Prototyp Aufbau des Bewegungsmelders

Hier habe ich nun die Zusammenfassung für den Aufbau eines Prototyps des Bewegungsmelders den ich in den letzten Monaten gebaut habe.

Aufbau und Test des Verstärkers mit einem Breadboard.

Aufbau Verstärker und Radarmodul mit einem Breadboard

Aufbau Verstärker und Radarmodul mit einem Breadboard

Der erste Aufbau des Verstärkers mit einem Breadboard. Mittels des Testaufbaus habe ich getestet ob die Signalaufbereitung des vom Radarmodul gelieferten Signals auch funktioniert.

Die Test sahen gut aus, also geht es nun an den Aufbau mittels einer Prototyp Leiterkarte. Schon in Vorbereitung dass dieser Aufbau später mit dem Hausbus Basisboard integriert werden kann und das alles in ein Gehäuse eingebaut werden soll.

Aufbau eines Prototypen

Prototyp es Verstärkers mit Radarmodul

Prototyp es Verstärkers mit Radarmodul

Hier habe ich nun den Verstärker und das Radarmodul auf eine Lochrasterleiterkarte aufgebaut.

Als Mikrocontroller verende ich den XMC1300 Prozessor von Intel. Ich arbeite schon seit längeren Beruflich mit den XMC-Prozessoren. Hier verschiedene Dinge ausprobieren die ich eventuell in einem größeren professionellen Projekt verwenden kann.

XMC Basisboard

Als Hausbus Basis Steuerplatine habe ich letztes Jahr ein Board mit dem XMC 1300 Mikrocontroller von Infineon erstellt. Auf diesem Board ist die  nötige Peripherie wie die Busanbindung, Spannungsversorgung, Signalisierung und Debugschnittstelle vorhanden. Hier noch mein Board mit der galvanischen Trennung des CAN-Busses.

Hausbus Basisplatine mit dem XMC1300

Hausbus Basisplatine mit dem XMC1300

Zusammen mit dem Verstärker für das Radarmodul und dem Basisboard sieht nun mein Aufbau folgendermaßen aus:

Verstärker und Basisboard

Verstärker und Basisboard

Jetzt habe ich den Verstärker für das Radarmodul Signal und mein Hausbus Basisboard zusammen gebracht.

Nun geht es darum eine Software zu erstellen welche das Signal für des Radarmoduls auswertet.

Software Bewegungsmelder

Für die Kommunikation über den Hausbus habe ich schon seit längeren ein Framework entwickelt. Das Funktioniert soweit, so dass ich mich nicht mehr um die Kommunikation kümmern muss.

Der Softwareteil für die Aufbereitung und Auswertung der Signale des Bewegungsmelders musste neu erstellt werden.

Dabei bin ich folgendermaßen vorgegangen:

  • Damit das Radarmodul nicht ständig an ist, habe ich einen LDR (Lichtempfindlicher Widerstand) in die Schaltung mit integriert.
    • Erst wenn es dunkel wird, wird die Spannungsversorgung für das Radarmodul zugeschaltet. Hierzu benutze ich ein Reed-Relais aus meinen alten Fundus.
  • Das Signal des Radarmoduls wird mittels eines integrierten AD-Converters des Mikrocontrollers digitalisiert, die Abtastrate ist hier im 1ms Intervall.
  • Das Abgetastete Signal wird nun einem FFT-Softwaremodul zugeführt.
    • Ich habe hier ein FFT-Softwaremodul ausgewählt, dass auf Integer Zahlen basiert, da der XMC1300 über keine Floatingpoint Unit verfügt, im Gegensatz zu seinem größeren Bruder der XMC4500
    • Aller 100ms berechne ich das FFT Spektrum. Der Prozessor benötigt zu Zeit 82ms für die Berechnung des FFT-Spektrums. Die verbleibenden 18ms bleiben für den Rest.
    • Der Mikrocontroller hat zusätzlich einen kleinen Mathematischen Prozessor integriert jedoch benutze ich diesen zur Zeit noch nicht. Da mir die Performance ausreicht.
  • Über die Auswertung des FFT-Signals wird nun eine Bewegung erkannt.
    • Wird keine Bewegung detektiert, dann gibt es kein Signal in dem FFT-Spektrum
    • Bewegt sich jedoch ein Objekt vor dem Radarmodul, dann kann man einen Ausschlag auf dem FFT-Signal messen.
    • Je nach dem wie hoch der Ausschlag ist und in welchem Frequenzbereich sich der Ausschlag befindet, wird das Signal als Bewegung registriert.
  • Wird eine Bewegung erkannt, dann wird über das Hausbussystem ein entsprechendes Kommando bzw. Information gesendet.
    • Bei dem Kommando kann es sich um ein Befehl handeln, welcher eine oder mehrere Lampen einschaltet.
  • Die Konfiguration wann welche Befehle gesendet werden, können über das Hausbussystem gesetzt werden.
    • Hierzu habe ich den „Hausbus-Manager“ erstellt. Dieser kann mit jedem Gerät im Hausbus kommunizieren.
    • Somit kann ich jeden Bewegungsmelder individuell Konfigurieren.

Das war eigentlich die Kurzbeschreibung zur Software für den Bewegungsmelder.

Screenshot Konfiguration Bewegungsmelder

Screenshot Konfiguration Bewegungsmelder

Hier der Screenshot des Hausbus-Managers für die aktuelle Konfiguration des Bewegungsmelders.

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