ESP32-S3 SuperMini와 mmWave (C4001) 센서

1개에 16달러 정도 하는 DFRobot C4001 (SEN0609) mmWave 센서를 구매했다.

 

 

https://fermium.tistory.com/1935

HLK-LD2410　(밀리미터파 레이더센서모듈)

 

 

이전에 구입한 센서와 다른 점은 

 

25 m 거리까지 측정이 가능하다는 점이다.

 

 

 

 

마이크로파를 이용하여 사람의 존재 여부, 움직임 여부 등을 측정할 수 있다.

 

일반적인 PIR 센서는 사람이 움직이지 않으면 사람이 없는 것으로 간주하는데,

 

이것은 멈춰 있는지 움직이는지 전부 측정이 가능하다.

 

<ESP32-S3 SuperMini로 마이크로 센서를 이용할 수 있는 샘플>

/******************************************************************************* * ESP32-S3 SuperMini + DFRobot C4001 (SEN0609) mmWave 센서 * * 배선 (C4001 → ESP32-S3 SuperMini) * 5V → 5V * GND → GND * OUT → GPIO13 (하드웨어 존재감 출력 핀) * TX → GPIO44 (ESP32 RX) * RX → GPIO43 (ESP32 TX) * * 검출 데이터 * ① Presence 존재 감지 (OUT 핀 + UART) * ② Motion 움직임 감지 * ③ Distance 거리 (m) * ④ Speed 속도 (m/s) * ⑤ Power 신호 강도 * ⑥ Human State 인체 상태 5단계 추정 * * UART 보고 포맷 * 존재감지 모드: $DFHPD,<motion>,<presence>,<distance>,<speed>,<power>* * 속도거리 모드: $DFDMD,<motion>,<distance>,<speed>,<power>* * * Arduino IDE 설정 * 보드 : ESP32S3 Dev Module * USB Mode: USB-OTG (TinyUSB) 또는 Hardware CDC * Upload : USB * Upload Speed: 921600 * * 시리얼 모니터: 115200 baud *******************************************************************************/ // ── 핀 정의 ────────────────────────────────────────────────────────────────── #define OUT_PIN 13 // C4001 OUT → GPIO13 (하드웨어 존재감 출력) #define SENSOR_RX 44 // C4001 TX → ESP32 RX #define SENSOR_TX 43 // C4001 RX → ESP32 TX // ── UART 설정 ───────────────────────────────────────────────────────────────── #define SENSOR_BAUD 9600 // C4001 기본 Baud Rate HardwareSerial SensorSerial(1); // UART1 사용 // ── 설정 파라미터 (필요에 따라 수정) ───────────────────────────────────────── #define RANGE_MIN 0.6f // 최소 감지 거리 (m) #define RANGE_MAX 6.0f // 최대 감지 거리 (m) #define TRIG_RANGE 6.0f // 트리거 거리 (m) #define HOLD_SENS 7 // 유지 감도 (0~9) #define TRIG_SENS 5 // 트리거 감도 (0~9) #define LATENCY_ON 0.5f // 확인 지연 (s) #define LATENCY_OFF 15.0f // 소멸 지연 (s) #define RUN_MODE 0 // 0=존재감지, 1=속도거리측정 // ── 데이터 구조체 ───────────────────────────────────────────────────────────── struct SensorData { bool presence = false; // 존재 감지 bool motion = false; // 움직임 감지 float distance = 0.0f; // 거리 (m) float speed = 0.0f; // 속도 (m/s) int power = 0; // 신호 강도 bool outPin = false; // OUT 핀 상태 String mode = ""; // 센서 동작 모드 String humanState = ""; // 인체 상태 추정 }; SensorData sData; // ── UART 수신 버퍼 ──────────────────────────────────────────────────────────── char rxBuf[256]; int rxPos = 0; // ── 인체 상태 추정 함수 ─────────────────────────────────────────────────────── String estimateHumanState(bool presence, bool motion, float dist, float spd) { if (!presence && !motion) return "Absent"; if (presence && !motion) { if (dist < 1.5f) return "Static (Near)"; if (dist < 4.0f) return "Static (Mid)"; return "Static (Far)"; } if (spd < 0.3f) return "Slight Motion"; if (spd < 1.0f) return "Active"; return "Moving"; } // ── $DFHPD 파싱 ────────────────────────────────────────────────────────────── // 포맷: $DFHPD,<motion>,<presence>,<distance>,<speed>,<power>* void parseHPD(const char* payload) { int mot = 0, prs = 0; float dst = 0, spd = 0; int pwr = 0; // '*' 이전까지만 파싱 char tmp[128]; strncpy(tmp, payload, sizeof(tmp) - 1); tmp[sizeof(tmp) - 1] = '\0'; char* star = strchr(tmp, '*'); if (star) *star = '\0'; int n = sscanf(tmp, "%d,%d,%f,%f,%d", &mot, &prs, &dst, &spd, &pwr); if (n < 2) return; sData.motion = (mot == 