Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Radar-Sensor zur Feuchtemessung?


von Frank E. (Firma: Q3) (qualidat)


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Kennt jemand einen der, normalerweise als Bewegungsmelder eingesetzten, 
Radarsensoren, der auch ein Signal über die Empfangsfeldstärke liefert? 
Dann könnte man weitere Rückschlüsse als "kommt" oder "kommt nicht" 
ziehen ...

Dazu gehört noch eine Arbeitsfrequenz im 2.4-GHz-Band, um eine gewisse 
Sensibilität zum Wassergehalt von Materialien zu haben ...

Danke für Tips.

von Wolfgang (Gast)


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Frank E. schrieb:
> Dazu gehört noch eine Arbeitsfrequenz im 2.4-GHz-Band, um eine gewisse
> Sensibilität zum Wassergehalt von Materialien zu haben ...

Wie kommst du ausgerechnet auf das 2.4-GHz Band? Das ist eine 
Wellenlänge von 12.5cm. Warum sollten Wassermoleküle davon besonders 
beeindruck sein?
Jeder, der schon mal ein X-Band Radargerät benutzt hat, weiß, dass z.B. 
Regenschauer dort hervorragend zu sehen sind. Und das arbeitet eher bei 
10GHz.

von Oliver S. (phetty)


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Hier wurde dieses umgesetzt:
https://forum.fhem.de/index.php?topic=73016.0

Hat fhem bedingt natürlich kein MQTT, die Diskussion darüber verliert 
sich vor zwei Jahren in Kinderkram.

von Der Zahn der Zeit (🦷⏳) (Gast)


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Ich befasse mich zurzeit sehr intensiv mit ähnlichen Sensoren, sowohl 
1-kanalige als auch 2-kanalige (mit I/Q-Ausgang), allerdings im 24 
GHz-Band. Was genau willst du erreichen?

Feuchte"messung" würde ich eher nicht für sinnvoll möglich halten. Die 
Sensoren (zumindest meine) liefern ein Signal, bei dem das gesendete mit 
dem reflektierten multipliziert ausgegeben wird. Das Ausgangssignal ist 
also in seiner Stärke abhängig vom Abstand, was bei steigendem Abstand 
eine Sinusfunktion mit geringer werdender Amplitude entspricht.

Bei 24 GHz sind das alle paar mm eine Sinuswelle, bei 2,4 GHz alle paar 
cm. Wie sich das bei der verteilten(!) Feuchtigkeit auswirkt, vermag ich 
nicht abzuschätzen. Versuch macht kluch. Ebenso das Material, in dem die 
Feuchtigkeit steckt: Das wird sicherlich die Reflektion ebenfalls, und 
zwar in erheblichem Maße und wahrscheinlich völlig inakzeptablen Maße 
beeinflussen. Deswegen die Frage, was genau du erreichen  willst. 
Feuchte"detektion" könnte klappen.

Üblich sind kapazitive Verfahren. Es stellt sich natürlich die Frage, 
warum du die nicht erwägst (technische Gründe oder unbekannt?).

von Günni (Gast)


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Ich nehme an, dass die in festen Materialien gebundene Feuchte gemessen 
werden soll. Das kann man (mit gewissen Anpassungsproblemen) mit 
Infrarot machen. Feuchtigkeit leitet die Wärme des Infrarotstrahls ab 
und der reflektierte Anteil sinkt. Da auch der Emissionsfaktor des 
betreffenden Materials die Reflektion beeinflusst, muss dieser in der 
Auswertung mit berücksichtigt werden.

von Günni (Gast)


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Nachtrag: Alternativ kann man die nichtleitende!! Probe auch kurzzeitig 
wie mit einer Mikrowelle erwärmen und die Temperaturänderung messen. 
Trockene Materialien erwärmen sich in einer Mikrowelle kaum, feuchte 
deutlich mehr.

von Frank E. (Firma: Q3) (qualidat)


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Es geht um die nicht inversive Messung des Feuchtegehaltes (also keine 
Sonde bz. Elektroden reinstecken) von Schüttgut (Holzpellets). Die 
kapazitiven und resistiven Methoden sind mir durchaus bekannt. In der 
Literatur wird aber eben auch eine Methode erwähnt, bei der der 
Feuchtegehalt über die Streuung von eingekoppelten Wellen im 2.4 
GHz-Bereich bestimmt wird. Dazu werden topfförmige Einkoppler verwendet 
...

Ich dachte, mit den preiswerten Radarmodulen hätte man da evtl. eine 
vielversprechende Hardwarebasis ...

https://www.wasserschaden24.net/images/mess_mikro.jpg

: Bearbeitet durch User
von Der Zahn der Zeit (🦷⏳) (Gast)


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Der Zahn der Zeit (🦷⏳) schrieb:
> Versuch macht kluch.
Und da gibt es offensichtlich sogar schon praktische Erfahrungen, die 
bestätigen, dass das Verfahren geeignet ist. Dann kann es ja losgehen.

