Introdução ao Sensor de Radar mmWave
Bem-vindo à descoberta dos Sensores de Radar mmWave da Seeed Studio. Esta página foi criada para ser uma fonte abrangente de informações, guiando você por todos os aspectos desses sensores.
Aqui, você pode encontrar detalhes sobre parâmetros de produto, incluindo frequências de operação, potência de transmissão, alcances de movimento e de presença e ângulos de detecção. Também apresentamos métodos de instalação simples, como montagem superior, montagem lateral e instalação inclinada. Além disso, exploramos vários cenários de aplicação em segurança automotiva, casa inteligente e assistência à saúde. Nossos Sensores de Radar mmWave são adequados para uma ampla gama de projetos, oferecendo soluções de detecção confiáveis.
Princípio do Radar mmWave
O radar de Ondas Milimétricas (mmWave) utiliza técnicas de radar de Onda Contínua Modulada em Frequência (FMCW) para detectar objetos e sua velocidade, distância e ângulo. O radar FMCW transmite continuamente um sinal modulado em frequência e recebe os sinais refletidos pelos objetos. Ao analisar a diferença entre as frequências transmitida e recebida, o radar pode determinar a distância (alcance) e a velocidade relativa (velocidade) dos objetos. Esse princípio permite que o radar mmWave detecte movimentos sutis, forneça alta precisão e funcione de forma eficaz em diversas condições ambientais, como chuva, neblina ou poeira.
Diagrama Esquemático da Faixa de Frequência de Ondas Milimétricas, crédito: EverythingRF
Diferentes tipos de Sensores de Radar mmWave
Sensores de radar de ondas milimétricas (mmWave) são capazes de detectar objetos, medir sua distância, velocidade e ângulo, e podem penetrar vários materiais, como plástico, roupas e drywall, tornando-os adequados para uma ampla variedade de aplicações. Na Seeed, aproveitamos o poder do mmWave para desenvolver vários sensores que podem realizar diversas ações, como detecção de quedas e monitoramento da respiração durante o sono.
Nossa linha de Sensores de Radar mmWave é mostrada abaixo, cada um com diferentes recursos e funções.
| Sensor de Detecção de Queda Humana XIAO 60GHz mmWave MR60FDA2 | Sensor de Respiração e Batimentos Cardíacos Humanos XIAO 60GHz mmWave MR60BHA2 | Sensor de Presença Estática Humana 24Ghz mmWave para XIAO | Kit de Sensor de Detecção Humana mmWave MR24HPC1 | Módulo de Sensor de Presença Estática Humana 24GHz mmWave MR24HPC1 Lite |
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| Sensor de Detecção de Queda Humana XIAO 60GHz mmWave MR60FDA2 | Sensor de Respiração e Batimentos Cardíacos Humanos XIAO 60GHz mmWave MR60BHA2 | Sensor de Presença Estática Humana 24Ghz mmWave para XIAO | Kit de Sensor de Detecção Humana mmWave MR24HPC1 | Módulo de Sensor de Presença Estática Humana 24GHz mmWave MR24HPC1 Lite | |
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| Função Principal | Detecção de quedas | Detecção de respiração e batimentos cardíacos | Detecção de presença humana | Detecção de presença humana | Detecção de presença humana |
| Frequência de Operação | 60GHz | 60GHz | 24GHz | 24GHz | 24GHz |
| Potência de Transmissão | / | / | / | 8dBm | 8dBm |
| Número de transmissões e recepções | Duas transmissões e duas recepções | Duas transmissões e duas recepções | Uma transmissão e uma recepção | Uma transmissão e uma recepção | Uma transmissão e uma recepção |
| Alcance de Movimento | 6m | 6m | 6m | 5m | 5m |
| Alcance de Presença | 3m | 1.5m | 4m | 4m | 4m |
| Ângulo de Detecção | 120x100° | 120x100° | 60×60° | 90×60° | 90×60° |
