Hochempfindliche Bewegungserkennung

Radarsensoren für die smarte Gesellschaft

31. März 2021, 8:26 Uhr | Nicole Wörner

Fortsetzung des Artikels von Teil 1

24- und 60-GHz-Pakete zur Wahl

24 GHz im All-in-One-Paket

Die SC1230-Serie im kompakten Gehäuse (9 mm x 9 mm) umfasst zwei Sensoren, die den Standort und die Bewegung von Personen mit einem sehr hohen Grad an Empfindlichkeit erkennen. Der SC1232AR3 misst die Anwesenheit und die Entfernung eines Objekts, während der SC1233AR3 zusätzlich die Richtung erkennt.

Der SC1232AR3 verfügt über eine digitale Strahlformungsfunktion, die eine Auswahl des Sichtfelds (Field of View, FoV) von entweder 120° oder 95° ermöglicht. Die Reduzierung des FoV auf 95° ermöglicht es dem Radarsensor, in engen Räumen genauer zu arbeiten, weil mögliche Reflexionen vermieden werden. Der Erfassungsbereich beträgt 8 m zur Frontseite.

Der SC1233AR3 verfügt über ein duales Empfangsantennensystem, das eine 2D-Winkelerfassung mithilfe einer externen MCU ermöglicht. Das Sichtfeld beträgt 120° mit einem Erfassungsbereich von 8 m in der Frontrichtung. Zur Winkelerkennung gibt er durch die eingebaute Schaltung vorverarbeitete Daten aus, sodass Winkelinformationen mit einer Beispielrechnung gewonnen werden können.

Durch die Integration grundlegender Signalverarbeitungsfunktionen in die Sensoren reduziert sich die Anzahl der externen Komponenten, was eine einfachere Anwendung ohne spezielle Kenntnisse der Signalverarbeitung ermöglicht. Das von Socionext entwickelte All-in-One-Paket besteht aus einer integrierten Antenne, einem Funkschaltkreis, einem A/D-Wandler sowie einer Schaltung zur Entfernungsberechnung und verfügt über eine eingebaute Bewegungs-erkennungsfunktion, die den Abstand zu einem Objekt erkennt und bei Erkennung einer Bewegung ein Signal ausgibt. Das Ergebnis kann nach dem Einrichten des Systems von der Host-MCU über I2C/SPI schnell ausgelesen werden. Die durchschnittliche Leistungsaufnahme liegt bei 0,5 mW für die Erkennung von Personen bei einem Tastverhältnis von 0,1 % im Bewegungserkennungsmodus.

Dank des integrierten Spannungsreglers kann der Chip mit einer einzigen Spannungsversorgung von 1,8 V betrieben werden, was die Komplexität des Designs und die BoM- Kosten reduziert.

Ultrakompakte 60-GHz-Radarsensoren

Ein weiteres Highlight von Socionext sind die beiden erstmals im nur 7 mm x 7 mm x 0,83 mm großen Gehäuse realisierten 60-GHz-Radarsensoren SC1220AT2 und SC1221AR3. Das Modell SC1220AT2 ist in der Lage, dreidimensionale Bewegungen wie das Heben und Senken der Hände einer Person zu erkennen. Der SC1221AR3 bietet eine hochpräzise Erkennung zweidimensionaler Bewegungen und erkennt bewegte Objekte innerhalb eines festgelegten Bereichs. Beide Varianten arbeiten mit einer geringen Leistungsaufnahme von 1 bis 2,5 mW, sind hoch integriert und einfach zu bedienen. Das Sensor-Package umfasst Antenne, Wireless-IC, A/D-Wandler, FIFO-Speicher, SPI-Schnittstelle und einen intelligenten Sequenzer zur Leistungssteuerung. Wie auch die anderen Geräte von Socionext erfordern sie keine besonderen Kenntnisse des Anwenders im Umgang mit Hochfrequenzgeräten. Nach Unterlagen von Socionext.

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