Wird in der Praxis wirklich 2,4 GHz verwendet? 2,4er habe ich noch nicht 
gesehen, aber auch noch nicht gesucht. Ich vermute, dass es in dieser 
Anwendung genauso gut mit 24 GHz geht, die ich habe 
(https://de.aliexpress.com/item/1005002009452466.htm und 
https://de.aliexpress.com/item/1005002097763471.html). Wenn das 
Schüttgut sich bewegt, sollte ein einkanaliger reichen, bei unbewegtem 
ein zweikanaliger. Beide natürlich plus Auswertung dahinter.

von Frank E. (Firma: Q3) (qualidat)


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Oliver S. schrieb:
> Hier wurde dieses umgesetzt:
> https://forum.fhem.de/index.php?topic=73016.0
>
> Hat fhem bedingt natürlich kein MQTT, die Diskussion darüber verliert
> sich vor zwei Jahren in Kinderkram.

Das dort beschriebene Thema ist zwar sehr interessant, geht aber an 
meiner Frage ziemlich vorbei. Dort werden fallende Regentropfen 
detektiert, gezählt und bewertet. Ich möchte jedoch den (unbewegten) 
Wasseranteil in porösem bzw. saugfähigem Material anhand der 
(Rück-)Streuung ermitteln ...

: Bearbeitet durch User
von Forist (Gast)


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Frank E. schrieb:
> ... nicht inversive Messung des Feuchtegehaltes ...

Was meinst du damit?
"nicht" und "invers" hebt sich irgendwie auf.

Es ist besser, um Fremdworte, die man selber nicht versteht, einen 
großen Bogen zu machen.

von Frank E. (Firma: Q3) (qualidat)


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Forist schrieb:
> Frank E. schrieb:
>> ... nicht inversive Messung des Feuchtegehaltes ...
>
> Was meinst du damit?
> "nicht" und "invers" hebt sich irgendwie auf.
>
> Es ist besser, um Fremdworte, die man selber nicht versteht, einen
> großen Bogen zu machen.

Ok, statt "inversiv" müsste "invasiv" stehen. Au weia, jetzt bin ich 
aber fertig und du bist ein gaaanz Schlauer.

von Frank E. (Firma: Q3) (qualidat)


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Ich muss den Thread nochmal aufwärmen, die Diskussion ist irgendwie 
abgeglitten. Also:

Kennt hier jemand ein Modell dieser (gefühlt 500 versch. Typen) der 
preiswerten Radarmodule (primär als Bewegungsmelder genutzt), das nicht 
nur einen schnöden Schaltausgang hat, sondern bei dem man auch die 
Empfangsfeldstärke irgendwie abfragen kann?

Wenn ja, bitte nennen. Danke.

von Der Zahn der Zeit (🦷⏳) (Gast)


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Hallo Aufwärmer,

ich hatte schon einmal geantwortet. Zum Thema Empfangsfeldstärke:

Zumindest die von mir verlinkten Radarsensoren sind keine 
Entfernungsmesser. Man bekommt ein Signal, das aus dem Produkt des 
gesendeten und des empfangenen Signals besteht also positiv und negativ 
sein kann. Die Stärke des empfangenen (reflektierten) Signals ist 
natürlich vom Abstand des Objekts abhängig, aber auch die Phase ist 
davon abhängig. Das bedeutet, dass es ein Sinussignal mit zunehmender 
Amplitude bei zunehmender Annäherung des Objektes gibt. Die Frequenz 
dieses Sinussignals ist proportional zur Bewegungsgeschwindigkeit (und 
zur Sendefrequenz). Bei Stillstand ist die Frequenz = 0 und das 
Ausgangssignal kann also jeden Wert um 0 herum annehmen. Wenn dir das 
reicht, ist das ok.

Wenn nicht, könnte es auch ein 2-kanaliger Sensor tun. Die Feldstärke 
ergibt sich aus der Vektorlänge der 90° versetzten Kanäle, also 
Feldstärke = Sqrt(I²+Q²).

Ich habe einen solchen Sensor. Leider funktioniert der obige Link nicht 
mehr, und es gibt auch keinen anderen Anbieter dafür. Merkwürdig. 
Vielleich demnächst wieder?

von Frank E. (Firma: Q3) (qualidat)


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Der Zahn der Zeit (🦷⏳) schrieb:
> Hallo Aufwärmer,
>
> ich hatte schon einmal geantwortet. Zum Thema Empfangsfeldstärke:
>
> Ich habe einen solchen Sensor. Leider funktioniert der obige Link nicht
> mehr, und es gibt auch keinen anderen Anbieter dafür. Merkwürdig.
> Vielleich demnächst wieder?