1); sData.presence = (prs == 1); if (n >= 3) sData.distance = dst; if (n >= 4) sData.speed = spd; if (n >= 5) sData.power = pwr; sData.mode = "Presence Detection"; sData.humanState = estimateHumanState(sData.presence, sData.motion, sData.distance, sData.speed); } // ── $DFDMD 파싱 ────────────────────────────────────────────────────────────── // 포맷: $DFDMD,<motion>,<distance>,<speed>,<power>* void parseDMD(const char* payload) { int mot = 0; float dst = 0, spd = 0; int pwr = 0; char tmp[128]; strncpy(tmp, payload, sizeof(tmp) - 1); tmp[sizeof(tmp) - 1] = '\0'; char* star = strchr(tmp, '*'); if (star) *star = '\0'; int n = sscanf(tmp, "%d,%f,%f,%d", &mot, &dst, &spd, &pwr); if (n < 1) return; sData.motion = (mot == 1); if (n >= 2) sData.distance = dst; if (n >= 3) sData.speed = spd; if (n >= 4) sData.power = pwr; sData.mode = "Speed/Distance"; sData.humanState = estimateHumanState(sData.presence, sData.motion, sData.distance, sData.speed); } // ── 라인 파싱 ───────────────────────────────────────────────────────────────── void parseLine(const char* line) { if (strlen(line) < 4) return; Serial.print("[RAW] "); Serial.println(line); if (strncmp(line, "$DFHPD,", 7) == 0) { parseHPD(line + 7); printData(); } else if (strncmp(line, "$DFDMD,", 7) == 0) { parseDMD(line + 7); printData(); } else if (strncmp(line, "Response", 8) == 0) { Serial.print("[CFG] "); Serial.println(line); } else if (strcmp(line, "Done") == 0) { Serial.println("[ACK] Done"); } else if (strcmp(line, "Error") == 0) { Serial.println("[ERR] Command Error"); } } // ── 데이터 출력 ─────────────────────────────────────────────────────────────── void printData() { // OUT 핀 갱신 sData.outPin = digitalRead(OUT_PIN); Serial.println("┌─────────────────────────────────────┐"); Serial.print ("│ Mode : "); Serial.println(sData.mode); Serial.print ("│ OUT Pin : "); Serial.println(sData.outPin ? "HIGH (존재)" : "LOW (없음)"); Serial.print ("│ Presence : "); Serial.println(sData.presence ? "YES" : "NO"); Serial.print ("│ Motion : "); Serial.println(sData.motion ? "YES" : "NO"); Serial.print ("│ Distance : "); Serial.print(sData.distance, 2); Serial.println(" m"); Serial.print ("│ Speed : "); Serial.print(sData.speed, 2); Serial.println(" m/s"); Serial.print ("│ Power : "); Serial.println(sData.power); Serial.print ("│ Human State: "); Serial.println(sData.humanState); Serial.println("└─────────────────────────────────────┘"); } // ── 센서 명령 전송 헬퍼 ─────────────────────────────────────────────────────── void sendCmd(const char* cmd, uint32_t waitMs = 200) { Serial.print("[CMD] "); Serial.println(cmd); SensorSerial.print(cmd); SensorSerial.print("\r\n"); delay(waitMs); } // ── 센서 초기화 시퀀스 ─────────────────────────────────────────────────────── void initSensor() { Serial.println("\n[INIT] C4001 초기화 시작..."); delay(3000); // 센서 부팅 안정화 (공식 권장 3초) sendCmd("sensorStop", 500); // 동작 모드 설정 (0=존재감지, 1=속도거리) char cmd[64]; snprintf(cmd, sizeof(cmd), "setRunApp %d", RUN_MODE); sendCmd(cmd); // 감지 거리 설정 snprintf(cmd, sizeof(cmd), "setRange %.1f %.1f", RANGE_MIN, RANGE_MAX); sendCmd(cmd); // 트리거 거리 설정 snprintf(cmd, sizeof(cmd), "setTrigRange %.1f", TRIG_RANGE); sendCmd(cmd); // 감도 설정 (유지 / 트리거) snprintf(cmd, sizeof(cmd), "setSensitivity %d %d", HOLD_SENS, TRIG_SENS); sendCmd(cmd); // 출력 지연 설정 (확인지연 / 소멸지연) snprintf(cmd, sizeof(cmd), "setLatency %.1f %.1f", LATENCY_ON, LATENCY_OFF); sendCmd(cmd); // Flash 저장 sendCmd("saveConfig", 500); // 센서 시작 sendCmd("sensorStart", 300); Serial.println("[INIT] 초기화 완료 - 데이터 수신 대기 중...