Wat is een radarsensor:werking en toepassingen

Op dit moment ontwikkelt de halfgeleidertechnologie zich snel, dus het stroomverbruik en de grootte van radar zijn sterk verminderd en de functie ervan wordt sterker door gebruik te maken van meerdere transmissies en ontvangsten, ultrabreedbandtechnologie, millimetergolf, signaalverwerkingstechnologie, IC's met toenemende computermogelijkheden, enz. Traditionele radar wordt veel gebruikt, zoals op schepen, basisradar, in de lucht, enz. Terwijl een radarsensor in ons dagelijks leven wordt gebruikt om weersvoorspellingen, bronnenonderzoeken, verkeersregeling, enz. Te verkrijgen. Deze sensor is een conversieapparaat, gebruikt om de microgolfechosignalen in elektrisch te veranderen. Dit artikel bespreekt dus een overzicht van een radarsensor en zijn werking.

Wat is radarsensor?

De sensor die wordt gebruikt om de afstand, snelheid en bewegingen van objecten boven grote afstanden te meten, staat bekend als een radarsensor en meet ook de relatieve snelheid van het waargenomen object. Deze sensor maakt gebruik van draadloze detectietechnologie zoals FMCW (Frequency Modulated Continuous Wave) om de beweging te detecteren door de vorm, positie, bewegingsbaan en bewegingskenmerken van het object te bepalen.

In vergelijking met andere soorten sensoren worden deze sensoren niet beïnvloed door duisternis en licht. Deze sensoren kunnen grotere afstanden detecteren en het is veilig voor mens en dier. Hier wordt de draaggolffrequentie constant gemoduleerd in een klein bandbreedtebereik. Zodra het signaal van een object wordt teruggekaatst, is het mogelijk om de afstand en ook de objectsnelheid te bepalen door de frequentie te vergelijken.

Deze sensor gebruikt een extreem hoge draaggolffrequentie om een ​​zeer dunne bundelkegel te produceren en neemt ook kleine objecten waar zonder interferentie van aangrenzende objecten boven grote afstanden.

Werkingsprincipe radarsensor

Het werkingsprincipe van een radarsensor is om de snelheid van een object samen met zijn richting te berekenen door de verandering in frequentiegolf te detecteren die bekend staat als Doppler-effect.

Een radarsensor bevat een antenne die een hoogfrequent (62 GHz) uitgezonden signaal uitzendt. Dit uitgezonden signaal bevat ook een gemoduleerd signaal met een lagere frequentie (10 MHz). Deze sensor krijgt het signaal zodra het terugkomt van een object. Deze sensor evalueert dus de faseverschuiving tussen de twee frequenties. Hier bepaalt het verschil in zendtijd en ontvangsttijd de afstand tussen de sensor en een object.

Radarsensorblokdiagram

Het blokschema van de 24 GHz breedband- en korteafstands-autoradarsensor wordt hieronder weergegeven. Dit blokschema bevat een VCO, PRF (pulsherhalingsfrequentie), LNA (low noise-versterker), DSP (digitale signaalverwerking) en twee antennes.

VCO

De term VCO staat voor spanningsgestuurde oscillator die wordt gebruikt om een ​​o/p-signaal te genereren waarvan de frequentie verandert met de amplitude van de spanning voor een ingangssignaal boven een redelijk frequentiebereik.

Power Splitter

Een power splitter of power divider wordt gebruikt om een ​​enkele RF-lijn te verdelen in een bovenliggende lijn en het vermogen te splitsen.

Eindversterker

Een eindversterker wordt gebruikt om een ​​signaal van een laag vermogen naar een hoger vermogen te veranderen.

SP (signaalverwerking)

Signaalverwerking richt zich op het wijzigen, synthetiseren en analyseren van signalen zoals afbeeldingen, geluid en wetenschappelijke metingen.

PRF (pulsherhalingsfrequentie)

De pulsherhalingsfrequentie is het aantal pulsen van een herhalend signaal binnen een bepaalde tijdseenheid, meestal gemeten in pulsen per seconde.

Mixer

De mixer wordt gebruikt om zowel de frequenties als de som en het verschil te genereren die erop worden toegepast. Het frequentieverschil is dus van het type IF (Intermediate Frequency).

LNA (Low Noise Amplifier)

Het wordt gebruikt om het zwakke RF-signaal te versterken en dit signaal wordt ontvangen met behulp van een antenne. De uitgang van deze versterker kan worden aangesloten op Mixer.

Antennes

Dit systeem omvat zend- en ontvangstkanalen waarbij de zendkanalen voornamelijk worden gebruikt om verschillende antennes aan te sturen en ook om straalbesturing te bieden. Meerdere ontvangstkanalen leveren de hoekgegevens met betrekking tot het doel omdat er een faseverschil is tussen ontvangen signalen door ongelijke ontvangstantennes.

Het concept dat door de 24 GHz SRR (Short Range Radar)-sensoren wordt gebruikt, is gepulseerde radar. Deze sensor omvat het zend- en ontvangstpad, de besturings- en DSP-circuits (digitale signaalverwerking).

