1P by neo 3달전 | favorite | 댓글 1개

1달러 레이더 모션 센서 내부

  • 최근에 RCWL-0516 마이크로파 모션 센서를 구입했음. 중국이 어떻게 1달러 이하로 레이더를 만들었는지 궁금했음
  • 센서를 작동시키는 것은 매우 쉬웠음. VIN 핀을 5볼트에 연결하고, GND를 접지에 연결한 후 3V3 핀에 1uF 디커플링 커패시터를 추가했음. 누군가가 약 5미터 이내에서 움직이면 OUT 핀이 3볼트로 3초 동안 상승함

센서 작동 원리

  • 큰 SOIC-16 칩의 데이터시트를 찾았음. BISS0001은 적외선 모션 센서 칩임
  • 일반적으로 모션 및 속도 감지(도플러) 레이더는 연속 캐리어를 송출하고 수신된 신호를 송신된 캐리어와 혼합하여 저주파 IF 신호를 생성함. 움직이는 물체에서 반사되는 신호는 송신된 신호와 위상이 천천히 변하여 몇 헤르츠의 비트 주파수를 생성함
  • 내 모듈에서는 IF 신호가 핀 14로 들어가지만, 칩은 핀 16에서 증폭된 복사본을 출력함

마법의 비밀

  • 보드의 오른쪽은 증폭기, 비교기 및 타이머로 작동하는 BISS001임. RF 관련 작업은 보드의 왼쪽에서 소수의 부품으로 수행됨
  • 첫 번째로, 전체 시스템은 3.18 GHz 주파수에서 작동하는 단일 트랜지스터 발진기임
  • 발진기는 20 MHz에서 펄스화되어 발진기에서 이 파형을 생성함

초재생 수신기

  • 발진기가 작동하면서 33 pF 커패시터를 변경하여 발진기가 더 이상 작동할 수 없을 때까지 에미터 전압을 상승시킴. 이 시점에서 220옴 저항이 커패시터를 방전시켜 몇 나노초 만에 발진을 재시작함
  • 이 펄싱은 초재생 수신기로 작동하게 함. 트랜지스터의 이득이 1을 초과하면 발진기가 즉시 시작되지 않음. 공명기에 있는 신호는 증폭되어 커패시터를 충전하고 주기를 재시작할 때까지 계속 증폭됨

레이더의 성능

  • 실내에서는 최대 5미터의 범위로 잘 작동하지만, 실외에서는 성능이 매우 불안정함

S-밴드 송신기

  • 20 MHz 펄싱을 유발하는 커패시터를 제거하여 송신기로 변환함. 발진기 자체가 믹서로 작동하여 수신된 신호를 다운컨버팅함

바이스타틱 레이더

  • 다른 수정되지 않은 모듈을 수신기로 사용하여 더 일관된 반환 신호를 얻음. 그러나 수신기는 송신기에서 나오는 RF에 의해 방해받아 먼 거리의 반환 신호는 약해짐
  • FFT를 실행하거나 IF에서 제로 크로싱을 감지하여 속도 센서로 잘 작동함

GN⁺의 의견

  • 이 기사는 저렴한 가격의 마이크로파 모션 센서의 작동 원리를 이해하는 데 매우 유용함
  • 실내에서는 잘 작동하지만 실외에서는 성능이 불안정하다는 점에서 한계가 있음
  • 유사한 기능을 가진 다른 제품으로는 PIR(수동 적외선) 센서가 있음
  • 새로운 기술을 채택할 때는 실내외 환경에서의 성능 차이를 고려해야 함
  • 초재생 수신기의 원리를 이해하면 다른 RF 응용 분야에서도 응용 가능함
Hacker News 의견
  • 2.4Ghz Wi-Fi CSI 레이더는 $20 ESP32 보드로 구현 가능함
    • Espressif는 호흡이나 씹기와 같은 미세한 움직임도 감지할 수 있다고 주장함
    • 모든 ESP32 시리즈 마이크로컨트롤러와 호환되며 하드웨어 변경이 필요 없음
  • 2024년 AI/NPU 노트북은 Wi-Fi 7과 결합하여 RF 레이더와 온디바이스 추론을 통해 인간 활동을 식별할 수 있음
  • 관련 자료:
    • DIY Radio Telescope: WiFi를 볼 수 있는 카메라 제작 (2019)
    • IEEE 802.11bf 표준을 통해 2024년까지 Wi-Fi 장치가 객체 센서로 변환될 예정 (2021)
    • 자동차 레이더가 객체의 속도를 측정하는 방법 (2024)
    • Wi-Fi 감지가 어떻게 사용 가능하게 되었는지 (2024)
  • HB100 분해를 떠올리게 하지만, 이 제품은 IC가 있어 더 이해하기 쉬움
  • LD2410 장치가 인간에게 안전한지 궁금함
    • ESPHome과 함께 침실에서 사용하려고 함
    • 저전력이고 안전하다고 조사했지만, 추가 피드백을 원함
  • LD2410 (B)는 다른 옵션이며 UART를 통해 작동함
    • 약 $5로 더 비싸지만 더 많은 구성 옵션을 제공함
  • Wiener 함수는 아날로그 응용 프로그램으로도 사용되며, WW II에서 비밀리에 사용됨
    • 현재는 핸드셋과 eNodeB 통신에도 사용됨
  • 이 센서의 사용자 매뉴얼에서 보안 모니터링을 가능한 응용 프로그램으로 언급함
    • mm 파 레이더의 감지를 방지할 수 있는 간단한 방법이 있는지 궁금함
  • Pi Pico의 MCU rp2040도 $1에 구매 가능함
    • 저렴한 해킹에 좋은 시기임
  • USB C mm 파 "레이더"가 홈 자동화에 연결 가능함
    • 가격은 $11에서 $20 사이로 기능이 풍부함
    • 직접 제작하고 싶다면 ESP home의 프로젝트를 참고할 수 있음
  • 이러한 장치들을 자주 사용해왔으며, 작동 방식을 알게 되어 좋음
  • LD2410도 잘 작동함 (케이블도 구매할 것, 비표준 핀이 있음)