产品说明书

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V1.2

MD5G10LP

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产品概述

MD5G10LP低功耗微波感应雷达模块采用高集成度SOC方案，通过高增益低旁瓣平面微带天线，间断性向感应区域发射定频5.8GHz±75Mhz的CW无线电波，并接收区域内所有反射无线电波，由模块的微波电路转换为差频电信号；然后根据多普勒效应原理，分析出区域内是否有运动目标存在。

MD5G10LP模块感应距离0.5m～12m，尺寸20×20mm；采用低功耗SOC技术和间断性处理方式，使得模块整体功耗仅60uA左右，可以满足由电池、太阳能供电等应用场景的超低功耗需求，同时能够克服传统PIR（热释电红外传感器）易受温度等环境因素干扰、灵敏度低、需要开孔等问题，是PIR升级换代的首选。

MD5G10LP模块可广泛应用于照明、安防、家居、家电、酒店、车库、楼宇、交通、IOT物联网等需要检测人体运动并有低功耗要求的行业应用场景。

产品功能

  • 运动检测：可检测到挥手，转身、走路、小跑、快跑、转圈、跳高等运动

提示

以上动作描述都是定性描述，不是定量描述，仅供参考。

产品特性

超低功耗:

  • 典型电流60uA左右，极限50uA

目标检测:

  • 可快速检测移动、运动物体

电池供电：

  • 供电电压2.8~4.8V；可电池供电，太阳能供电

体积小巧：

  • 体积仅20×20mm，可嵌入各种设备中与其融为一体

高性能天线：

  • 优化设计的平面微带天线，具有高增益、低旁瓣和较少后向辐射等特点

可靠性高：

  • 感应目标灵敏度高且可靠性强；生产一致性好；发射频率稳定，杂散少

穿透性强：

  • 可穿透玻璃、塑料、衣服、棉被、陶瓷、薄木板等材料

不受环境影响：

  • 不受雪雾霾、温湿度、灰尘、光线、噪音等环境影响

技术参数

主要参数

参数项

最小值

典型值

最大值

单位

说明

系统参数

发射功率

0.2

0.5

mW

Pt

等效发射功率

-2

dB

EIRP

波束角度

140×140

°

@-3dB

工作频率

5725

5875

MHz

ISM频段

功能参数

运动感应距离

6

12

m

和感应距离配置相关

延时时间

15

30

s

其他参数值可改程序

光敏阈值

10

Lux

其他参数值可改程序

工作条件

工作电压

2.8

3.6

4.8

V

默认未贴LDO时

工作电流

60

75

uA

工作温度

-30

85

℃

存储温度

-55

125

℃

工作湿度

5

95

%RH

控制接口

输出电平

2.2

高电平

0

低电平

探测范围

MD5G10LP模块的感应距离可通过“S引脚”和“目标检测阈值配置电阻”来配置，典型配置感应距离为6~12米，实际感应距离可根据具体需求进行适当调节。

下图中深色区域为高灵敏度检测区域，该区域内能够容易检测到目标；浅色区域为低灵敏度检测区域，该区域内需要有较大体积和运动幅度的目标才能被检测到。

../../../../_images/detectionRange_2.png

MD5G10LP模块检测区域示意图（人体面向雷达（绿色部分））

提示

可检测距离与安装环境、人的体积，相对角度，以及运动速度等众多因素有关，上述参数是我司测试人员的测试结果。在不同环境和“S引脚、目标检测阈值配置电阻”情况下，请客户以实测为准。

接口尺寸

../../../../_images/back_2.png ../../../../_images/MD5G10LP_ps2.png

  1. 背面

  1. 正面

接口

MD5G10LP模块共有VCC、GND、OUT、S和D五个引脚接口，可焊接间距为2.54mm的排针。其中“S引脚”和“D引脚”可配置为拉高、拉低和悬空三种模式，对感应距离和输出延时时间进行设置。

  • 感应距离通过“S引脚”和“目标检测阈值配置电阻(3个)”组合进行配置；

  • OUT引脚输出感应控制信号，当检测到目标时，OUT引脚输出高电平的持续时间可由“D引脚”配置；

引脚序号

定义

说明

1

VCC

模块供电；默认未贴 LDO，可用锂电池或干电池直接供电(2.8~4.8V)，

2

GND

接地

3

OUT

输出信号；信号为高低电平 (0V/2.2V)