\n"); } // ── OUT 핀 인터럽트 (선택사항: 하드웨어 존재감 변화 즉시 감지) ─────────────── volatile bool outPinChanged = false; void IRAM_ATTR onOutPinChange() { outPinChanged = true; } // ── setup ───────────────────────────────────────────────────────────────────── void setup() { // USB 시리얼 (시리얼 모니터) Serial.begin(115200); delay(1000); while (!Serial) delay(10); Serial.println("===================================="); Serial.println(" DFRobot C4001 (SEN0609) mmWave"); Serial.println(" ESP32-S3 SuperMini"); Serial.println("===================================="); // OUT 핀 설정 pinMode(OUT_PIN, INPUT); attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(OUT_PIN), onOutPinChange, CHANGE); // 센서 UART 시작 SensorSerial.begin(SENSOR_BAUD, SERIAL_8N1, SENSOR_RX, SENSOR_TX); Serial.printf("[UART] Sensor UART 시작 (RX=%d TX=%d Baud=%d)\n", SENSOR_RX, SENSOR_TX, SENSOR_BAUD); // 센서 초기화 initSensor(); } // ── loop ────────────────────────────────────────────────────────────────────── void loop() { // ── UART 수신 처리 ────────────────────────────────────────────────────────── while (SensorSerial.available()) { char c = SensorSerial.read(); if (c == '\n') { rxBuf[rxPos] = '\0'; if (rxPos > 0) parseLine(rxBuf); rxPos = 0; } else if (c != '\r' && rxPos < (int)sizeof(rxBuf) - 1) { rxBuf[rxPos++] = c; } } // ── OUT 핀 변화 감지 ──────────────────────────────────────────────────────── if (outPinChanged) { outPinChanged = false; bool pinState = digitalRead(OUT_PIN); Serial.printf("[OUT] OUT 핀 변화 → %s\n", pinState ? "HIGH (존재)" : "LOW (없음)"); sData.outPin = pinState; } // ── 시리얼 모니터 명령 입력 처리 ──────────────────────────────────────────── // 시리얼 모니터에서 명령어를 직접 센서로 전달 (디버깅용) // 예: sensorStop, sensorStart, getRange, getTrigRange ... if (Serial.available()) { String input = Serial.readStringUntil('\n'); input.trim(); if (input.length() > 0) { // 내장 단축 명령어 if (input == "stop") { sendCmd("sensorStop"); } else if (input == "start") { sendCmd("sensorStart"); } else if (input == "save") { sendCmd("saveConfig"); } else if (input == "reset") { sendCmd("resetSystem 0"); } else if (input == "hpd") { sendCmd("sensorStop"); delay(300); sendCmd("setRunApp 0"); delay(200); sendCmd("saveConfig"); delay(300); sendCmd("sensorStart"); } else if (input == "dmd") { sendCmd("sensorStop"); delay(300); sendCmd("setRunApp 1"); delay(200); sendCmd("saveConfig"); delay(300); sendCmd("sensorStart"); } else if (input == "status") { printData(); } else if (input == "help") { printHelp(); } else { // 그 외 명령은 센서로 직접 전달 sendCmd(input.c_str()); } } } } // ── 도움말 출력 ─────────────────────────────────────────────────────────────── void printHelp() { Serial.println("\n[HELP] 시리얼 모니터 단축 명령어"); Serial.println(" stop - 센서 정지 (sensorStop)"); Serial.println(" start - 센서 시작 (sensorStart)"); Serial.println(" save - 설정 저장 (saveConfig)"); Serial.println(" reset - 소프트 리셋 (resetSystem 0)"); Serial.println(" hpd - 존재감지 모드로 전환"); Serial.println(" dmd - 속도/거리 측정 모드로 전환"); Serial.println(" status - 현재 데이터 출력"); Serial.println(" help - 이 도움말"); Serial.println("[HELP] 그 외: 센서 명령어 직접 입력 가능"); Serial.println(" 예) setRange 0.6 10"); Serial.println(" 예) setSensitivity 8 6"); Serial.println(" 예) setLatency 0.5 30"); Serial.println(" 예) getRange / getTrigRange / getSensitivity\n"); }

 

 

일단 어떻게 작동하는지는 확인했다.