| Tensão de Operação | 5V | 5V | 5V | 4.5-6V | 4.5-6V |
| Espaçamento dos Pinos | 2.54mm | 2.54mm | 2.54mm | 2.00mm | 2.00mm |
| Tamanho (LxA) | 30x48mm | 30x48mm | 22x18mm | 35x30mm | 35x30mm |
| Método de Instalação | Instalação superior | Instalação lateral ou instalação inclinada | Sem requisitos | Sem requisitos | Sem requisitos |
| Suporte ESPHome | Suporte Nativo de Firmware | Suporte Nativo de Firmware | Guia | GitHub | GitHub |
| Categoria | Sensor com XIAO ESP32C6 como MCU | Sensor com XIAO ESP32C6 como MCU | Módulo, compatível com XIAO (pino a pino) | Sensor com XIAO ESP32C3 como MCU | Módulo, compatível com XIAO, Arduino (via fio jumper) |
| Disponibilidade | $24.9 na Seeed Stduio | $24.9 na Seeed Stduio | $4.49 na Seeed Studio | $26.99 na Seeed Stduio | $6.9 na Seeed Studio |
Comparação de Diferentes Parâmetros de Sensores de Radar mmWave
Comparação das Funções de Detecção de Presença Humana entre Sensores de Radar mmWave e Outros Sensores
| Sensor de Radar mmWave | Câmera | Sensor Ultrassônico | LiDAR (Radar a Laser) | Sensor Infravermelho Passivo (PIR) | |
|---|---|---|---|---|---|
| Privacidade | Detecção não visual, faixa de frequência de sinal oculta, baixo risco de vazamento de dados | Coleta imagens contendo grande quantidade de informações privadas, propensas a vazamento | Não envolve a coleta de imagens privadas, mas o sinal é facilmente detectável | Os dados escaneados podem expor informações do cenário, com risco de vazamento | Não envolve a coleta de imagens privadas, mas o sinal é facilmente detectável |
| Custo | Moderado | O custo varia de acordo com a resolução e funções, com alguns tipos sendo relativamente altos | Baixo custo | Alto custo de equipamento e manutenção | Baixo custo |
| Precisão | Alta precisão, capaz de detectar com exatidão a distância, velocidade e ângulo do alvo | Fortemente afetada pela iluminação e resolução | Precisão limitada na detecção de curta distância | Imagem 3D de alta precisão, mas afetada pelo ambiente | Baixa precisão de detecção, só pode determinar movimento |
| Estabilidade | Não é afetado por iluminação e temperatura, com desempenho estável | Limitado pelas condições de iluminação, desempenho ruim em pouca luz | Facilmente afetado por ruído ambiental | Fortemente afetado por condições climáticas adversas | Facilmente afetado por fatores ambientais, como fontes de calor |
A tabela comparativa destaca as vantagens do radar mmWave em relação a câmeras, sensores ultrassônicos, LiDAR e sensores PIR. Ele oferece desempenho estável em ambientes diversos, tornando-o eficaz para detecção de quedas, monitoramento da respiração e da frequência cardíaca e detecção de presença humana. Além disso, o radar mmWave protege a privacidade por não capturar imagens identificáveis, garantindo a confidencialidade do usuário.
Comparação entre 24 GHz e 60 GHz
Os radares de ondas milimétricas de 24 GHz e 60 GHz diferem significativamente em suas características. O radar de 24 GHz oferece forte penetração e maior alcance de detecção, tornando-o eficaz para detecção de presença humana, especialmente em sistemas de radar automotivo. Em contraste, o radar de 60 GHz, com penetração mais fraca porém maior resolução angular, é ideal para aplicações precisas como detecção de quedas e monitoramento da frequência cardíaca, comumente encontrado em dispositivos de casa inteligente. Em última análise, a escolha da frequência adequada depende das necessidades específicas da aplicação, incluindo o alcance de detecção e as características do alvo.