Het doel op bereik 'R' kan worden gedetecteerd door de verstreken tijd tussen een zendersignaal en een gecorreleerd ontvangen signaal te meten. Het simulatieproces is gedaan met behulp van Matlab. Het belangrijkste doel van deze radarsensor is het verminderen van potentieel gevaar en verkeersongevallen waarmee de bestuurder van het voertuig wordt geconfronteerd. In dit systeem bevinden zich verschillende sensoren op verschillende plaatsen in de auto, zodat de objectafstand en -snelheid van objecten voor, achter of ernaast exact kunnen worden gemeten.

Elke sensor in dit systeem zendt de signalen uit om te berekenen, als er iemand in de buurt van de auto is, informeert de bestuurder hierover. Deze signalen dekken een afstand tot 30 m af, maar als de afstand tussen het doel en de auto minder dan twee meter was, genereert de auto een alarmgeluid om de bestuurder te waarschuwen, zodat de autobestuurder de juiste actie kan ondernemen om te vermijden een botsing.

Typen radarsensoren

Er zijn verschillende soorten radarsensoren, waaronder de volgende.

Millimetergolfradarsensor

De sensor die millimetergolven gebruikt, staat bekend als een millimetergolfradarsensor. Over het algemeen hebben millimetergolven een frequentiedomein van 30 tot 300 GHz. Onder hen worden 77Ghz en 24Ghz radarsensoren gebruikt in auto's om botsingen te vermijden. De millimetergolfgolflengte varieert tussen centimetergolf en lichtgolf. De voordelen van millimetergolf zijn foto-elektrische geleiding en microgolfgeleiding.

Millimetergolfradar heeft veel kenmerken in vergelijking met centimetergolfradar-achtige ruimtelijke resolutie is hoog, eenvoudige integratie en klein formaat. In vergelijking met optische sensoren zoals lasers, infrarood, camera's, heeft deze sensor een sterk vermogen om rook, stof, mist en anti-interferentiecapaciteit door te dringen. Deze radarsensoren worden gebruikt in beveiliging, auto-elektronen, intelligent transport en drones.

CW Doppler-radarsensor

Een CW Doppler-radarsensor of continue golf Doppler-radar werkt op een frequentie van 915 MHz. Deze radarsensor werkt met Doppler Effect voor het meten van de snelheid van het object op verschillende afstanden. Deze sensor zendt een microgolfsignaal naar een doel en analyseert de verandering in frequentie in het gereflecteerde signaal, het verschil tussen de gereflecteerde en uitgezonden frequenties, en meet ook de doelsnelheid die nauwkeurig is ten opzichte van de radar.

FMCW-radarsensor

De term "FMCW" staat voor frequentiegemoduleerde continue golfradar. Deze sensorfrequentie zal met de tijd worden gewijzigd op basis van de wet van de driehoeksgolf. De frequentie van het echosignaal die door de radar wordt ontvangen, is vergelijkbaar met de emissiefrequentie. Het zijn allebei driehoekige golven, maar er is een klein verschil in tijd. Dit kleine verschil wordt dus gebruikt om de doelafstand te berekenen.

Radarsensor versus ultrasone sensor

Het verschil tussen de radarsensor en de ultrasone sensor omvat het volgende.

Radarsensor-interface met Arduino

De interface van de RCWL0516 doppler-radarsensor met Arduino nano R3 wordt hieronder weergegeven. De vereiste componenten die in deze interface worden gebruikt, zijn; Arduino Nano R3 -1, RCWL0516 Doppler Radar Sensor-1, LED-1 &220 ohm weerstand.

De RCWL-0516 is in feite een bewegingsdetectiesensor. Het kan beweging herkennen via doppler-microgolftechnologie met behulp van muren of andere materialen. Het wordt niet alleen geactiveerd door de aanwezigheid van mensen, maar ook door andere actieve objecten.

De sensor in dit project maakt gebruik van microgolf Doppler-radartechnologie om actieve objecten te identificeren. Dus de Doppler-radar werkt door een microgolfsignaal naar een object te zenden, waarna de verandering binnen de frequentie van het geretourneerde signaal wordt bewaakt

De pinout RCWL0516 doppler-radarsensor omvat het volgende

• Pin1 (3V3):De gereguleerde output is 3,3V
• Pin2 (GND):het is een aardingspin
• Pin3 (OUT):Dit is een uitgangspin die hoog wordt geactiveerd als beweging wordt gedetecteerd.
• Pin4 (VIN):de voedingsspanning varieert van 4 tot 28V
• CDS:Sensor uitgeschakeld of lage input

Het verschil binnen de frequentie van het ontvangen signaal kan ook de snelheid van een doel ten opzichte van de sensor schatten.

Deze radarsensormodule maakt gebruik van een RCWL0516 IC die helpt bij het herhalen van triggers en een 360-graden detectiegebied zonder dode hoek. Het kan beweging door muren en andere materialen detecteren en heeft een gevoeligheidsbereik van 7 meter.

Sluit de Arduino aan op de RCWL-0516 &LED zoals weergegeven in het bovenstaande interfacediagram.

