Sensor de Respiração e Batimentos Cardíacos MR60BHA2 com Home Assistant
As atualizações de firmware do RADAR e as atualizações do YAML do ESPHome são 2 softwares diferentes. O YAML do ESPHome pode ser atualizado via OTA, enquanto a placa RADAR só pode ser atualizada via USB dentro do case, com um software especializado fornecido pela SEEED. Você pode personalizar o software ESPHome, você NÃO pode personalizar o firmware do RADAR. A Seeed Studio só permite personalização do RADAR se você estiver fazendo uma aplicação comercial.
Introdução
O MR60BHA2 é um módulo sensor de Detecção de Respiração e Batimentos Cardíacos mmWave de 60GHz projetado para integração com o microcontrolador XIAO ESP32C6. Este sensor avançado utiliza tecnologia de ondas milimétricas para fornecer monitoramento não invasivo de sinais vitais e detecção de presença.
Este guia tem como objetivo fornecer um passo a passo claro e abrangente para integrar o Sensor mmWave MR60BHA2 ao Home Assistant usando o microcontrolador XIAO ESP32C6. Seguindo este guia, os usuários aprenderão como configurar o sensor para detecção de batimentos cardíacos, conectá‑lo ao ambiente Home Assistant e utilizar o ESPHome para gerenciar e monitorar o dispositivo de forma eficaz.
Essa integração permite que os usuários aprimorem seus sistemas de casa inteligente com capacidades avançadas de detecção, possibilitando respostas automatizadas e monitoramento em tempo real para diversas aplicações.
Visão Geral do Produto
| Sensor mmWave MR60BHA2 |
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Sensor mmWave MR60BHA2 com XIAO ESP32C6
Para integrar de forma eficaz o Sensor mmWave MR60BHA2 com o Home Assistant usando o XIAO ESP32C6, siga estas etapas essenciais:
Certifique‑se de atualizar o firmware do módulo MR60BHA2 para a versão mais recente.
O firmware mais recente adiciona os recursos de detecção de presença humana e detecção de pessoas.
- Configurar o Home Assistant: Comece instalando e configurando o Home Assistant para gerenciar seus dispositivos de casa inteligente, garantindo uma conexão perfeita com o sensor.
- Conectar o Sensor MR60BHA2: Aprenda como descobrir e adicionar o Sensor MR60BHA2 à sua configuração do Home Assistant, permitindo o monitoramento em tempo real dos sinais vitais.
- Monitorar os Dados do Sensor: Uma vez integrado, você poderá monitorar os dados do sensor de forma eficaz, permitindo insights sobre a frequência cardíaca e os padrões de respiração.
- Implementar Automação: Explore os poderosos recursos de automação do Home Assistant para criar ações responsivas baseadas nos dados do sensor, aprimorando seu ambiente de casa inteligente.
- Modificar o Firmware com ESPHome: Utilize o ESPHome para personalizar a funcionalidade do sensor, adaptando‑o às suas necessidades específicas para maior flexibilidade e controle.
Essas etapas irão guiá‑lo através do processo de integração, ajudando você a tirar o máximo proveito da sua configuração com o Sensor mmWave MR60BHA2 e o XIAO ESP32C6.
Primeiros Passos
Observe que, quando nos referimos a atualizações ou modificações de firmware, estamos tratando especificamente do firmware no XIAO ESP32C6.
Para integrar com sucesso o Sensor mmWave MR60BHA2 ao Home Assistant, você precisará dos seguintes componentes:
- Home Assistant: Uma plataforma de casa inteligente que irá gerenciar os dados do sensor.
- Complemento ESPHome: Firmware que permite configuração e gerenciamento fáceis de dispositivos ESP32.
Etapa 1: Configurando o Home Assistant
- Instalação: Para desempenho ideal, é recomendado instalar o Home Assistant OS em uma Máquina Virtual ou Raspberry Pi. Siga o guia de instalação oficial no site do Home Assistant.
- Habilitando o Complemento ESPHome:
- Acesse o painel do Home Assistant.
- Navegue até a seção "Add-ons" e procure pelo complemento ESPHome.
- Clique em "Install" e depois em "Start" para habilitá‑lo.
- Após a instalação, configure o complemento para garantir a comunicação adequada com o XIAO ESP32C6.
