À l’intérieur d’un capteur de mouvement radar à 1 $
- J’ai récemment acheté un capteur de mouvement micro-ondes RCWL-0516. Je me demandais comment la Chine avait réussi à fabriquer un radar à moins de 1 dollar
- Faire fonctionner le capteur a été très simple. J’ai connecté la broche VIN à 5 volts, la broche GND à la masse, puis ajouté un condensateur de découplage de 1uF sur la broche 3V3. Quand quelqu’un bouge à moins d’environ 5 mètres, la broche OUT passe à 3 volts pendant 3 secondes
Comment fonctionne le capteur
- J’ai trouvé la fiche technique de la grosse puce SOIC-16. Le BISS0001 est une puce pour capteur de mouvement infrarouge
- En général, les radars de détection de mouvement et de vitesse (Doppler) émettent une porteuse continue et mélangent le signal reçu avec la porteuse émise afin de produire un signal IF basse fréquence. Les signaux réfléchis par des objets en mouvement voient leur phase évoluer lentement par rapport au signal émis, ce qui crée une fréquence de battement de quelques hertz
- Sur mon module, le signal IF entre par la broche 14, mais la puce en fournit une copie amplifiée sur la broche 16
Le secret de la magie
- La partie droite de la carte contient le BISS001, qui sert d’amplificateur, de comparateur et de temporisateur. Le travail lié à la RF est réalisé sur la partie gauche de la carte avec seulement quelques composants
- D’abord, tout le système est un oscillateur à un seul transistor fonctionnant à une fréquence de 3,18 GHz
- L’oscillateur est pulsé à 20 MHz, ce qui génère cette forme d’onde dans l’oscillateur
Récepteur super-régénératif
- Pendant le fonctionnement de l’oscillateur, la modification du condensateur de 33 pF fait monter la tension d’émetteur jusqu’à ce que l’oscillateur ne puisse plus fonctionner. À ce moment-là, la résistance de 220 ohms décharge le condensateur et relance l’oscillation en quelques nanosecondes
- Cette pulsation lui permet de fonctionner comme un récepteur super-régénératif. Quand le gain du transistor dépasse 1, l’oscillateur ne démarre pas immédiatement. Le signal présent dans le résonateur est amplifié, continue de l’être jusqu’à charger le condensateur, puis le cycle redémarre
Performances du radar
- En intérieur, il fonctionne bien avec une portée pouvant aller jusqu’à 5 mètres, mais en extérieur les performances sont très instables
Émetteur en bande S
- Il a été converti en émetteur en retirant le condensateur qui provoque la pulsation à 20 MHz. L’oscillateur lui-même agit alors comme mélangeur pour convertir vers le bas le signal reçu
Radar bistatique
- Un autre module non modifié a été utilisé comme récepteur pour obtenir des signaux de retour plus cohérents. Cependant, le récepteur est perturbé par la RF provenant de l’émetteur, ce qui affaiblit les signaux de retour à longue distance
- Il fonctionne bien comme capteur de vitesse en exécutant une FFT ou en détectant les passages par zéro sur l’IF
L’avis de GN⁺
- Cet article est très utile pour comprendre le fonctionnement des capteurs de mouvement micro-ondes à bas coût
- Il présente toutefois des limites : il fonctionne bien en intérieur, mais ses performances sont instables en extérieur
- Parmi les autres produits offrant des fonctions similaires, on trouve les capteurs PIR (infrarouge passif)
- Lors de l’adoption d’une nouvelle technologie, il faut tenir compte des différences de performances entre les environnements intérieurs et extérieurs
- Comprendre le principe du récepteur super-régénératif peut aussi être utile dans d’autres applications RF
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