HLK-LD2450 24GHz mmWave 3 Hedef Takip Radar Sensörü

Radar sensörü HLK-LD2450, 24 GHz ISM bandında çalışan 1 verici ve 2 alıcılı 1T2R FMCW mmWave hareket hedefi algılama ve konum takip modülüdür. Algılama alanındaki en fazla üç hedefin X/Y konumunu, hareket hızını ve mesafe bilgisini gerçek zamanlı olarak hesaplayarak UART üzerinden dışarı aktarır. Akıllı ev sistemleri, aydınlatma otomasyonu, klima ve fan yönlendirme, ekran uyandırma, yaklaşma algılama ve gömülü elektronik projelerinde kullanılabilir.

HLK-LD2450, yalnızca bir kişinin varlığını bildiren klasik hareket sensörlerinden farklı olarak hedefin algılama alanındaki konumunu takip edebilir. Modül, hedeflere ait sağ-sol konumunu belirten X koordinatını, radara olan ileri mesafeyi belirten Y koordinatını ve hareket hızını seri haberleşme üzerinden bildirir.

Radar sensörü, aynı anda en fazla üç hedefi takip edebilir. Hedeflerden biri algılanmadığında ilgili hedef veri alanı sıfır olarak gönderilir. Veriler saniyede 10 kez yenilendiği için hareketin yönü ve konum değişimi gerçek zamanlı uygulamalarda izlenebilir.

Modülün çalışma yapısı kamera veya görüntü işleme sistemlerine dayanmaz. Ortamdaki sıcaklık, ışık seviyesi, nem ve aydınlatma değişimlerinden klasik optik sensörlere göre daha az etkilenir. Uygun özellikte metal içermeyen bir muhafazanın arkasında çalıştırılabilir. Bununla birlikte metal yüzeyler, güçlü yansıtıcı nesneler ve hareket eden çevresel objeler algılama performansını etkileyebilir.

Nasıl Çalışır?

HLK-LD2450, FMCW frekans modülasyonlu sürekli dalga radar teknolojisini kullanır. Modülün arka yüzündeki altın renkli mikroşerit anten yapısı, 24 GHz radar sinyalinin gönderilmesi ve yansıyan sinyallerin alınması için kullanılan 1T2R radar anten dizisidir.

Radar algoritması, yansıyan sinyalleri işleyerek hedefin:

• X eksenindeki sağ-sol konumunu,
• Y eksenindeki radara olan mesafesini,
• Hareket hızını,
• Mesafe çözünürlüğü alanını

hesaplar ve UART veri çerçevesi içinde gönderir. X ve Y koordinatları mm, hedef hızı cm/s birimindedir.

Öne Çıkan Özellikler

• 24 GHz–24,25 GHz mmWave çalışma bandı
• FMCW radar teknolojisi
• 1 verici ve 2 alıcılı 1T2R anten yapısı
• Aynı anda en fazla 3 hedef takibi
• En fazla 6 metre hedef takip mesafesi
• X/Y koordinat verisi
• Hedef hareket hızı verisi
• 10 Hz veri yenileme hızı
• Tek hedef ve çoklu hedef takip modu
• Yapılandırılabilir algılama bölgeleri
• UART TTL haberleşme
• HLKRadarTool uygulaması üzerinden Bluetooth yapılandırma ve OTA desteği
• Kompakt 15 × 44 mm modül ölçüsü
• 4 pinli soket ve alternatif pin bağlantıları

Hedef Takibi ve Koordinat Sistemi

Radar sensörü, algılanan hedefleri modülün konumunu referans alan iki boyutlu bir koordinat sistemi üzerinde bildirir. X koordinatı hedefin radarın sağında veya solunda bulunduğunu, Y koordinatı ise radarın önündeki mesafeyi gösterir.

UART veri çıkışında her hedef için ayrı bir veri bölümü bulunur. Üç hedefe kadar konum ve hız bilgisi aynı veri çerçevesi içinde gönderilir. Hedeflerden biri mevcut değilse o hedefe ayrılan veri alanı sıfır değerlerini içerir.