Die Links funzen beide nicht und ich habe immer noch keine 
Typenbezeichnung.

Ich möchte keine Bewegung oder Entfernung messen, sondern die Intensität 
der HF-Rückstrahlung des jeweiligen Materials. Schön wäre es, wenn man 
z.B. per I2C einen Wert der Empfangsfeldstärke abfragen könnte.

von Der Zahn der Zeit (🦷⏳) (Gast)


Angehängte Dateien:

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Frank E. schrieb:
> Die Links funzen beide nicht und ich habe immer noch keine
> Typenbezeichnung.
Also dieser geht bei mir:
https://de.aliexpress.com/item/1005002097763471.html
Er heißt CDM324, aber der nützt dir nichts, weil man aus einem 
1-kanaligen keine Feldstärke des reflektierten Signals eines unbewegten 
Objekts bestimmen kann. Egal.

Im Anhang das Bild eines 1-kanaligen CDM324 und eines 2-kanaligen AM182, 
sowie deren technischen Daten. Abgesehen davon, dass du 2 ADC-Kanäle 
statt I2C brauchen würdest, wäre das höchstwahrscheinlich eine Lösung 
für dich.

Ich habe doch noch Angebote für die 2-kanaligen gefunden. Einfach nach 
AM182 suchen. Dieser Link müsste klappen:
https://de.aliexpress.com/item/1005002009452466.html

Nebenbei: Wikipedia sagt:

*Radar [ʁaˈdaːʶ] ist die Abkürzung für radio detection and ranging (frei 
übersetzt „funkgestützte Ortung und Abstandsmessung“) oder radio 
direction and ranging (frei übersetzt „funkgestützte Richtungs- und 
Abstandsmessung“)*

In diesem Sinne haben diese kleinen Module außer der Arbeitsfrequenz, 
und dass irgendwas mit Reflektion erkannt wird, nichts mit einem echten 
Radar zu tun. Sie können weder Abstände messen noch Richtungen 
detektieren. Das wird dir wahrscheinlich klar sein.

von Frank E. (Firma: Q3) (qualidat)



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Ich wollte absichtlich diesen Thread wieder aufwärmen, weil das Thema 
bei mir immernoch aktuell ist.

Bei meinen Recherchen bin ich inzwischen auf den 24GHz-Sensor "LD2410" 
gestoßen und hab mir auch einen bestellt (und erhalten). Direkt dazu, 
ihn zu testen, bin ich noch nicht gekommen, was auch an der etwas 
ambitionierten UART-Geschwindigkeit von 256000 Bit/s liegt.

Was ich aber eigentlich fragen wollte: Hat hier jemand eigene 
Erfahrungen mit dem Ding? Ausser die "Entscheidungen" des enthaltenen 
MC, ob da nun jemand ist oder nicht und der sich bewegt (eigentliche 
Funktion als  Präsenzmelder), soll man ja auch an die zugrunde liegenden 
Messwerte kommen (Debug-Mode?), so dass man quasi eigene Schlüsse aus 
den empfangenen Signalen ziehen können sollte ... ?

Ich denke, dass die besondere Empfindlichkeit des Sensors für Menschen 
eben durch den Wassergehalt und den 24GHz erreicht wird. Was mich eben 
zu der Frage bringt, ob man damit auch andere wasser-enthaltende Materie 
irgendwie bewerten kann.

: Bearbeitet durch User
von Vanye R. (vanye_rijan)


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> Was ich aber eigentlich fragen wollte: Hat hier jemand eigene
> Erfahrungen mit dem Ding?Was ich aber eigentlich fragen wollte:
> Hat hier jemand eigene  Erfahrungen mit dem Ding?

Ja hab ich, aber nur rumspielen, kein ernsthaftes Projekt.

> Messwerte kommen (Debug-Mode?), so dass man quasi eigene Schlüsse aus
> den empfangenen Signalen ziehen können sollte ... ?

Hast du dir eigentlich schon mal die idiotensicher Demosoftware der
Chinesen installiert? Da siehst du doch die Bins direkt.
Das Teil hat im Vergleich zu ernsten Industrieloesungen eine eher
schmale Bandbreite und eine beschissene Antenne. Oder sagen wir mal
lieber die Antenne ist bewusst auf breiten Abstrahlwinkel ausgerichtet.
Aber ja, damit koennte man einiges machen wenn man kann. .-)

> ob man damit auch andere wasser-enthaltende Materie
> irgendwie bewerten kann.

Klar, du kannst feststellen das ein Wassersack jetzt naeher an der 
Antenne
ist wie vorher deine Zimmerwand. Wenn du die Daempfung messen willst
dann muesstest du das Wasser zwischen Sender und Empfaenger bringen.
Und FMCW scheint mir da auch nicht so nuetzlich zu sein.

Vanye

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