Bagian Dalam Sensor Gerak Radar $1

Bagian Dalam Sensor Gerak Radar 1 Dolar

• Baru-baru ini membeli sensor gerak gelombang mikro RCWL-0516. Penasaran bagaimana Tiongkok bisa membuat radar dengan harga di bawah 1 dolar
• Menjalankan sensor ini sangat mudah. Pin VIN dihubungkan ke 5 volt, GND ke ground, lalu ditambahkan kapasitor decoupling 1uF pada pin 3V3. Jika seseorang bergerak dalam jarak sekitar 5 meter, pin OUT akan naik ke 3 volt selama 3 detik

Cara kerja sensor

• Datasheet untuk chip besar SOIC-16 berhasil ditemukan. BISS0001 adalah chip sensor gerak inframerah
• Secara umum, radar pendeteksi gerak dan kecepatan (Doppler) memancarkan carrier kontinu lalu mencampurkan sinyal yang diterima dengan carrier yang dipancarkan untuk menghasilkan sinyal IF frekuensi rendah. Sinyal yang dipantulkan dari objek bergerak akan mengalami perubahan fase perlahan terhadap sinyal pancar, menghasilkan frekuensi beat beberapa hertz
• Pada modul ini, sinyal IF masuk ke pin 14, tetapi chip mengeluarkan salinan yang telah diperkuat pada pin 16

Rahasia di balik keajaibannya

• Sisi kanan papan adalah BISS001 yang berfungsi sebagai penguat, komparator, dan timer. Pekerjaan terkait RF dilakukan di sisi kiri papan hanya dengan sedikit komponen
• Pertama, seluruh sistem adalah osilator transistor tunggal yang bekerja pada frekuensi 3,18 GHz
• Osilator dipulse pada 20 MHz sehingga menghasilkan bentuk gelombang ini dari osilator

Penerima super-regeneratif

• Saat osilator bekerja, perubahan pada kapasitor 33 pF menaikkan tegangan emitor sampai osilator tidak bisa lagi berosilasi. Pada titik ini, resistor 220 ohm mengosongkan kapasitor dan memulai ulang osilasi dalam beberapa nanodetik
• Pulsing ini membuatnya bekerja sebagai penerima super-regeneratif. Ketika gain transistor melebihi 1, osilator tidak langsung mulai. Sinyal di resonator diperkuat, terus mengisi kapasitor, lalu siklus dimulai ulang

Kinerja radar

• Di dalam ruangan, alat ini bekerja baik hingga jarak 5 meter, tetapi di luar ruangan performanya sangat tidak stabil

Pemancar S-band

• Alat ini diubah menjadi pemancar dengan melepas kapasitor yang menyebabkan pulsing 20 MHz. Osilator itu sendiri bertindak sebagai mixer untuk menurunkan frekuensi sinyal yang diterima

Radar bistatik

• Modul lain yang tidak dimodifikasi digunakan sebagai penerima untuk mendapatkan sinyal pantulan yang lebih konsisten. Namun, penerima terganggu oleh RF dari pemancar sehingga sinyal pantulan dari jarak jauh menjadi lemah
• Alat ini bekerja dengan baik sebagai sensor kecepatan dengan menjalankan FFT atau mendeteksi zero crossing pada IF

Pendapat GN⁺

• Artikel ini sangat berguna untuk memahami cara kerja sensor gerak gelombang mikro berbiaya rendah
• Ada keterbatasan karena alat ini bekerja baik di dalam ruangan tetapi performanya tidak stabil di luar ruangan
• Produk lain dengan fungsi serupa adalah sensor PIR (passive infrared)
• Saat mengadopsi teknologi baru, perbedaan performa antara lingkungan indoor dan outdoor perlu dipertimbangkan
• Memahami prinsip penerima super-regeneratif juga bisa diterapkan pada aplikasi RF lainnya

[GN⁺]

Komentar Hacker News

• Radar Wi-Fi CSI 2.4Ghz dapat diimplementasikan dengan board ESP32 seharga $20
  • Espressif mengklaim dapat mendeteksi gerakan sangat halus seperti pernapasan atau mengunyah
  • Kompatibel dengan semua mikrokontroler seri ESP32 dan tidak memerlukan perubahan perangkat keras
• Laptop AI/NPU tahun 2024 dapat menggabungkannya dengan Wi-Fi 7 untuk mengidentifikasi aktivitas manusia melalui radar RF dan inferensi on-device
• Materi terkait:
  • DIY Radio Telescope: membuat kamera yang dapat melihat WiFi (2019)
  • Melalui standar IEEE 802.11bf, perangkat Wi-Fi diperkirakan akan berubah menjadi sensor objek pada 2024 (2021)
  • Cara radar mobil mengukur kecepatan objek (2024)
  • Bagaimana Wi-Fi sensing menjadi memungkinkan untuk digunakan (2024)
• Mengingatkan pada pembongkaran HB100, tetapi produk ini memiliki IC sehingga lebih mudah dipahami
• Saya penasaran apakah perangkat LD2410 aman bagi manusia
  • Ingin menggunakannya di kamar tidur bersama ESPHome
  • Saya sudah mencari tahu bahwa dayanya rendah dan aman, tetapi ingin masukan tambahan
• LD2410 (B) adalah opsi lain dan bekerja melalui UART
  • Sedikit lebih mahal, sekitar $5, tetapi menawarkan lebih banyak opsi konfigurasi
• Fungsi Wiener juga digunakan dalam aplikasi analog dan pernah digunakan secara rahasia pada PD II
  • Saat ini juga digunakan dalam komunikasi handset dan eNodeB
• Manual pengguna sensor ini menyebut pemantauan keamanan sebagai salah satu aplikasi yang memungkinkan
  • Saya penasaran apakah ada cara sederhana untuk mencegah deteksi oleh radar gelombang mm
• MCU rp2040 pada Pi Pico juga bisa dibeli seharga $1
  • Ini masa yang bagus untuk eksperimen murah
• "Radar" gelombang mm USB C dapat dihubungkan ke otomasi rumah
  • Harganya antara $11 hingga $20 dan fiturnya cukup kaya
  • Jika ingin membuatnya sendiri, Anda bisa melihat proyek ESPHome
• Saya cukup sering menggunakan perangkat-perangkat ini, dan menyenangkan bisa mengetahui cara kerjanya
• LD2410 juga bekerja dengan baik (beli juga kabelnya, karena pin-nya nonstandar)