Bu yapı sayesinde yalnızca “hedef var” bilgisi değil, hedefin algılama alanının hangi bölümünde bulunduğu da belirlenebilir. Böylece konuma bağlı aydınlatma, yönlendirilebilir fan, bölgesel otomasyon veya yaklaşma algılama uygulamaları geliştirilebilir.

Bölge Filtreleme Özelliği

HLK-LD2450 seri haberleşme protokolü, koordinatlarla tanımlanan dikdörtgen algılama bölgelerinin yapılandırılmasını destekler. Üç farklı dikdörtgen bölge için iki karşılıklı köşe koordinatı belirlenebilir.

Bölge filtreleme modu şu şekilde kullanılabilir:

• Bölge filtreleme kapalı
• Yalnızca belirlenen bölgelerdeki hedefleri algılama
• Belirlenen bölgelerdeki hedefleri algılama dışında bırakma

Bu özellik, radarın görüş alanı içinde kapı, koridor, masa önü veya belirli bir çalışma bölgesi gibi alanların ayrı ayrı değerlendirilmesine olanak sağlar. Bölge koordinatları mm cinsinden ayarlanır.

UART Haberleşme ve Veri Çıkışı

Radar sensörü ölçüm verilerini UART TTL arayüzü üzerinden gönderir. Varsayılan seri haberleşme hızı 256000 baud’dur. Haberleşmede 1 durdurma biti kullanılır ve eşlik biti bulunmaz.

Standart hedef veri çerçevesi:

• Çerçeve başlangıcı: AA FF 03 00
• Hedef 1 verisi
• Hedef 2 verisi
• Hedef 3 verisi
• Çerçeve sonu: 55 CC

Veriler little-endian byte sırasıyla gönderilir. Modül saniyede 10 veri çerçevesi raporlar. Seri haberleşme protokolü üzerinden ayrıca hedef takip modu, baud hızı, Bluetooth durumu, bölge filtreleme, fabrika ayarları ve yeniden başlatma gibi işlevler kontrol edilebilir.

Bluetooth ve Harici Anten

Paket içindeki uzun siyah PCB anten, 24 GHz radar algılaması için değil, modülün Bluetooth bağlantısı için kullanılır. Anten, kablosunun ucundaki küçük koaksiyel konnektör üzerinden modül üzerindeki anten soketine takılır.

Bluetooth bağlantısı, HLKRadarTool uygulaması üzerinden modül ayarlarının görüntülenmesi, yapılandırılması ve desteklenen firmware sürümlerinde OTA güncellemesi yapılması için kullanılır. Üretici dokümanında, harici anten takılmadığında Bluetooth bağlantısının çok yakın mesafede çalışabileceği ancak mesafe arttığında kararsızlaşabileceği belirtilmektedir.

Modülün 24 GHz hedef algılama işlevi, kartın arka yüzündeki mikroşerit radar anten dizisi tarafından gerçekleştirilir. Harici PCB anten ile radar anteni birbirinden farklı işlevlere sahiptir.

Kullanım Alanları

• Akıllı ev otomasyonu
• İnsan konumuna göre aydınlatma kontrolü
• Klima ve fan yönlendirme sistemleri
• Yaklaşma ve uzaklaşma algılama
• Ekran veya reklam paneli uyandırma
• Akıllı tuvalet ve banyo otomasyonu
• Oda ve çalışma alanı doluluk algılama
• Bölgesel hareket takip sistemleri
• ESP32, Arduino ve STM32 tabanlı geliştirme projeleri
• Home Assistant ve ESPHome uygulamaları
• Robotik ve gömülü sistem projeleri

Arduino veya diğer 5 V lojik seviyeli kontrol kartlarıyla kullanımda UART sinyal seviyelerinin 3,3 V olduğu dikkate alınmalıdır. 5 V lojik çıkış doğrudan modülün RX girişine uygulanmadan önce uygun seviye uyumluluğu sağlanmalıdır.

