راه اندازی رادار داپلر با آردوینو (تشخیص حرکت با سنسور داپلر)

محتویات
تشخیص حرکت یک عمل معمولی برای هشدار ورود افراد ناشناس، روشن کردن خودکار لامپ و انواع پروژه های هوشمند سازی منزل است. ما قبلا پروژه تشخیص حرکت PIR با آردوینو را راه اندازی کردیم که با سنسور مادون قرمز کار میکند.
در این آموزش ، ما قصد داریم سنسور رادار داپلر RCWL-0516 را با آردوینو نانو راه اندازی کنیم. RCWL-0516 یک سنسور تشخیص حرکت است و می تواند حرکت را از طریق فناوری مایکروویو داپلر از طریق دیوارها یا مواد دیگر تشخیص دهد. نه تنها توسط افراد بلکه توسط سایر اشیا در حال حرکت نیز تحریک خواهد شد. در این آموزش ، ما سنسور حرکت RCWL-0516 را با سنسور PIR مقایسه خواهیم کرد.
معرفی سنسور داپلر RCWL-0516
ماژول سنسور حرکت RCWL-0516 داپلر به عنوان جایگزینی برای حسگرهای حرکتی رایج (PIR) که به طور گسترده توسط علاقه مندان در دزدگیرها و چراغ های امنیتی استفاده می شود ، طراحی شده است. از طرف دیگر ، سنسور RCWL-0516 از فناوری رادار مایکروویو داپلر برای شناسایی اشیا در حال حرکت استفاده می کند. رادار داپلر با انتقال سیگنال مایکروویو به هدف و سپس تجزیه و تحلیل تغییر فرکانس سیگنال برگشتی کار می کند. تغییر در فرکانس سیگنال دریافت شده همچنین می تواند به اندازه گیری سرعت هدف با توجه به رادار کمک کند.
این ماژول سنسور از تراشه RCWL-9196 استفاده می کند که از یک منطقه تشخیص 360 درجه بدون نقطه کور پشتیبانی می کند. این سنسور می تواند حرکت را از طریق دیوارها و مواد دیگر تشخیص دهد و دارای محدوده حساسیت 7 متر است.
سنسور PinCout RCWL-0516:
نام پین | توضیحات پین |
3V3 | ولتاژ رگوله شده 3.3 ولت. حداکثر 100mA |
GND | Ground |
OUT | اگر حرکت حس شود 3.3 ولت و در حالت عادی 0 ولت |
VIN | ولتاژ ورودی 4 تا 28 ولت |
CDS | ورودی غیرفعال سنسور (low = disable) |
دامنه تشخیص حرکت و زمان تحریک ماژول را می توان با افزودن اجزای غیرفعال در پشت برد تنظیم کرد. همچنین گزینه ای برای افزودن LDR وجود دارد و یک ورودی سنسور غیرفعال در دسترس است تا در صورت لزوم عملکرد تشخیص را در شب خاموش کند.
Pad | عملکرد |
C-TM | زمان شروع تکرار را تنظیم کنید. زمان پیش فرض 2 ثانیه است. یک خازن SMD باعث افزایش زمان تکرار می شود. |
R-GN | تنظیم فاصله تشخیص. دامنه تشخیص پیش فرض 7 متر است و افزودن یک مقاومت 1 میلی متری آن را به 5 متر کاهش می دهد. |
R-CDS | VCC از طریق R-CDS با CDS در ارتباط موازی است. LDR را در R-CDS وصل کنید تا عملکرد شناسایی در شب خاموش شود. |
ویژگی های اصلی سنسور RCWL-0516:
- ولتاژ تغذیه: 4–28 DC
- فرکانس عملکرد: تقریبا 3.2 گیگاهرتز
- قدرت انتقال: 20 میلی وات (معمولی) / 30 میلی وات (حداکثر)
- فاصله سنجش: 5-7 متر
- سطح خروجی: 3.4 ولت HIGH بالا < 0.7 کم LOW
- درایو خروجی: 100 میلی آمپر
- زمان خروجی: 2 ثانیه Retrigger با حرکت
مدار RCWL-0516 با Arduino
شماتیک برای پروژه راه اندازی حسگر رادار مایکروویو با آردوینو در زیر آورده شده است:
Arduino را به RCWL-0516 و LED وصل کنید همانطور که در تصویر بالا نشان داده شده است. پایه VIN و GND سنسور RCWL-0516 به پایه 5V و GND برد Arduino Nano متصل است و پایه OUT سنسور به پین D12 آردوینو نانو متصل است. LED به پایه D3 نانو متصل است.