Devido aos novos ícones, instale a versão 2024.12.0 ou superior do plugin ESPHome.
Reunindo os componentes necessários e configurando o Home Assistant com o complemento ESPHome, você estará pronto para prosseguir com a integração do Sensor mmWave MR60BHA2.
Também escrevemos como instalar o Home Assistant para alguns produtos da Seeed Studio; consulte‑os.
Etapa 2: Preparando o Kit
Por padrão, seu dispositivo (XIAO ESP32C6) vem pré‑gravado com firmware para detecção de respiração e frequência cardíaca. No entanto, há dois cenários em que você pode precisar atualizar o firmware:
- Regravar o Firmware: Se o firmware existente estiver corrompido ou se você precisar começar do zero.
- Atualizar o Firmware: Se houver uma versão mais recente do firmware com funcionalidade aprimorada.
Há dois métodos simples para gravar o firmware:
O Firefox não oferece suporte à gravação de firmware em dispositivos ESP. Use o Google Chrome ou o Microsoft Edge.
- Web Tool
- ESPHome Web
Você pode usar esta Web Tool para um método fácil e direto de gravar seu firmware. Basta seguir as instruções na tela.
- Clique no botão
CONNECTpara iniciar a conexão. A ferramenta atualizará automaticamente o firmware.
Se algo der errado, siga as etapas de solução de problemas exibidas na tela ou mude para o método ESPHome Web para concluir o processo.
Para este método, você precisará baixar o arquivo de firmware bin a partir daqui (será necessário descompactar o arquivo baixado).
- Conecte o kit de sensores ao seu PC.
- Visite a página do ESPHome Web.
- Selecione o arquivo de firmware com o sufixo
*.factory.bin.
Assista ao vídeo a seguir para um passo a passo detalhado de como gravar o firmware via ESPHome Web:
Com qualquer um dos métodos, você terá o firmware atualizado e pronto para integração com o Home Assistant.
Conectar ao hotspot do kit
Com o firmware, você pode ligar o kit de sensores, e um ponto de acesso Wi‑Fi aparecerá: seeedstudio-mr60bha2.
Navegue até 192.168.4.1 para configurar as definições de rede local do servidor Home Assistant.
Etapa 3: Descobrindo e Adicionando o Dispositivo no Home Assistant
Nesta seção, veremos o processo usando o aplicativo Home Assistant, onde a lógica é a mesma que na web.
- Abra o Aplicativo: Assim que você iniciar o aplicativo, selecione seu servidor Home Assistant. O aplicativo localizará seu servidor automaticamente.
- Crie uma Conta: Se você ainda não criou uma conta, será necessário fazê‑lo. Depois disso, faça login com suas credenciais.
- Navegue até a Página de Integrações: Depois de fazer login, vá para a página "Integrations" no Home Assistant. Se você tiver instalado o complemento ESPHome e tanto o XIAO ESP32C6 quanto o servidor Home Assistant estiverem na mesma rede, você deverá ver o dispositivo
Seeed Studio MR60BHA2 Kit {device-mac-address}aparecer em dispositivos descobertos. - Adicione o Dispositivo: Clique para adicionar o dispositivo à sua configuração do Home Assistant.
Clique no botão CONFIGURE, confirme pressionando o botão SUBMIT e atribua o dispositivo à sua área preferida (por exemplo, Quarto). Depois disso, o dispositivo será gerenciado pela sua integração ESPHome, permitindo controle total e monitoramento no Home Assistant.
Monitoramento e Controle
Seguindo as etapas acima, você terá descoberto e adicionado com sucesso o Sensor MR60BHA2 ao seu Home Assistant, permitindo monitoramento e controle em tempo real.
Monitoramento de dados do sensor
Agora que o sensor foi adicionado ao "Bedroom", navegue até a aba "Overview". Você verá o cartão mmWave exibido na seção Bedroom.
Controle da luz RGB
Nesta seção, exploraremos como controlar uma luz RGB.