4

S

Sensitivity；接收增益配置（用于感应距离设置）

5

D

Delay；延时时间配置

尺寸

../../../../_images/size_2.png

产品使用

输出信号时序图

  • 上电 ：MD5G10LP模块上电需要一个初始化过程。上电后，OUT引脚先输出2秒钟高电平，再输出0.5秒钟低电平，然后进入正常感应模式。上电时序如下图所示：

../../../../_images/outTimingDiagram_1.png

感应距离调节

MD5G10LP模块感应距离参数通过“S引脚”和“3个配置电阻”组合进行配置。“S引脚”用于配置信号接收增益，3个电阻（th0，th1，th2）用于配置目标检测阈值，总共可以提供24档不同的感应距离选择。

../../../../_images/back_res_2.png

感应距离调节电阻

电阻对应距离阈值参数:

th0

th1

th2

阈值

0

0

0

64

1

0

0

49

0

1

0

38

1

1

0

29

0

0

1

22

1

0

1

17

0

1

1

13

1

1

1

10

  • S引脚配置：

    1. S引脚拉高：比默认接收增益高6dB；便于理解，可认为是6dB

    2. S引脚悬空：默认接收增益（0dB）

    3. S引脚拉低：比默认接收增益小18dB；便于理解，可认为是-18dB

    因此，当目标检测阈值固定时，感应距离大小顺序为：

    S引脚拉高 > S引脚悬空 > S引脚拉低

  • 3个目标检测阈值配置电阻：

    MD5G10LP模块上3个配置电阻用于设置目标检测阈值，电阻不贴时表示为逻辑“1”，贴0欧姆电阻表示为逻辑“0”；3个电阻位状态和对应的目标检测阈值关系如上述图表所示。阈值越小，感应距离越远。

提示

  1. 接收增益固定时，目标检测阈值越小，能检测的距离越远（更远的目标，反射信号能量更弱，因此需要更小的阈值，才能被检测出）；

  2. 目标阈值不变，接收增益越大，能检测的目标距离越远（更远的目标，反射信号能量更弱，但是接收增益越大，表示将信号放大的倍数越大，弱信号会变为稍微强一点的信号，因此也容易过阈值）；

输出延时时间

当检测到目标时，OUT引脚输出高电平信号；“D引脚”则用于配置输出高电平的持续时间。

  1. D引脚拉高：输出高电平持续时间为30秒钟

  2. D引脚悬空：输出高电平持续时间为2秒钟

  3. D引脚拉低：输出高电平持续时间为15秒钟

在OUT引脚输出高电平期间，若有新的触发，则感应时间顺延，即高电平延时时间重新开始计时。

光照检测

MD5G10LP模块支持光照检测功能，通过配置电阻可对该功能进行开启或关闭；感光器件和光照检测功能配置电阻参见“接口尺寸”章节中标注的位置，光照检测功能配置电阻不贴时，关闭该功能；贴5.1K左右电阻（建议5.1K），开启该功能。

开启光照检测功能的模块，只有在环境光线照度低于设定照度情况下才会启动雷达感应功能，如果光线太亮（照度较大），模块则不会启动感应功能。

提示

感光器件贴装后，在亮光环境中模块会增加约5uA电流

动态配置

MD5G10LP模块支持动态配置；可以在运行时，用户MCU随时配置“感应距离”和“输出延时时间”；

MD5G10LP在上电时读取一次“D引脚”和“S引脚”的配置，然后进入休眠。在休眠状态，可以被外部I/O翻转激活，重新读取“D引脚”和“S引脚”的配置，然后重设“感应距离”和“输出延时时间”。

动态配置按照如下流程和方式进行，并且整个配置过程需要在10ms之内完成，否则超时之后，MD5G10LP模块会重新进入休眠状态：

  1. 配置“D引脚”或“S引脚”为低电平：用户MCU先把模块引脚拉低，然后拉高，最后再拉低。从而完成低电平的配置；

  2. 配置“D引脚”或“S引脚”为高电平：用户MCU先把模块引脚拉低，然后拉高；从而完成低电平的配置；

  3. 配置“D引脚”或“S引脚”为浮空：用户MCU先把模块引脚拉低，然后拉高，最后把用户MCU上的控制引脚也设置为浮空。从而完成模块引脚浮空的配置；

硬件连接

  • MCU直接读取“雷达模块输出信号”

