เราได้เจอเซ็นเซอร์เรดาร์ mmWave ความถี่ 80 GHz แบบไม่สัมผัส (non-contact) สำหรับการตรวจวัดระดับของเหลว มาพร้อมความแม่นยำสูง ระยะการตรวจจับได้ถึง 40 เมตร ความแม่นยำ ±5 มม. และรองรับการสื่อสารผ่าน Modbus บน UART
ก่อนหน้านี้เราเคยเห็นเซ็นเซอร์ mmWave ความถี่ 4 GHz และ 60 GHz ใช้กันเป็นส่วนใหญ่สำหรับการตรวจจับการเคลื่อนไหวที่แม่นยำ แต่ครั้งนี้เป็นครั้งแรกที่เห็นเซ็นเซอร์ mmWave ความถี่ 80 GHz หรือที่ถูกต้องกว่านั้นคือ 79 GHz โดยมันทำงานบนหลักการเดียวกับ Frequency Modulated Continuous Wave (FMCW) radar เช่นเดียวกับเซ็นเซอร์ mmWave ส่วนใหญ่ และสามารถเชื่อมต่อกับ Arduino หรือบอร์ดอื่น ๆ ผ่าน UART, การใช้งานหลักในด้านการจัดการน้ำอัจฉริยะ, การควบคุมกระบวนการอุตสาหกรรม และการป้องกัน/เฝ้าระวังภัยพิบัติทางสิ่งแวดล้อม
สเปค:
- MCU – ไมโครคอนโทรลเลอร์ GigaDevice GD32F405 Arm Cortex-M4F @ 168 MHz พร้อม SRAM 192KB, flash 3MB, code-flash 1MB
- ความถี่ส่งสัญญาณ (Transmit frequency) – 77–81 GHz (ความถี่กึ่งกลาง 79 GHz), แบนด์วิดท์ 4 GHz
- กำลังส่งออก (EIRP) – 13 ถึง 20 dBm
- มุมลำแสง (Beamwidth -3dB )
- แนวนอน: ±25°, แนวตั้ง: ±25°
- เมื่อใช้เลนส์เสริม: แนวนอน ±3°, แนวตั้ง ±3°
- โหมดมอดูเลชัน – FMCW
- ระยะตรวจวัด – 0.15 ถึง 40 เมตร
- ความแม่นยำ – ±5 มม.
- ความละเอียด – 1 มม.
- เวลาเริ่มทำงาน (Startup time) – 100 มิลลิวินาที
- อินเทอร์เฟซกับโฮสต์ – UART (โปรโตคอล Modbus)
- แรงดันไฟฟ้าที่ใช้งาน – 3.5 ถึง 5V
- กระแสไฟฟ้าที่ใช้งาน – 30mA
- ขนาด – 35 x 35 x 1.2 มม.
- น้ำหนัก – โมดูล: 5 กรัม; เมื่อใช้เลนส์: 46 กรัม
- ช่วงอุณหภูมิที่ทำงานได้ – -45°C ถึง +85°C
ช่วงการตรวจวัดตั้งแต่ 0.15 เมตร ถึง 40 เมตร ทำให้เซ็นเซอร์นี้เหมาะสำหรับการเฝ้าระวังแหล่งน้ำขนาดใหญ่ เช่น อ่างเก็บน้ำและแม่น้ำ รวมถึงถังอุตสาหกรรมที่มีความลึกมาก โดยมีการระบุว่าเลนส์ลำแสงแคบช่วยให้โมดูลเรดาร์ปล่อยลำแสงเรดาร์ที่โฟกัสสูงในมุมแคบเพียง ±3° เพื่อเพิ่มทิศทางการส่งสัญญาณและลดการรบกวนจากผนังถัง เครื่องกวน หรือโครงสร้างรอบข้างอื่น ๆ
สิ่งที่ต้องทำก็เพียงเชื่อมต่อเซ็นเซอร์เข้ากับบอร์ด Arduino ผ่าน UART (Tx, Rx, 5V, GND) และรัน Arduino sketch โดยใช้ไลบรารี LiquidLevelDetection โดยสามารถดูคำแนะนำและลิงก์ไปยังไลบรารีได้จากหน้า Wiki
เซ็นเซอร์ตรวจวัดระดับของเหลวแบบ mmWave 80 GHz จำหน่ายบน DFRobot ในราคา $59 (~1,700฿) เราพยายามหาเซ็นเซอร์นี้บน AliExpress แต่พบเพียงมิเตอร์ mmWave 80 GHz รุ่นที่ทันสมัยกว่า ซึ่งมาพร้อมช่องทางน้ำเข้า (inlet) แต่มีราคาแพงอยู่ที่ $200 (~5,600฿), ในอีกด้านหนึ่งของช่วงราคานี้ ยังมีสวิตช์วัดระดับน้ำราคาประหยัดที่ติดตั้งในตำแหน่งคงที่จำหน่ายเพียงไม่กี่ดอลลาร์, นอกจากนี้ยังมีเซ็นเซอร์อีกหนึ่งรุ่นคือ HLK-LD8001 ที่ทำงานที่ความถี่ 79 GHz รองรับระยะตรวจจับสูงสุด 15 เมตร และจำหน่ายบน AliExpressในราคา $45 (~1,300฿) สำหรับชุดคิทที่ไม่มีตัวกล่องเคส
แปลจากบทความภาษาอังกฤษ : 80 GHz mmWave liquid level detection sensor supports ModBus, offers 40m range
บรรณาธิการข่าวและบทความภาษาไทย CNX Software ได้มีความสนใจในด้านเทคโนโลยี โดยเฉพาะ Smart Home และ IoT