Comparação das funções de detecção de presença humana entre sensores de radar mmWave
| Suporta detecção de presença humana | Comparação do efeito da detecção de presença humana | |
|---|---|---|
| 24GHz mmWave for XIAO | ✅ | Este produto oferece detecção de presença humana e está pronto para uso imediato, atendendo às necessidades básicas. Os usuários podem obter rapidamente um efeito de detecção relativamente estável |
| MR24HPC1 Lite | ✅ | Este produto possui detecção de presença humana, permitindo que usuários com habilidades práticas ajustem parâmetros subjacentes para desempenho ideal em cenários complexos. No entanto, sua precisão de detecção é ligeiramente inferior à do 24GHz mmWave for XIAO quando operado diretamente |
| MR60FDA2 | ✅ | A função de detecção de presença humana não é a função principal; ela é usada principalmente como auxiliar para suportar a detecção de quedas |
| MR60BHA2 | ✅ | A função de detecção de presença humana não é a função principal; ela é usada principalmente como auxiliar para suportar a detecção da frequência respiratória e da frequência cardíaca |
O 24GHz mmWave for XIAO é projetado para usuários que buscam conveniência e acesso rápido. Ele oferece recursos como detecção de presença humana e detecção de movimento, todos controláveis por meio de um aplicativo móvel Bluetooth. Pronto para uso imediato, ele simplifica a configuração e permite que os usuários se beneficiem rapidamente de seus recursos. Aqui está a interface do aplicativo Bluetooth:
O MR24HPC1 Lite é projetado para usuários práticos, apresentando detecção de presença humana, movimento e velocidade, com foco em ajustes personalizáveis de parâmetros para vários cenários. Os usuários podem obter resultados de detecção ideais ajustando os parâmetros corretos, mas devem ler cuidadosamente a documentação para utilizar totalmente suas opções de personalização. Abaixo está a interface de operação de seu computador host:
Sensor de radar mmWave: cenários típicos de aplicação em nossa vida
Sensores de radar mmWave são utilizados em uma variedade de projetos inovadores em diferentes setores. Aqui estão alguns exemplos:
- Sistemas de segurança automotiva: aprimorando os sistemas de assistência ao motorista com recursos como controle de cruzeiro adaptativo, frenagem automática de emergência e detecção de ponto cego.
- Dispositivos de casa inteligente: usando sensores de radar para reconhecimento de gestos, detecção de presença e monitoramento de sinais vitais sem contato físico.
- Automação industrial: implementando radar para monitoramento de máquinas, detecção de presença humana em áreas perigosas e melhoria da segurança em ambientes automatizados.
- Aplicações em saúde: monitorando sinais vitais de pacientes, detectando quedas e fornecendo ferramentas de diagnóstico não invasivas.
- Navegação de drones: permitindo que drones evitem obstáculos, naveguem de forma autônoma e realizem pousos de precisão.
Esses projetos demonstram a versatilidade e o potencial da tecnologia de radar mmWave na transformação de vários campos por meio de capacidades aprimoradas de detecção e automação.
Certamente, você também pode conectar nosso módulo de sensor de radar mmWave ao HomeAssistant. Aqui estão alguns exemplos de uso:
- MR60FDA2 Fall detection Sensor with Home Assistant
- MR60BHA2 Breath-Heartbeat Sensor with Home Assistant
- mmWave Kit And Grove Connect To ESPHome
- mmWave for XIAO to Home Assistant via Bluetooth
Método de instalação dos sensores de radar mmWave
Método 1: instalação superior. Suspenso no topo, com altura de 2,2–3,0 m, raio máximo de detecção de 2 m; o lado com o sensor mmWave precisa estar alinhado com a direção de detecção.
Aplicável a: MR60FDA2, MR24HPC1, 24GHz mmWave XIAO
O limite de altura de instalação do MR60FDA2 é entre 2,4 e 3,0 metros, e o limite de altura para detecção de quedas é entre 0 e 0,6 metros.
Método 2: instalação lateral. Montado lateralmente, recomenda-se que a altura de instalação do radar seja consistente com a altura do peito da pessoa a ser medida, e que a posição do módulo e a posição do peito sejam ≤ 1,5 m.
Aplicável a: MR60BHA2, MR24HPC1, 24GHz mmWave XIAO
Método 3: instalação inclinada. Para necessidades de detecção da respiração durante o sono e da frequência cardíaca, pode ser adotado um método de instalação inclinada. Exige-se que o radar seja instalado a uma altura de 1 m diretamente acima da cabeceira da cama, inclinado para baixo a 45° em direção ao meio da cama, e que a distância entre o radar e a cavidade torácica seja controlada dentro de 1,5 m. A direção normal do radar deve estar alinhada com a principal posição de detecção para garantir que o radar possa detectar dados de respiração e batimentos cardíacos.
Aplicável a: MR60BHA2, MR24HPC1, 24GHz mmWave XIAO
Use este módulo em um espaço aberto e evite os seguintes cenários dentro do alcance de detecção para prevenir interferências no módulo:
- Vários radares instalados muito próximos uns dos outros
- Vento movendo cortinas e balançando plantas
- Fluxo de água e película de água
- Grandes áreas de metal e reflexos de espelhos
- Detecção através de vidro e tábuas finas de madeira
- Local de instalação sujeito a vibrações
- Uso de fontes de alimentação de baixa qualidade
Código aberto dos sensores de radar mmWave da Seeed Studio
Materiais de código aberto do kit mmWave MR60FDA2 da Seeed Studio
- STL: mmWave 3D Case
- Repositório GitHub: Acesse todo o código-fonte e documentação na página Seeed mmWave Library no GitHub.