    ../../../../_images/mcuDirectReading_1.png

    • 用户MCU的I/O口，配置为高阻输入，连接到雷达模块OUT引脚。直接读取雷达感应结果；

    • 雷达模块的“D、S引脚”可以连接到用户MCU，实现动态配置感应距离和延时时间。也可用硬件固定方式，预先用电阻或者悬空方式配置好;

  • “雷达模块输出信号”直接控制外设

    ../../../../_images/directlyControlPeripherals_1.png

    • 雷达模块输出I/O开关量，经过三极管、MOS管、磁偶、光耦等隔离、驱动、信号转换等电路，再控制继电器、照明灯、电机等负载设备工作；

    • 雷达模块的“D、S引脚”可以连接到用户MCU，实现动态配置感应距离和延时时间。也可用硬件固定方式，预先用电阻或者悬空方式配置好；

注意事项

  1. 天线辐射：

    • 雷达模块天线正面应避免有金属材质的物体（含外壳），可以有塑料、玻璃、木板等可穿透的遮挡物，但遮挡物不要紧贴天线，以免影响谐振、辐射能力或屏蔽信号。另外应用底板提供给雷达模块的地平面越大，后向辐射越少，更多的能量将从天线正前方辐射出去。

  2. 其他运动物干扰：

    • 尽量避免将雷达模块对着大块金属设备、通风管道、消防管道、排水管道等运动/摇动的物体。因为有可能它们的运动多普勒频率落入人员的运动频率，引起误报。

  3. 多模块安装：

    • 多个雷达模块安装时，应尽量保证各雷达模块的天线相互平行，同向照射或相反方向照射，避免各个模块互相正对照射，并且模块与模块间保持 1m 以上的间距。

  4. 工频及谐波干扰：

    • 建议尽量远离高压交流电源、整流桥，大功率电器驱动等电路，并做好稳压、屏蔽、电源完整性等设计，以免强工频干扰，超出模块抑制能力范围，引起误报。

  5. 电源波动：

    • 低功耗5.8GHz微波雷达模块，对电源稳定性要求较高，不稳定电压的异常，可能导致误报。因此需要保证供电电源稳定，纹波小于50mV，并且有峰值电流大于60mA的电流输出能力。

  6. OUT引脚驱动能力弱：

    • 雷达模块OUT引脚的驱动能力比较弱，驱动的负载（LED灯、驱动IC、继电器等）如果需要较大的电流，容易引起雷达模块SOC芯片异常，电压波动，出现误报；因此建议使用隔离等间接驱动的方式来驱动负载（小电流驱动大电流电路的方式带动负载）。

  7. 发光干扰：

    • 发光元器件的发光变化可能引起光感器件检测到的光照强度变化过大，引起模块在关闭检测和开启检测功能间不断切换，控制信号出现异常。建议在安装过程中，雷达模块上的光感器件应避免被发光元器件发射的光直接或间接照射到。本版本雷达模块采用单一的光感器件检测环境光，可采用自然光检测传感器、多光感传感器组合避免该问题。

  8. 穿透性强：

    • 相比于24GHz、60GHz、77GHz毫米波，5.8GHz的微波具有更强的穿透能力，对于薄木板、陶瓷、玻璃、塑料都可以穿透，但是一般不容易穿透砖瓦墙。

  9. 注意ESD防护：

    • 请勿用手触摸天线和电路，以免引起过强的人体接触放电，损坏雷达模块。

声明

使用本文档描述的产品前，请仔细阅读本声明。一旦使用，即被视为对本声明内容的认可和接受。

客户在应用MD5G10LP模块时，依据本文档描述的产品特性、性能和功能等，必须根据自己的应用，重新测试，确认满足客户应用需求。如因使用不当，造成的损害或损伤，成都阶跃时进科技有限公司不承担相应的损失及赔偿责任。

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版权说明

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