Svet Črnil

Opis

Zaznavanje prisotnosti tudi ob majhnem gibanju

Pri avtomatski razsvetljavi pogosto ni dovolj vedeti, da je nekdo pravkar stopil skozi vrata. Sistem mora upoštevati tudi človeka, ki sedi za mizo ali se le malo premika. Hi-Link HLK-LD2401 je radarski modul za zaznavanje človeške prisotnosti v notranjih prostorih. Deluje v pasu 24 GHz in je namenjen vgradnji v lastne elektronske projekte, pametno razsvetljavo, upravljanje prostorov ter prototipe z Arduinom ali ESP32.

Senzor zaznava gibanje in mikrogibanje. Rezultat lahko uporabite kot vhod v svojo aplikacijo: za prikaz zasedenosti, sprožitev časovnika, spremembo osvetlitve ali beleženje dogodka. Končno obnašanje sistema določa program krmilnika. Modul sam zato ne nadomesti načrtovanja naprave, pravilne montaže in preizkusa v prostoru, kjer bo dejansko uporabljen.

Osnovne lastnosti modula HLK-LD2401

• Proizvajalec in model: Hi-Link HLK-LD2401.
• Radarska tehnologija: FMCW v frekvenčnem območju 24 do 24,25 GHz.
• Zaznavanje prisotnosti do 6 m v ustreznih pogojih.
• Izbira razdaljnih korakov 0,75 m ali 0,2 m; manjši korak pomeni krajše pokrito območje, do 1,6 m pri osmih korakih.
• Vidno območje radarja po podatkih proizvajalca sega približno do ±60 stopinj.
• Izhoda GPIO in UART; digitalni signalni nivo 3,3 V.
• Napajanje osnovnega modula: 3,3 V, vir naj zagotavlja več kot 200 mA; navedeni povprečni tok je približno 74 mA.
• Nastavljanje območja, občutljivosti in zakasnitve ob odsotnosti prek podprtih nastavitev modula.
• Mere osnovnega modula približno 18 x 22 mm; preverite izvedbo priključkov dobavljenega kosa.

Največji doseg ni zagotovljena razdalja za vsak cilj in vsak prostor. Na rezultat vplivajo namestitev, usmeritev, odboji, gibajoči se predmeti in nastavitve. Pri izbiri območja je pomembno, da senzor spremlja tisti del prostora, ki vas zanima. Prevelik doseg lahko povzroči odzive zaradi dogajanja zunaj želenega območja.

Otroci, odrasli in domače živali: kaj rezultat pomeni

LD2401 je senzor prisotnosti, ne kamera ali sistem za razvrščanje ljudi. Iz njegovega signala ne smemo sklepati, da je zaznana oseba otrok ali odrasel. Tudi živali lahko vplivajo na radarsko zaznavo, zato je pri takem projektu potreben dejanski preskus z želenim ciljem in na predvidenem mestu namestitve. Proizvajalec ne potrjuje zanesljivega razlikovanja otrok, odraslih in domačih živali.

Za projekt v otroški sobi lahko na primer preizkusite, ali senzor zazna prisotnost na določenem območju in kako dolgo ostane izhod aktiven pri mirnem sedenju. Za spremljanje prostora, kjer je žival, preverite odziv pri različnih položajih in oddaljenostih. Rezultat takšnega preizkusa je podlaga za nastavitve avtomatizacije, ne dokaz, da bo zaznana vsaka situacija.

Modula ne uporabljajte kot edino sredstvo za nadzor varnosti otroka, kot medicinski monitor ali kot varnostno zaščito stroja. Njegova smiselna uporaba je avtomatizacija udobja, razvoj in nezahtevno zaznavanje zasedenosti. Kadar bi spregledan dogodek lahko povzročil nevarnost, je potrebna rešitev, ki je za tak namen ustrezno načrtovana in preverjena.

GPIO ali UART: izberite podatke, ki jih projekt potrebuje

Digitalni izhod je praktičen, kadar potrebujete preprost podatek o zaznani prisotnosti. Krmilnik ga prebere in glede na svojo logiko vklopi funkcijo ali začne odštevanje. Pri serijski povezavi UART lahko aplikacija uporablja podatke, ki jih oddaja izbrana različica modula. Format in ukaze vedno preverite v protokolu HLK-LD2401.

Pri povezavi z ESP32 preverite konkretno ploščico, njene proste priključke in dovoljeno obremenitev napajalnika. Izhoda senzorja ne povezujte neposredno z relejno tuljavo ali omrežnim porabnikom. Za krmiljenje bremena potrebujete ustrezen vmesnik. UART TTL prav tako ni neposredno enak priključku RS232 ali RS485.

Nastavitev v prostoru po korakih

1. Najprej določite območje, kjer želite zaznavati prisotnost, in predvideno višino namestitve.
2. Modul priključite po preverjeni razporeditvi priključkov ter začnite z enostavnim prikazom rezultata.
3. Preverite stanje praznega prostora in morebitne odzive ob delovanju ventilatorja ali drugih premikajočih se predmetov.
4. Preizkusite vstop, izstop, sedenje in majhne premike na različnih mestih območja.
5. Prilagodite občutljivost in razdaljo, nato nastavite smiselno zakasnitev izklopa.
6. Po vgradnji v končno ohišje preizkus ponovite in zabeležite končne nastavitve.

Pri ohišju upoštevajte navodila proizvajalca za radarsko okno in položaj antene. Kovinski deli pred anteno lahko spremenijo ali onemogočijo delovanje. Pomembna je tudi razdalja med senzorjem in elementi ohišja. Preizkus na odprti mizi zato ne potrjuje enakega delovanja po končni montaži.

Primer avtomatizacije z ESP32

Razvojni primer je namizna svetilka, pri kateri ESP32 bere signal prisotnosti in začne časovnik šele takrat, ko senzor poroča o odsotnosti. Pri zaznani prisotnosti časovnik prekine. Uporabnik lahko doda še ročno tipko in prikaz stanja. Tako je obnašanje razumljivo in ga je mogoče opazovati med preizkušanjem.

Za odpravljanje težav v začetni različici programa beležite čas spremembe izhoda in razlog za ukaz svetilki. Če se svetilka ugaša prezgodaj, lahko ločite težavo zaznavanja od napake v časovniku. Pri delovanju prek omrežja naj lokalna logika ostane jasno določena tudi ob izgubi povezave. Te odločitve so del vašega projekta, ne samodejna funkcija senzorskega modula.

Pri študentskem projektu je koristna primerjava z drugim načinom zaznavanja: oba senzorja opazujete v enakem prostoru, ohranite iste položaje in zapišete razlike. Pri tem ne ocenjujte samo največjega dosega. Pomembni so tudi zakasnitev, lažni odzivi, zaznava mirujočega človeka in preprostost povezave s preostalo elektroniko.

Dokumentacija in lokalna podpora

Uradna stran Hi-Link HLK-LD2401 vsebuje tehnične podatke, komunikacijski protokol in programska orodja. Dodatno je na voljo predstavitev HLK-LD2401 z razvojnimi datotekami proizvajalca. Pri prenosu izberite LD2401, saj podobno poimenovani moduli uporabljajo drugačne nastavitve in protokole.

Pri Svetu Črnil v Ljubljani lahko skupaj preverimo napajanje, povezavo in način vključitve v vaš sistem. Pošljite oznako razvojne ploščice, skico prostora in cilj uporabe. Tako lažje izberemo primerne nastavitve in komponente ter določimo preizkus, ki bo pokazal, ali modul ustreza vašemu projektu.