Radarmodul Rd-03D

Das Rd-03D ist ein Radarmodul aus der Rd-03 Produktserie von Shenzhen Ai-Thinker Technology Co. Ltd., welches mit dem "Artificial Internet of things" AIoT-Chip S5KM312CL von Iclegend ausgestattet ist und Bewegungen von menschlichen Körpern erkennen kann. Das Modul verfügt über intelligente Positionierungs- und Verfolgungsalgorithmen, womit es möglich ist bis zu drei Objekte gleichzeitig zu erkennen und deren Positionsdaten zu ermitteln (Entfernung + Winkel zum Modul).
Laut Hersteller kann es intelligent zwischen menschlichen Bewegungen, Mikrobewegungen und Ruhephasen unterscheiden. Es verfügt über eine gute Widerstandsfähigkeit gegenüber externen Störungen und wird nicht von drahtlosen Signalen wie WLAN beeinträchtigt.

Radarmodul Rd-03D (Vorderseite) Radarmodul Rd-03D (Rückseite)
Abb.: Radarmodul Rd-03D (Vorderseite und Rückseite)

Spezifikationen (laut Hersteller)

Produktmodell: Rd-03D
Chip: S5K3M110
Frequenzband: 24 - 24,25 GHz
Erkennungsentfernung: ≤ 8m (Auflösung: 0,75m; Genauigkeit: 0,15m)
Erfassungswinkel: ±60° (Azimutwinkel); ±30° (Steigungswinkel)
Arbeitstemperatur: -40°C bis ~85°C
Antenne: Integrierte PCB-Antenne
Schnittstelle: UART (default 256000 bps/baud)
Betriebsspannung: 5V
Stromaufnahme: ≥200mA
Abmessungen: 15mm × 44mm
Anschlüsse: Standard 1×4P-1,25mm Steckverbinder
Schema des Erfassungswinkels
Abb.: Schema des Erfassungswinkels

Es gibt bereits eine v2 von diesem Modul. In diesem Artikel beziehe ich mich aber auf die v1, welches man anhand des verwendeten Chips S5K3M110 erkennen kann:
Chip S5K3M110

Anschlüsse

Pin Funktion
5V Spannungsversorgung
DM Burn data (-) zur Firmware-Programmierung (hier nicht verwendet)
DP Burn data (+) zur Firmware-Programmierung (hier nicht verwendet)
DEBUG Debugging der Firmware (hier nicht verwendet)
GND Ground/Masse (0V)
TX UART Transmit (Daten/Befehle senden)
RX UART Receive (Daten empfangen)

Auf dem Rd-03D-Modul befindet sich sowohl eine Reihe an Lötpunkten, als auch ein 1×4P (1,25mm) Stecker. Leider hatte ich es versäumt, ein entsprechendes Kabel mit zu bestellen, somit habe ich mit Messingdrähten einen Anschluss geschaffen, der leicht auf ein Steckbrett passt:

1×4P (1,25mm) Kabel
Abb.: Kabel mit 1×4P-Stecker (1,25mm).
Selbstgelötete Steckverbindung zu einem Breadboard
Abb.: Selbstgelötete Steckverbindung zu einem Breadboard.

Verarbeitung der Daten

Sobald das Modul in Betrieb gesetzt wird, kommen am Pin TX (TTL level) Datenpakete an. Diese werden laut offizieller Dokumentation folgendermaßen interpretiert/verarbeitet:

Die übliche Übertragungsrate des Ports sind 256000 baud mit 1 Stop-Bit und keinem Paritäts-Bit. Die ausgegebenen Daten enthalten x-Koordinate, y-Koordinate, Geschwindigkeit und Abstands-Genauigkeit des Objekts (Little-endian).

Datenbeispiel:
AA FF 03 00 0E 03 B1 86 10 00 68 01 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 55 CC

Header Data Tail
AA FF 03 00 Objekt1 Objekt2 Objekt3 55 CC

Für jedes Objekt können die Daten folgendemaßen interpretiert werden:

x-Koordinate signed int16 Das höchstwertige Bit 1 entspricht positiven Koordinaten, 0 entspricht negativen Koordinaten; die verbleibenden 15 Bits stellen den Absolutwert der x-Koordinate in mm dar.
y-Koordinate signed int16 Das höchstwertige Bit 1 entspricht positiven Koordinaten, 0 entspricht negativen Koordinaten; die verbleibenden 15 Bits stellen den Absolutwert der y-Koordinate in mm dar.
Geschwindigkeit signed int16 Das höchstwertige Bit 1 entspricht positiver Geschwindigkeit, 0 entspricht negativer Geschwindigkeit; die verbleibenden 15 Bits stellen den Absolutwert der Geschwindigkeit in cm/s dar.
Abstands-Genauigkeit Uint16 Einheit: mm

Anhand des obigen Datenbeispiels können die Werte folgendermaßen berechnet werden:

Objekt1 (x-Koordinate): 0x0E + 0x03 * 256 = 782
0 - 782 = -782mm
Objekt1 (y-Koordinate): 0xB1 + 0x86 * 256 = 34481
34481 - 2^15 = 1713mm
Objekt1 (Geschwindigkeit): 0x10 + 0x00 * 256 = 16
0 - 16 = -16cm/s
Objekt1 (Abstands-Genauigkeit): 0x68 + 0x01 * 256 = 360mm

Verwendete Bauteile

Aufbau

Weiterführende Dokumentationen

Vergleich der rd-Module (eng.) [170 kB]

Links

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