- Documentação ESPHome: Para maior personalização e integração, consulte a documentação do ESPHome.
- Ferramenta de atualização de firmware do MR60FDA2: MR60FDA2_OTA.zip
- Firmware MR60FDA2 v4.0.18: MR60FDA2_eeprom_v4.0.18.bin
- Software GUI do MR60FDA2: Seeed_Studio_mmWave_Sensor_MR60FDA2_GUI.zip
- mmWave Sensor SCH V1.0: mmWave_Sensor_SCH_V1.0.pdf
- Especificação técnica do módulo MR60FDA2: MR60FDA2_Fall_Detection_Module_Datasheet.pdf
- Manual da interface Tiny Frame do MR60FDA2: Seeed_Studio_TinyFrame_Interface_Fall_detection_V1.1.pdf
Materiais de código aberto do kit mmWave MR60BHA2 da Seeed Studio
- STL: mmWave 3D Case
- Repositório GitHub: Acesse todo o código-fonte e documentação na página Seeed mmWave Library no GitHub.
- Documentação ESPHome: Para maior personalização e integração, consulte a documentação do ESPHome.
- Ferramenta de atualização de firmware do MR60BHA2: MR60BHA2_OTA.zip
- Firmware MR60BHA2 v1.6.4: MR60BHA2_eeprom_1.6.4.bin
- Software GUI do MR60BHA2: Seeed_Studio_mmWave_Sensor_MR60BHA2_GUI.zip
- mmWave Sensor SCH V1.0: mmWave_Sensor_SCH_V1.0.pdf
- Especificação técnica do módulo MR60BHA2: MR60BHA2_Breathing_and_Heartbeat_Module.pdf
- Manual da interface Tiny Frame do MR60BHA2: Seeed_Studio_Tiny_Frame_Interface_Breathing_and_Heartbeat.pdf
Materiais Open-Source do mmWave de 24GHz da Seeed Studio para XIAO
- Especificação Técnica do mmWave de 24GHz para XIAO: 24GHz_mmWave_for_XIAO-Datasheet-V1.00.pdf
- Manual do Usuário do mmWave de 24GHz para XIAO: 24GHz_mmWave_for_XIAO-Usermanual-V1.00.pdf
- SCH do mmWave de 24GHz para XIAO: 24GHz-mmWave-for-xiao-SCH.pdf
Materiais Open-Source do kit mmWave MR24HPC1 da Seeed Studio
- Repositório GitHub: Acesse todo o código-fonte e documentação em Project open source.
- Modelo de Configuração Rápida do Módulo MR24HPC1: MR24HPC1_Quick_Setup_Template-V1.0.pdf
- Especificação Técnica do Módulo MR24HPC1: 24GHz_mmWave_Sensor-Human_Static_Presence_Module_Lite_Datasheet.pdf
- Manual do Usuário do Módulo MR24HPC1 V1.5: MR24HPC1_User_Manual-V1.5.pdf
Versão 1
- SCH&PCB do Módulo MR24HPC1 V1.0: mmWare-kit_sch&pcb.zip
- SCH do Módulo MR24HPC1 V1.0: sch_mmware_kit.pdf
Versão 2
- SCH&PCB do Módulo MR24HPC1 V2.0: Human_Detection_Sensor_Board_V2.zip
- SCH do Módulo MR24HPC1 V2.0: mmwave_kit_sch_V2.pdf
Materiais Open-Source do Sensor mmWave de 24GHz MR24HPC1 da Seeed Studio
- Modelo de Configuração Rápida do Módulo MR24HPC1: MR24HPC1_Quick_Setup_Template-V1.0.pdf
- Especificação Técnica do Módulo MR24HPC1: 24GHz_mmWave_Sensor-Human_Static_Presence_Module_Lite_Datasheet.pdf
- Manual do Usuário do Módulo MR24HPC1 V2.0: MR24HPC1_User_Manual-V2.0.pdf
- Software de Computador de Superfície do Módulo MR24HPC1: Human-Radar-Open-Protocol_2.0.exe
- Documentos de Certificação CE do Módulo MR24HPC1: 101991030_CE.zip
Os dados brutos e os algoritmos nos Sensores de Radar mmWave da Seeed Studio não são open-source. Agradecemos a sua compreensão e apoio!
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