早期設(shè)計(jì)引入了觸摸式固態(tài)交流開關(guān)。新版本通過先進(jìn)的人類雷達(dá)感測系統(tǒng)進(jìn)一步推進(jìn)這一概念，該系統(tǒng)還可配置為物聯(lián)網(wǎng)和智能自動(dòng)化。該系統(tǒng)使用70%的印度零件，完全由印度制造。

其核心是一種微波多普勒雷達(dá)傳感器，能夠以遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)PIR或紅外系統(tǒng)的可靠性檢測人體運(yùn)動(dòng)。與依賴熱源且常在陽光下、加熱器附近或窗簾后故障的PIR傳感器不同，微波雷達(dá)能提供更優(yōu)越的穿透非金屬障礙物，免疫熱誘發(fā)的誤觸發(fā)，降低對小型動(dòng)物的敏感度，并實(shí)現(xiàn)全方位探測且無需直接視線。

大多數(shù)運(yùn)動(dòng)開關(guān)依賴PIR傳感器且經(jīng)常導(dǎo)致誤觸發(fā)，而這種基于雷達(dá)的系統(tǒng)消除了此類問題。它還集成了LDR，僅在低光或夜間條件下工作，非常適合自動(dòng)化照明系統(tǒng)。圖1展示了原型設(shè)計(jì)。

圖1：作者原型設(shè)計(jì)

系統(tǒng)組件的選擇確保盡可能提供印度替代品，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)中超過70%的本地化。表1列出了物料清單，包括零件名稱、編號(hào)、制造商及適用的印第安替代選項(xiàng)。

人類雷達(dá)運(yùn)動(dòng)開關(guān)——連接與模式

在該升級版本中，原本的光耦合器和三極雙向可控集成電路被一個(gè)集成光控座的集成電路取代，該集成器結(jié)合了這兩種功能。該元件由印度制造商采購，可直接驅(qū)動(dòng)110-230V范圍內(nèi)最高1A RMS的交流負(fù)載，符合VO2223A數(shù)據(jù)手冊的規(guī)定。

該功能使得住宅和商業(yè)環(huán)境中標(biāo)準(zhǔn)LED和CFL燈泡能夠自動(dòng)控制。FPC連接器允許與開發(fā)板（包括IndusBoard Coin）接口，擴(kuò)展了基于物聯(lián)網(wǎng)的人機(jī)雷達(dá)感測或固態(tài)繼電器應(yīng)用的功能。

這種緊湊設(shè)計(jì)支持多種作模式，支持獨(dú)立使用或全面集成物聯(lián)網(wǎng)。

RCWL微波多普勒雷達(dá)利用多普勒效應(yīng)探測人類存在?？蛇x的LDR輸入支持僅夜間作，白天關(guān)閉燈光，夜間檢測到運(yùn)動(dòng)時(shí)自動(dòng)激活燈光。

根據(jù)光控器數(shù)據(jù)手冊（見圖2），三向雙向可控器可以通過8號(hào)和6號(hào)腳直接驅(qū)動(dòng)交流燈泡。感性負(fù)載時(shí)可添加緩沖電路。圖2展示了VO2223A配置電路。

圖2：VO2223A數(shù)據(jù)表

圖3：模式1的焊點(diǎn)跳線配置

圖4：模式2的焊點(diǎn)跳線配置

設(shè)計(jì)包含用于物聯(lián)網(wǎng)板集成的FPC連接器，可配置為四種模式：模式1、模式2、模式3和模式4。

模式1：人類雷達(dá)SSR模式

在此模式下，三點(diǎn)焊錫跳線JP1短路，根據(jù)傳感器檢測到的人體運(yùn)動(dòng)觸發(fā)光控器。在此模式下，JP1=1和2短路，JP2=1和2短路。

在這種獨(dú)立配置下，該電路作為全自動(dòng)的動(dòng)作激活燈開關(guān)工作。RCWL-0516雷達(dá)傳感器利用多普勒效應(yīng)檢測人體運(yùn)動(dòng)，在被探測后，輸出引腳輸出約三秒鐘。該信號(hào)通過焊錫跳線JP1直接傳輸?shù)焦饪仄鳎╒O2223A-X007T），JP1會(huì)短路引腳1和3。如圖3所示，綠色線從雷達(dá)輸出延伸至JP1，再到R1=120Ω和光控銃拔針1。光控器內(nèi)部的三端雙向正管（引腳4-6）通過CON2連接器驅(qū)動(dòng)交流負(fù)載，如LED或CFL燈泡，最高可達(dá)1A RMS。

緩沖網(wǎng)絡(luò)（R3=100Ω，C3=100nF，跨越4-6腳）確保穩(wěn)定工作，尤其適用于電阻負(fù)載。CDS引腳可以保持開啟，也可以通過10kΩ分壓器連接到LDR，僅用于夜間作。此模式下無需FPC連接，適合基礎(chǔ)家庭照明自動(dòng)化。當(dāng)JP1短路時(shí)，該電路作為獨(dú)立的動(dòng)作感應(yīng)燈開關(guān)。雷達(dá)傳感器輸出直接驅(qū)動(dòng)光控器，檢測到運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)打開連接的燈泡。