Teknik Özellikler

Elektriksel ve Bağlantı Bilgileri

PA9 dijital çıkış işlevi uygun firmware desteği gerektirebilir. Paketle birlikte verilen 4 pinli bağlantı kablosu 5V, GND, TX ve RX hatlarını taşır; PA9 bağlantısı bu kablo üzerinden çıkarılmamıştır.

Pin ve Terminal Bilgileri

Kontrol kartı ile bağlantıda radar TX pini kontrolcünün RX pinine, radar RX pini ise kontrolcünün TX pinine bağlanmalıdır. Kablo renkleri üzerinden tahmin yapılmamalı, modül üzerindeki pin etiketleri esas alınmalıdır.

Boyutlar ve Uyumluluk

Modülün ana kart ölçüsü 15 × 44 mm’dir. Kart üzerinde hem 4 pinli soket hem de alternatif lehim/pin bağlantı noktaları bulunur. Besleme ve UART bağlantıları bu iki arayüzden biri kullanılarak gerçekleştirilebilir.

HLK-LD2450, uygun 5 V besleme ve 3,3 V UART haberleşmesi sağlandığında ESP32, Arduino, STM32, Raspberry Pi UART ve benzeri kontrol sistemleriyle kullanılabilir. Varsayılan 256000 baud haberleşme hızı nedeniyle donanımsal UART kullanılması önerilir.

Montaj ve Algılama Alanı

Üretici, radar sensörü için duvar montajını önermektedir. Tavsiye edilen montaj yüksekliği 1,5–2 metre aralığındadır. Radar anten yüzeyi algılanacak alana bakmalı ve antenin önü mümkün olduğunca açık bırakılmalıdır.

Algılama açısı, radar anten düzleminin normal eksenine göre yatayda yaklaşık ±60°’dir. Dikey algılama açısı ±35° olarak belirtilmiştir. En uzun konum takip mesafesi uygun kurulum koşullarında 6 metredir.

Kullanım ve Güvenlik Notları

• Radarın montajı sağlam yapılmalı, modülün sallanması veya titreşmesi engellenmelidir.
• Anten yüzeyi algılanacak bölgeye bakmalıdır.
• Metal muhafaza veya metal kaplı ön yüz kullanılması radar sinyalini engelleyebilir.
• Muhafaza kullanılacaksa 24 GHz sinyal geçişine uygun, metal içermeyen malzeme tercih edilmelidir.
• Hareketli perde, hayvan, sallanan bitki, fan, klima çıkışı ve titreşimli nesneler yanlış hedef algılamasına neden olabilir.
• Radarın karşısındaki büyük ve güçlü yansıtıcı yüzeyler performansı etkileyebilir.
• Radarın arka tarafındaki hareketler anten arka lobu nedeniyle algılanabilir.
• Birden fazla 24 GHz radar kullanıldığında modüller karşılıklı bakacak şekilde yerleştirilmemeli ve mümkün olduğunca birbirinden uzak tutulmalıdır.
• Harici Bluetooth anteninin koaksiyel konnektörü takılıp çıkarılırken kablodan çekilmemeli, konnektör gövdesinden dikkatlice tutulmalıdır.
• Ürün öncelikle hareketli ve mikro hareketli hedef takibi için tasarlanmıştır; tamamen hareketsiz hedeflerde algılama performansı ortam ve kurulum koşullarına bağlıdır.

Paket İçeriği

• 1 adet HLK-LD2450 24 GHz radar sensörü modülü
• 1 adet 4 pin soketli, 4 adet dişi Dupont uçlu bağlantı kablosu
• 1 adet kablolu harici PCB Bluetooth anteni

Kaynaklar ve Dokümanlar

HLK-LD2450 Kullanım Kılavuzu              

HLK-LD2450 Entegrasyon Dokümanı