قطعات مورد نیاز
- آردوینو نانو
- سنسور رادار داپلر RCWL-0516
- LED
- مقاومت 220Ω
برنامه نویسی آردوینو برای تشخیص حرکت با سنسور RCWL-0516
کد تشخیص حرکت با استفاده از سنسور RCWL-0516 و برد آردوینو نانو بسیار ساده است. کد کامل در انتهای مقاله آورده شده است. توضیحات کد به شرح زیر است:
کد را با تعریف پین های لازم که برای خواندن داده های سنسور و کنترل LED لازم است ، شروع میکنیم.
int Sensor = 12; int LED = 3;
سپس در داخل تابع setup ابتدا سریال مانیتور را برای خطایابی در باود رید 9600 شروع می کنیم. همچنین ، پایه سنسور را به عنوان ورودی و پایه LED را به عنوان خروجی تنظیم میکنیم.
void setup() { Serial.begin(9600); pinMode (Sensor, INPUT); pinMode (LED, OUTPUT); Serial.println("Waiting for motion"); }
سپس در داخل loop، پین سنسور را با استفاده از دستور digitalRead میخوانیم. اگر عدد بازگشتی پین بزرگتر از 0 است ، LED را روشن میکنیم در غیر این صورت LED را خاموش میکنیم.
void loop() { int val = digitalRead(Sensor); //خواندن خروجی سنسور if((val > 0) && (flg==0)) { digitalWrite(LED, HIGH); // روشن کردن ال ای دی Serial.println("Motion Detected"); // حرکت تشخیص داده شد flg = 1; } if(val == 0) { digitalWrite(LED, LOW); // خاموش کردن ال ای دی Serial.println("NO Motion"); // حرکت تشخیص داده نشده است flg = 0; }
آزمایش رادار داپلر با آردوینو
پس از آماده شدن کد و سخت افزار ، Arduino را به لپ تاپ متصل کرده و کد را بارگذاری کنید. بعد از آن ، مانیتور سریال را با باود ریت 9600 باز کنید و در مقابل سنسور حرکت ایجاد کنید. با ایجاد حرکت ال ای دی روشن میشود و پیام تعیین شده در سریال مانتیور نمایش داده میشود.
مقایسه سنسور PIR و رادار داپلر RCWL-0516
تشخیص دهنده حرکت PIR می توانند اشعه های بدن یک فرد در حال حرکت را تشخیص دهند. در مواردی که الگوی تشخیص مشخصی به عنوان مثال ، تشخیص حرکت در یک راهرو مورد نیاز است، سنسور های PIR بسیار مناسب است. با توجه به دامنه پوشش سنسور های PIR، باید در نقطه مناسب نصب شوند.
از طرف دیگر ، سنسور های مایکروویو برای فضاهای بزرگ ایده آل هستند. حسگرهای مایکروویو در مقایسه با سنسورهای PIR حساسیت بسیار بهتری دارند. حتی بعضی اوقات لرزش شاخه و برگ های یک درخت در اثر باد میتواند باعث تشخیص حرکت در این سنسور ها شود.همچنین می تواند حرکت را از طریق پلاستیک ، شیشه و دیواره های نازک تشخیص دهد.
اگر دمای محیط بیش از 35 درجه سانتیگراد باشد حساسیت سنسور های PIR به خطر می افتد. سنسورهای مایکروویو عملکرد پایدارتری را ارائه می دهند و در دمای پایین -20 درجه سانتیگراد و تا 45 درجه سانتیگراد کار می کنند. در مقایسه با سنسورهای PIR ، سنسورهای مایکروویو چرخه عمر طولانی تری را ایجاد می کنند و پس از 100000 ساعت هنوز می توانند به درستی کار کنند.
در مجموع ، هر دو سنسور بسیار خوب و مناسب هستند. اگر می خواهید سنسور حرکتی در تمام شرایط آب و هوایی داشته باشید که ناحیه وسیع تری را با دقت خوب پوشش دهد ، حسگر رادار مایکروویو (داپلر) گزینه خوبی است.
سلام و عرض ادب خواستم تشکر کنم بابت مطالب عالی و کار امد
سلام عزیز
خوشحالم که براتون مفید بوده
باسلام آیا سرعت فرد هم نمایش داده می شود؟
سلام عزیز
خیر
سلام داخل برنامه آردوینو به من error میده با این متن:flg was not declared in this scope
سلام، بنده دنبال سنسوری میگردم که از پشت یک سطح با ضخامت حدود 5 سانت تشخیص حرکت بده و یک سروو موتور رو فعال بکنه. میتونید راهنمایی بفرمایید؟
با عرض سلام بنده یک سنسور pir رو گذاشتم روی پشت بوم ولی خیلی نویز داشت مخصوصا روز یه آژیر بهش متصل کرده بودم همش صداش درمیومد حتی نصف شب اما توی خونه یعنی تو محیط بسته بدون هیچ مشکلی کار میکرد.
اگر از سنسور داپلر استفاده کنم به نظرتون مشکل حل میشه؟
سلام جناب. سنسور های PIR به نور های مادون قرمز حساس هستند و استفاده از اونها در بیرون مناسب نیست. اگر برای شب و روز میخواهید استفاده از یک مقاومت LDR مشکلتون رو برطرف میکنه اما اگر دقت بالا میخواهید میتونید از سنسور های داپلر استفاده کنید.
سلام دوست عزیز
ممنون از مطالب خوبتون . برای روشن ماندن چراغ یک محوطه مثل سرویس بهداشتی در زمان حضور فرد تا پایان حضور ،استفاده از چراغ های سنسوردار حساس به حرکت گزینه ی خوبی نیست زیرا در صورت نداشتن حرکت ، چراغ بعد از مدتی خاموش میشود . آیا سنسور PIR می تواند مشکل زا حل کند ؟ ممنون میشم راهنمایی بفرمایید. با سپاس . درستی