We weten dat deze radarsensor een hoge output levert zodra er beweging wordt gedetecteerd. Hier wordt een CDS-pin gebruikt om bewegingsdetectie mogelijk te maken. Zodra de code gereed is, sluit u het Arduino-bord aan op het systeem en uploadt u de code. Daarna moet u de seriële monitor openen met een baudrate van 9600 en een paar bewegingen maken voor de radarsensor. Dus let op LED &seriële monitor.

int Sensor =12;
int LED =3;
void setup() {
Serial.begin (9600);
pinMode (Sensor, INPUT);
pinMode (LED, UITGANG);
Serial.println(“Wachten op beweging”);
}
void loop() {
int val =digitalRead(Sensor); //Lees pin als invoer
if((val> 0) &&(flg==0))
{
digitalWrite(LED, HIGH);
Serial.println(“ Beweging gedetecteerd”);
flg =1;
}
if(val ==0)
{
digitalWrite(LED, LOW);
Seriële .println(“GEEN beweging”);
flg =0;
}

Voordelen

De voordelen van radarsensoren omvatten het volgende.

• De radarsensor is onafhankelijk van verschillende weersomstandigheden
• Verdraagt ​​extreme kou en hitte
• Het werkt bij slechte lichtomstandigheden
• Het werkt in het donker
• Het onderhoud is gratis
• Het biedt een groot aantal functies
• Deze sensor wordt gebruikt voor binnen- en buitendoeleinden
• Deze sensor heeft veel functies in vergelijking met andere sensoren

Nadelen

De nadelen van radarsensoren omvatten het volgende.

• Het kan geen onderscheid maken tussen en verschillende doelen oplossen die zo dichtbij zijn als ons oog.
• Het kan de kleur van de objecten niet identificeren.
• Het kan geen objecten observeren die te diep en in het water zijn.

Toepassingen

De toepassingen van radarsensoren omvatten de volgende.

• Radarsensoren worden gebruikt waar voertuigdetectie vereist is of om een ​​botsing te vermijden wanneer apparatuur in beweging is. Voertuigdetectie omvat voornamelijk vrachtwagens, treinen, auto's, tolhuisjes, scheepvaartkanalen, spoorwegen, enz. Het vermijden van botsingen omvat havens, productie, fabrieksomgevingen met slecht zicht en mobiele apparatuur aan boord.
• Militair
• Beveiligingssysteem
• Auto-elektronen
• Intelligente verkeersradar
• UAV-radar
• Intelligente verlichting
• Industriële controle
• Medische behandeling
• Sport

Wat doet een radarsensor?

De radarsensor wordt gebruikt om verschillende soorten objecten op aanzienlijke afstanden te detecteren, volgen, lokaliseren en identificeren. Deze sensor werkt door elektromagnetische energie naar doelen te zenden en detecteert de echo's die van hen terugkomen.

Wat zijn de 5 belangrijkste componenten van radar?

De vijf hoofdcomponenten van radar omvatten voornamelijk een antenne, zender, ontvanger, diplexer en fasevergrendelde lus.

Waarom is het illegaal om een ​​radardetector te hebben?

In bepaalde landen is het gebruik van een radardetector illegaal, omdat dit kan leiden tot boetes en inbeslagname van het voertuig.

Kan radar mensen detecteren?

Radar kan geen mensen detecteren die over het radarveld lopen of stilstaan, maar de radar kan eenvoudig de bewegingscomponenten detecteren.

Wat veroorzaakt een dode zone voor radar?

De kromming van de aarde kan voorkomen dat de radar een objectief in het maximale bereik detecteert, dus het resulteert in een dode zone voor elk radarsysteem waar één object niet kan worden gedetecteerd. Maar in de aardatmosfeer worden elektromagnetische golven meestal naar beneden gebroken of gebogen.

Wat gebeurt er als je wordt aangehouden met een radardetector?

Als bestuurders worden aangehouden met een radardetector voor te hard rijden en een radardetector in het voertuig wordt aangetroffen, wordt door de politie een snelheidsbekeuring afgegeven.

De vooruitgang in radarsensoren met mmWave-technologie biedt flexibiliteit en hoge nauwkeurigheid voor verschillende bewakingstoepassingen in de cabine, terwijl een kleine vormfactor wordt geleverd die eenvoudig en bescheiden in een voertuig kan worden opgenomen. Op dit moment zijn de geavanceerde radarsensoren die in verschillende toepassingen worden gebruikt; OPS243-A doppler-radarsensor, mmWave-radarsensor, ARS540, ARS430, ARS410, ARS441, enz.

Het gaat hier dus om een ​​overzicht van een radarsensor en het werken met applicaties. Deze sensor maakt gebruik van draadloze detectietechnologie om de vorm, positie, beweging, enz. van het doelwit te ontdekken en te extraheren. In vergelijking met andere soorten sensoren hebben deze sensoren veel voordelen. In vergelijking met de visuele sensor wordt de radarsensor bijvoorbeeld niet beïnvloed door duisternis en licht. Deze sensor kan obstakels doordringen. Evenzo kan deze sensor met ultrasone technologie langere afstanden detecteren zonder dieren en mensen te schaden. Hier is een vraag voor u, wat is het bereik van de radarsensor?