Обнаружение объектов (людей) с использованием современных микроволновых датчиков имеет немалые преимущества. В отличие от традиционных пассивных инфракрасных датчиков движения (PIR), большинство микроволновых могут различать движущиеся и статичные объекты, а также объекты, которые могут быть теплыми или холодными.
Есть в продаже множество разных модулей детекторов присутствия микроволнового излучения от разных производителей. В этом же обзоре обсудим миниатюрный модуль датчика радара миллиметровой волны 24 ГГц, называемый HLK-LD2420, или сокращенно LD2420.
Модуль HLK-LD2420
HLK-LD2420 — это радиолокационный модуль 24 ГГц с одной передающей и одной приемной антенной.
Алгоритм распознавания человека использует технологию измерения расстояния с помощью радара миллиметрового диапазона и фирменную технологию обработки сигнала серии Hylink S3.
Чип волнового датчика служит для точного определения движения, микродвижений и положения стоящего человека.
HLK-LD2420 в основном используется внутри помещений для обнаружения движущихся или слегка движущихся объектов, а также может обновлять результаты обнаружения в реальном времени. Он имеет максимальное расстояние 8 метров и может быть легко настроен для определения диапазона расстояния, чувствительности и времени обновления в различных зонах.
Детектор поддерживает интерфейс GPIO и UART, который является plug-and-play и может гибко применяться к различным интеллектуальным сценариям и конечным продуктам. Датчик использует непрерывную волну FMCW FM в сочетании с обработкой радиолокационного сигнала и встроенным интеллектуальным алгоритмом обнаружения человека для обнаружения целей в заданном пространстве и постоянного обновления результатов обнаружения.
Аппаратная часть HLK-LD2420 состоит из полностью интегрированного интеллектуального миллиметрового датчика Hylink SoC, антенны-передатчика 24 ГГц и МК, в то время как программная часть оснащена прошивкой и визуальными инструментами конфигурации, выпущенными Hylink для реализации функций обнаружения человека с гибкой настройкой расстояния срабатывания, чувствительности и времени отчетности. Модуль поставляется с прошитой системной прошивкой, версия её указана в пакете модуля.
Модуль HLK-LD2420 оснащен 5-контактным стандартным разъемом (J2) для питания и связи. Он также имеет 4-контактную площадку для пайки (J1) для записи и отладки программ микроконтроллера (интерфейс SWD).
Основные микросхемы, установленные в модуле HLK-LD2420 (v2.1), — это S3KM1110 и PUYAF003F17. Где S3KM1110 — это интегрированный микроконтроллерный датчик миллиметрового диапазона SoC, работающий на основе технологии радиолокационного приемопередатчика FMCW.
Тестирование радара
Для простейшего использования модуля HLK-LD2420 требуются только контакты питания (3V3 и GND) и выходной контакт (OT2). Контакт OT2 будет иметь высокий уровень (3,3 В) всякий раз, когда датчик обнаруживает присутствие объекта. Подключим к нему резистор 3,3 кОм и красный светодиод для быстрых тестов.
Обратите внимание, что в этот момент можно получать отчеты из последовательного интерфейса UART, а также настраивать модуль с помощью этого интерфейса. Конфигурация энергонезависима, поэтому целесообразно настроить модуль один раз, а затем просто использовать вывод OT2, если это необходимо.
Для подключения хост-компьютера к модулю радара можно использовать любой последовательный адаптер USB-TTL 3,3 В.
Есть даже специальное приложение для ПК (HLK-LD2420 TOOL), которое можно использовать для мониторинга модуля радара или его настройки.
Необходимо учесть, что время задержки по умолчанию (задержка сообщения об отсутствии в секундах) модуля HLK-LD2420 составляет 30 секунд.
Таким образом, выходной контакт OT2 всегда остается на высоком уровне (H), пока ничего не движется вблизи него (это происходит потому, что каждое небольшое движение добавляет еще 30 секунд).
Чтобы решить эту проблему, просто используйте меньшее значение (например, 5 секунд) и задайте конфигурацию датчика для вашего модуля.
Итого, HLK-LD2420 — это удобный настраиваемый микроволновый радарный модуль для эффективного обнаружения присутствия людей. Его можно легко спрятать, сделав устройство полностью невидимым для других.
Радарный модуль допускает как потолочный, так и настенный монтаж, хотя рекомендуемым способом является потолочный. Высота потолочного монтажа 2,7–3 м, а максимальный диапазон обнаружения движения в конфигурации по умолчанию представляет собой коническое трехмерное пространство с нижним радиусом 5 м. Вот диаграмма ориентации радиолокационного модуля. Ось Y составляет 0°, ось X составляет 90°, а ось Z перпендикулярна плоскости XY (также называется нормальным направлением).
Аналогично, рекомендуемая высота настенного монтажа составляет 1,5-2 м. При настенном монтаже ось X радиолокационного модуля направлена в горизонтальном направлении, ось Y направлена вверх, а ось Z указывает на зону обнаружения.
Максимальный диапазон обнаружения движения настенного радиолокационного модуля в стандартной конфигурации составляет трехмерный сектор радиусом 8 м и углом ±45° по горизонтали.
Если для радиолокационного модуля требуется корпус, он должен обладать хорошими характеристиками пропускания волн в диапазоне 24 ГГц и не содержать металла или материалов, экранирующих электромагнитные волны.