Clique na caixa correspondente para controlar diretamente a luz RGB:
Próximas Etapas
Agora que você integrou com sucesso o Sensor mmWave MR60BHA2 com o XIAO ESP32C6 e o Home Assistant, pode explorar melhorias adicionais para aproveitar ao máximo sua configuração. Aqui estão duas abordagens essenciais a considerar:
Implementando Automação no Home Assistant
Os poderosos recursos de automação do Home Assistant permitem criar um ambiente de casa inteligente mais responsivo com base nos dados coletados do seu Sensor MR60BHA2. Isso significa que você pode configurar ações que ocorrem automaticamente com base em gatilhos específicos relacionados à detecção de movimento ou batimentos cardíacos.
Veja como implementar automações passo a passo:
- Navegue até a Seção de Automações: No painel do Home Assistant, encontre e clique na aba "Automations". Esta área é dedicada à criação e gerenciamento de ações automatizadas na sua casa.
- Crie uma Nova Automação: Clique no botão "Add Automation". O Home Assistant oferece um assistente fácil de usar que o orienta no processo de configuração de uma automação.
- Defina o Gatilho: Escolha um gatilho com base nos dados do Sensor MR60BHA2. Por exemplo, você pode definir a automação para disparar quando o sensor detectar movimento ou um padrão específico de batimentos cardíacos. Isso significa que sua automação pode responder imediatamente às leituras do sensor.
- Defina Condições (Opcional): As condições permitem refinar quando a automação deve ser executada. Por exemplo, você pode querer que as luzes acendam apenas quando estiver escuro lá fora ou se um usuário específico estiver em casa.
- Determine a Ação: Especifique qual ação deve ocorrer quando as condições do gatilho forem atendidas. As ações podem incluir acender luzes, enviar notificações ou até ajustar configurações do termostato. Por exemplo, você pode criar uma ação que acenda uma luz RGB quando for detectado movimento, aumentando tanto a segurança quanto o conforto.
- Salve e Teste: Depois de configurar sua automação, salve-a e teste sua funcionalidade. Passe em frente ao sensor para ver se as luzes acendem como esperado. Se surgir algum problema, você pode voltar às configurações da automação para solucionar e ajustar.
Aproveitando os recursos de automação do Home Assistant, você pode criar um ambiente verdadeiramente inteligente que responde aos seus movimentos e métricas de saúde, garantindo que seu espaço de convivência se adapte perfeitamente ao seu estilo de vida.
Modificando o Firmware com ESPHome
Uma das principais vantagens de usar o XIAO ESP32C6 é sua compatibilidade com o ESPHome, uma ferramenta poderosa para gerenciar e personalizar o firmware do seu microcontrolador. Com o ESPHome, você pode modificar diretamente o firmware para ajustar a funcionalidade do Sensor mmWave MR60BHA2 às suas necessidades específicas.
Para começar com o ESPHome, siga estas etapas:
-
Acesse o Dashboard do ESPHome: No Home Assistant, navegue até o add-on ESPHome. Você deverá ver o seu XIAO ESP32C6 listado entre os dispositivos.
-
Crie uma Nova Configuração: Clique no dispositivo para abrir sua configuração. Aqui, você pode ajustar configurações como a sensibilidade do sensor, intervalos de relatório e formatos de saída. O ESPHome usa um formato de configuração YAML, que é fácil de usar e permite definir vários parâmetros. Você pode usar o seguinte arquivo modelo YAML como ponto de partida para sua configuração, que foi projetado especificamente para o Sensor MR60BHA2:
# template from https://github.com/limengdu/MR60BHA2_ESPHome_external_components
substitutions:
name: "seeedstudio-mr60bha2-kit"
friendly_name: "seeedstudio-mr60bha2-kit"
esphome:
name: "${name}"
friendly_name: "${friendly_name}"
name_add_mac_suffix: true
project:
name: "seeedstudio.mr60bha2_kit"
version: "3.5"
platformio_options:
board_upload.maximum_size: 4194304
min_version: "2024.3.2" # Fix logger compile error on ESP32-C6 esphome#6323
esp32:
board: esp32-c6-devkitc-1
variant: esp32c6
flash_size: 4MB # upload.flash_size
framework:
type: esp-idf
# If you want to experience the latest components, you can remove this comment.
# external_components:
# - source:
# type: git
# url: https://github.com/limengdu/MR60BHA2_ESPHome_external_components
# ref: main
# components: [ seeed_mr60bha2 ]
# refresh: 0s
# Enable logging
logger:
hardware_uart: USB_SERIAL_JTAG
level: DEBUG
# Enable Home Assistant API
api:
ota:
- platform: esphome
# It is highly recommended to use secrets
wifi:
ssid: !secret wifi_ssid
password: !secret wifi_password
ap:
ssid: "seeedstudio-mr60bha2"
captive_portal:
# For XIAO ESP32C6 Onboard LED
# light:
# - platform: status_led
# name: "Switch state"
# pin: GPIO15
light:
- platform: esp32_rmt_led_strip
id: led_ring
name: "Seeed MR60BHA2 RGB Light"
pin: GPIO1
num_leds: 1
rgb_order: GRB
chipset: ws2812
i2c:
sda: GPIO22
scl: GPIO23
scan: true
id: bus_a
uart:
id: uart_bus
baud_rate: 115200
rx_pin: 17
tx_pin: 16
parity: NONE
stop_bits: 1
seeed_mr60bha2:
id: my_seeed_mr60bha2
binary_sensor:
- platform: seeed_mr60bha2
has_target:
name: "Person Information"
sensor:
- platform: bh1750
name: "Seeed MR60BHA2 Illuminance"
address: 0x23
update_interval: 1s
- platform: seeed_mr60bha2
breath_rate:
name: "Real-time respiratory rate"
heart_rate:
name: "Real-time heart rate"
distance:
name: "Distance to detection object"
num_targets:
name: "Target number"
-
Personalize a Funcionalidade: Você pode ampliar os recursos do sensor explorando vários recursos disponíveis no ESPHome, permitindo ajustes flexíveis para atender às suas necessidades específicas.
-
Envie o Firmware Atualizado: Depois de fazer suas modificações, salve a configuração. O dashboard do ESPHome permite enviar o firmware diretamente pelo ar. Basta clicar no botão
Uploade seguir as instruções para concluir o processo. Esse método simplificado facilita manter seu firmware atualizado. -
Teste e Reitere: Quando o envio estiver concluído, teste suas alterações em tempo real. Monitore o desempenho do sensor para garantir que ele opere conforme o esperado. Se você encontrar algum problema, volte ao dashboard do ESPHome para refinar suas configurações. Essa abordagem iterativa permite aprimorar continuamente o firmware, garantindo que ele atenda de forma eficaz às suas necessidades.
Ao utilizar o ESPHome, você se capacita a fazer melhorias contínuas na configuração do seu sensor, adaptando-o às suas necessidades em constante evolução. Essa capacidade não só aumenta a funcionalidade do seu projeto, como também fornece uma plataforma para aprendizado e experimentação com desenvolvimento de IoT.
Por meio dessas etapas, você pode maximizar a funcionalidade da sua configuração com o Sensor mmWave MR60BHA2 e o XIAO ESP32C6, transformando-a em um sistema de casa inteligente altamente personalizado e responsivo, adaptado às suas preferências e necessidades.
Recursos
Solução de Problemas
Explicação do Mecanismo de Relato de Dados do Sensor de Radar (Para v1.6.12 e posteriores)
Esta parte detalha o tempo, a precisão e as condições necessárias para os dados relatados pelas várias funções de detecção do sensor de radar. Ela tem como objetivo ajudar os usuários a entender e utilizar melhor os dados do sensor.
1. Presença Estática Humana
- Descrição da Função: Detecta a presença de um alvo humano parado dentro de uma área específica.
- Parâmetro Principal:
- Alcance Efetivo de Detecção: Até 4 metros.
- Lógica de Relato de Dados:
- Relata um status de "Presença" quando um alvo humano é detectado na área.
- Relata um status de "Ausência de Presença" quando a área está livre de alvos humanos.
- Observação: O alcance de detecção de 4 metros é exclusivo da função de Presença Estática Humana. Ele não se aplica a outros recursos, como Detecção de Respiração e Batimentos Cardíacos ou Detecção de Distância do Alvo, que possuem seus próprios alcances efetivos, menores. A única finalidade desta função é determinar presença ou ausência, não fornecer dados detalhados.
2. Detecção de Respiração e Batimentos Cardíacos
- Descrição da Função: Realiza a detecção de sinais vitais sem contato em um único alvo humano parado.
- Parâmetros Principais:
- Alcance Efetivo de Detecção: Aproximadamente 1,5 metro.
