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Grove-多普勒雷达

您会如何构建一个能够计算到物体距离或检测是否存在运动的系统?通常您会使用超声波或激光雷达传感器进行距离测量,使用PIR运动传感器进行运动检测。如果我们告诉您有一个一体化模块能够更精确地完成所有这些功能,并且还能执行移动物体速度检测和物体角度检测等功能,您会相信吗?我们厌倦了在运动感应应用中使用这些传统模块,希望为您提供一个更好的解决方案,集成新技术。好吧...在Grove历史上第一次,我们非常兴奋地为您带来基于雷达技术的Grove模块!

这就是Grove - 多普勒雷达。

Grove - 多普勒雷达基于BGT24LTR11硅锗MMIC,这是一个24GHz雷达收发器。它由基于Arm® Cortex®-M0的XMC1302 MCU驱动。这款产品采用紧凑封装,功耗极低,提供高精度测量。该模块的高频率允许高穿透性通过物体,因此在部署时不需要暴露在外部,而是可以放置在物体后面。这在安全系统中极其有用。此外,它能够在恶劣天气条件下工作,如高温、灰尘和雨水。

特性

  • Grove系列中第一个基于雷达的传感器
  • 紧凑尺寸,便于部署
  • 轻量化设计,适合无人机应用
  • 低功耗,延长使用时间
  • 24GHz收发器MMIC,实现高精度测量
  • 使用电磁波快速响应
  • ESD保护,避免ESD冲击导致的系统故障
  • 高穿透性,允许部署在物体后面
  • 在恶劣天气条件下保持工作(温度、光线、灰尘、雨水)

规格

项目
MMICBGT24LTR11
MCUXMC1302 Arm® Cortex®-M0
传输频率最小值: 24GHz
典型值21.125GHz
最大值24.25GHz
输出功率 (EIRP)7dBm @ 25°C
更新时间300ms
通信接口UART (115200)
检测距离10m @ 0dBsm
标准检测范围65° / 水平 (-6dB); 22° / 垂直 (-6dB)
供电电压3.3-5V
重量5g

应用

  • 智能家居
  • 智能建筑
  • 自动门
  • 照明控制
  • 工业机器人
  • 入侵报警系统
  • 无人机

该模块中的多普勒雷达技术是如何工作的?

多普勒雷达通过从发射器(TX天线)发送具有精确频率的电磁辐射波束到移动物体上来工作。一旦电磁辐射波与物体接触,它就会向接收器(RX天线)反射回来。然而,当波从移动物体反射时,波现在具有与其发射的原始频率不同的频率。然后可以使用这个频率的变化来计算移动物体的速度。

支持的平台

ArduinoRaspberry Pi

入门指南

所需材料

Seeeduino XIAOGrove-多普勒雷达XIAO 扩展板
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硬件概述

外部接头引脚说明

引脚编号信号名称引脚说明
1DIV_OUT来自 BGT24LTR11 的分频器输出
2GND接地
3VCC_5V_EXT外部+5.0V输入电源引脚(最大值=5.5V)
4VTUNEVCO频率调谐电压
5IFQ_HGBGT24LTR11 Q通道模拟信号输出-第二增益级
6IFI_HGBGT24LTR11 I通道模拟信号输出-第二增益级
7PWM_OUT带CCU4的外部用户可配置GPIO
8OUT1外部GPIO引脚(用户可配置)
9OUT2外部GPIO引脚(用户可配置)

硬件连接

tip

请轻柔地插入USB线缆,将多普勒雷达接口插入Seeeduino XIAO扩展板接口,否则可能会损坏端口。

  • 步骤 1. 使用Grove线缆将多普勒雷达插入Seeeduino XIAO扩展板。

  • 步骤 2. 通过USB线缆将Seeeduino XIAO连接到PC。

  • 步骤 3. 下载代码,请参考软件部分。

  • 步骤 4. 运行代码,结果将显示在Arduino IDE的串口监视器屏幕上。

软件

tip

如果这是您第一次使用Arduino,我们强烈建议您在开始之前查看Arduino入门指南

  • 步骤 1. 下载演示代码

  • 步骤 2. 复制整个Seeed_Arduino_DopplerRadar文件并将其粘贴到您的Arduino IDE库文件中。

  • 步骤 3. 使用Arduino IDE打开BGT24LTR11_DETECTION_TARGET文件。

  • 步骤 4. 上传演示程序。如果您不知道如何上传代码,请查看如何上传代码

软件代码

#include "GBT24LTR11.h"

#ifdef __AVR__
#include <SoftwareSerial.h>
SoftwareSerial SSerial(2, 3); // RX, TX
#define COMSerial SSerial
#define ShowSerial Serial

GBT24LTR11<SoftwareSerial> GBT;
#endif

#ifdef ARDUINO_SAMD_VARIANT_COMPLIANCE
#define COMSerial Serial1
#define ShowSerial SerialUSB

GBT24LTR11<Uart> GBT;
#endif

#ifdef ARDUINO_ARCH_STM32F4
#define COMSerial Serial
#define ShowSerial SerialUSB

GBT24LTR11<HardwareSerial> GBT;
#endif

void setup() {
// put your setup code here, to run once:
ShowSerial.begin(9600);
COMSerial.begin(115200);
GBT.init(COMSerial);
while (!ShowSerial)
;
while (!COMSerial)
;
/*
MODE 0 -->detection target mode
MODE 1 -->I/Q ADC mode
*/
while (!GBT.setMode(0))
;
}

void loop() {
// put your main code here, to run repeatedly:
uint16_t state = 0;
ShowSerial.print("target speed:");
ShowSerial.println(GBT.getSpeed());
state = GBT.getTargetState();
//2 --> target approach
//1 --> target leave
//0 --> Not Found target
if (state == 2) {
ShowSerial.println("target approach");
} else if (state == 1) {
ShowSerial.println("target leave");
}
delay(200);
}
success

如果一切顺利,您可以转到串口监视器查看如下结果:

Grove-多普勒雷达结果
图 3. 无物体接近

如果有物体接近雷达或经过,结果将如下所示:

Grove-多普勒雷达结果
图 3. 物体接近
note

传感器能够检测到的最小速度精度为52cm/s,相当于0.52m/s、3.6km/h和2.23mph。此外,函数getSpeed()返回的结果是52cm/s的倍数,并且相应地是绝对值。

资源

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