模式2：人類雷達(dá)傳感器模式

在此模式下，主板作為專用的運(yùn)動(dòng)傳感器和警報(bào)單元，繞過SSR部分，通過FPC連接器進(jìn)行外部控制。焊點(diǎn)跳線 SJ1（引腳 1 與 OUT 引腳橋接，如圖 4 所示）將雷達(dá)的 OUT 信號(hào)直接路由到 FPC 引腳 1，而 JP1 則保持開啟。這使得RCWL-0516傳感器發(fā)出的人體運(yùn)動(dòng)信號(hào)可以發(fā)送到外部控制器，如IndusBoard Coin，用于處理或觸發(fā)警報(bào)。在此模式下，JP1=2和3短路，JP2=2和3短路。

要在外部激活SSR，將MCU的I/O引腳（例如IndusBoard的3號(hào)引腳）連接到光控觸發(fā)輸入端。在這種配置下，雷達(dá)傳感器輸出通過FPC連接器發(fā)送到外部控制器，用于基于運(yùn)動(dòng)的警報(bào)或控制，SSR被繞過。

模式3：物聯(lián)網(wǎng)SSR（固態(tài)繼電器）模式

在這種模式下，板子作為遠(yuǎn)程控制的固態(tài)繼電器運(yùn)行，繞過雷達(dá)傳感器，實(shí)現(xiàn)基于物聯(lián)網(wǎng)的直接控制。焊點(diǎn)跳線JP2在第1-2腳（如圖5所示）短路，以便通過FPC連接器觸發(fā)光控器，通過IndusBoard的I/O引腳4。IndusBoard通過無線方式發(fā)送控制信號(hào)，例如通過MQTT應(yīng)用或物聯(lián)網(wǎng)儀表盤，切換連接的交流負(fù)載（例如燈泡）的開關(guān)。在此模式下，JP2=2和3短路。

圖5：模式3的焊錫跳線配置

圖6：模式4的焊點(diǎn)跳線配置

圖7：最后一圈

內(nèi)置緩沖網(wǎng)絡(luò)確保交流交換的清潔和穩(wěn)定。JP2短接在第1和第2腳之間，通過IndusBoard信號(hào)實(shí)現(xiàn)SSR的遠(yuǎn)程作，實(shí)現(xiàn)基于物聯(lián)網(wǎng)的連接負(fù)載控制。

模式4：人類雷達(dá)物聯(lián)網(wǎng)SSR+傳感器模式

在這種混合模式下，電路結(jié)合了基于運(yùn)動(dòng)的自動(dòng)控制和基于物聯(lián)網(wǎng)的監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)了先進(jìn)的自動(dòng)化。人為動(dòng)作觸發(fā)本地SSR切換，同時(shí)通過FPC連接器向IndusBoard發(fā)送狀態(tài)更新，提供傳感器和光照狀態(tài)反饋。所有跳線短路。

配置JP1短路（雷達(dá)輸出轉(zhuǎn)光控器輸入）和SJ1橋接（輸出轉(zhuǎn)IO3用于傳感器反饋）。如果需要通過IO4遠(yuǎn)程控制，JP2也可以短路。雷達(dá)的OUT信號(hào)有兩種方式：本地路由至光控器以便即時(shí)切換，以及通過IndusBoard的FPC引腳IO3進(jìn)行“檢測到”運(yùn)動(dòng)等警報(bào)。光（光）狀態(tài)可以通過IO4鏡像回來，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)物聯(lián)網(wǎng)儀表盤更新。

可選的LDR可連接到CDS引腳，僅用于夜間激活。

參見圖2的雙徑配置（JP1和SJ1短路），圖3中FPC引腳分配（引腳3-4為主動(dòng)，引腳25-26引出VDD/GND，以實(shí)現(xiàn)3.3V/5V兼容性）。

模式4將雷達(dá)傳感與物聯(lián)網(wǎng)控制相結(jié)合。雷達(dá)輸出驅(qū)動(dòng)本地SSR，同時(shí)將運(yùn)動(dòng)和光照狀態(tài)傳達(dá)給IndusBoard進(jìn)行監(jiān)測或遠(yuǎn)程控制。

上述四種模式代表不同的功能設(shè)置。圖7展示了運(yùn)動(dòng)傳感器系統(tǒng)的最終電路。為雷達(dá)傳感器、IndusBoard和光隔離器供電時(shí)，通過安裝在PCB上的交流-直流轉(zhuǎn)換器獲得直流電源。交流輸入連接到螺絲端子CON1，而負(fù)載（如燈泡或低功率風(fēng)扇）連接到CON2。

印刷電路板設(shè)計(jì)

最終系統(tǒng)的PCB設(shè)計(jì)通過多層布局和SMT組件保持盡可能緊湊。頂層包含雷達(dá)模塊、光控器及其他獨(dú)立組件，底層則容納交流-直流電源轉(zhuǎn)換器和連接器。

緊湊的多層PCB布局將交流和直流段分開，以確保安全并減少干擾，同時(shí)使用貼片處理元件以提高空間效率。

測試人類雷達(dá)運(yùn)動(dòng)開關(guān)

測試時(shí)，首先如圖1所示組裝PCB上的所有元件。將交流電源線連接到螺絲端子CON1，將負(fù)載（如燈泡）連接到CON2。根據(jù)焊點(diǎn)跳線配置，如果設(shè)置為特定模式，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)動(dòng)作檢測自動(dòng)開關(guān)燈。當(dāng)雷達(dá)傳感器模塊加裝LDR時(shí)，電路僅在低光或夜間條件下根據(jù)運(yùn)動(dòng)運(yùn)行。同樣的原理也適用于其他模式配置。

對于物聯(lián)網(wǎng)功能，使用FPC連接器連接IndusBoard Coin。