-0516 emplea el «Radar Doppler» – un radar especializado que utiliza el Efecto Doppler para detectar movimiento y activar alertas de proximidad.
¿Qué es el efecto Doppler?
El efecto Doppler describe el cambio en la frecuencia observado por un observador estacionario cuando la fuente de la frecuencia se está moviendo. Este efecto se aplica a todo tipo de ondas, como agua, luz, radio y sonido. Un radar Doppler funciona lanzando una señal de microondas hacia un objetivo deseado y leyendo la frecuencia de la señal devuelta.
Desglose técnico del RCWL-0516
El RCWL-0516 es un sensor activo que envía microondas a una frecuencia de aproximadamente 3.18 GHz y mide la radiación reflejada. El sensor genera una señal de salida cuando detecta movimiento y se apaga cuando no hay movimiento.
IC RCWL-9196
En el sensor se encuentra el IC controlador de radar doppler RCWL-9196, el cual es similar al IC BISS0001 que se utiliza en sensores PIR.
Antena de microondas y Amplificador de potencia de RF
El circuito RF del sensor incluye un amplificador de potencia de RF MMBR941M que impulsa la antena del sensor.
Especificaciones técnicas
- Voltaje de operación: 4-28V
- Distancia de detección: 5-7 metros
- Corriente máxima: ~ 2.7mA
- Frecuencia de operación: ~3.18GHz
- Potencia de transmisión: 30mW (máx.)
Conectando el RCWL-0516 a Arduino
Para visualizar cómo conectar el sensor RCWL-0516 a Arduino y leer los datos de movimiento a través del microcontrolador, sigue estas instrucciones.
Experimento 1: Utilizar el sensor RCWL-0516 como una unidad independiente
Para este experimento, conecta las baterías al sensor y a un LED rojo pequeño para observar la detección de movimiento.
Experimento 2: Agregar un LDR
En este experimento, se usa un LDR para permitir que el sensor funcione solo en la oscuridad.
Experimento 3: Leer el sensor RCWL-0516 con Arduino
Conecta el sensor a Arduino para monitorear la detección de movimiento y realizar acciones basadas en los datos obtenidos.
Conclusión
El sensor de radar de microondas RCWL-0516 es una excelente opción para detectar movimiento de manera confiable en diversos entornos. Al conectarlo a Arduino, puedes crear proyectos interactivos y automatizados.
Qué interesante, parece muy fácil de conectar a Arduino. ¡Gracias por compartir la información!
¡Me encanta la idea de poder usar un sensor de movimiento de radar de microondas con Arduino! Parece súper útil, gracias por el tutorial.