- Alvo de Detecção: Um único humano parado.
- Condições Necessárias de Operação:
- Imobilidade do Alvo: A pessoa monitorada deve permanecer completamente imóvel.
- Estabilidade do Dispositivo: O dispositivo de radar deve estar firmemente fixado, sem tremores ou vibrações.
- Alvo Único: Apenas uma pessoa deve estar dentro do alcance de detecção.
- Lógica de Relato de Dados:
- Relato Normal: Quando todas as condições acima são atendidas, o radar relata, em tempo real, os valores de respiração e frequência cardíaca.
- Cenários de Relato Anormal:
- Alvo Além de 1,5 m: Quando um alvo detectado está além do alcance efetivo de 1,5 metro, os dados de respiração e frequência cardíaca param de ser atualizados e permanecem no último valor válido medido.
- Nenhum Alvo na Zona Central: Quando nenhum alvo é detectado dentro da zona central de detecção de 0,5 a 1,5 metro, os valores de respiração e frequência cardíaca serão ativamente relatados como 0.
- Observação: Esteja atento à interferência ambiental. Micromovimentos de fontes como ventiladores, aparelhos de ar-condicionado ou cortinas balançando podem, às vezes, ser interpretados incorretamente pelo sensor. Nesses casos, o radar pode relatar um valor de frequência cardíaca diferente de zero, mesmo quando nenhum alvo humano é detectado (e a taxa de respiração é relatada como 0).
3. Detecção de Distância do Alvo
- Firmware Aplicável:
1.6.10e versões mais recentes. - Descrição da Função: Detecta e relata a distância em linha reta entre o radar e um alvo.
- Parâmetro Principal:
- Alcance Máximo Efetivo de Detecção: 5 metros.
- Lógica de Relato de Dados e Limitações:
- Estado Sem Alvo: Quando nenhum alvo é detectado, o valor de distância é relatado como 0.
- Alvo(s) Detectado(s): Quando um ou mais alvos são detectados dentro do alcance de 5 metros, o radar relata a distância do alvo mais próximo ao sensor.
- Dados Não Atualizados (Mantém o Último Valor): O valor da distância irá parar de ser atualizado se o alvo mais próximo estiver ou se mover além do alcance efetivo de detecção de 5 metros. Nesse caso, o valor será mantido no último valor válido medido.
- Desempenho de Rastreamento: Para garantir a estabilidade de alvos estacionários em curta distância, a estratégia de rastreamento do radar é otimizada para diferentes distâncias. O desempenho é detalhado na tabela abaixo:
| Faixa de Distância | Estado do Alvo | Desempenho de Rastreamento e Observações |
|---|---|---|
| 0,5 m ~ 1,5 m | Estacionário | Taxa de Sucesso de Rastreamento > 96%. O desempenho é muito estável. |
| 1,5 m ~ 3 m | Estacionário | Taxa de Sucesso de Rastreamento > 90%. O desempenho é estável. |
| 3 m ~ 5 m | Estacionário | A estabilidade de rastreamento diminui, com perda ocasional do alvo. A versão 1.6.12 apresenta uma melhoria de 80% em relação às versões anteriores. |
| Aproximando-se | Em movimento | Quando um alvo se move em direção ao radar a partir de uma distância maior, o rastreamento estável normalmente começa quando a pessoa atinge aproximadamente 3 metros. |
| Afastando-se | Em movimento | Quando um alvo se afasta do radar, o rastreamento pode se estender além de 5 metros. |
4. Contagem de Ocupantes no Ambiente
- Descrição da Função: Fornece uma contagem preliminar e estimada de indivíduos dentro da área de detecção.
- Explicação dos Dados:
- Esta função está atualmente em fase de desenvolvimento e deve ser considerada experimental. O valor retornado é uma estimativa aproximada derivada de uma análise complexa de sinais.
- Sua precisão é fortemente influenciada por fatores como sobreposição de sinais de várias pessoas, posturas individuais e padrões de movimento.
- Consequentemente, este recurso não é adequado para aplicações que dependem de números precisos de ocupantes.
- Estamos trabalhando ativamente no aprimoramento do algoritmo subjacente e esperamos oferecer melhorias significativas de precisão em futuras versões de firmware.
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