Präsenzerkennung 2.0: mmWave-Radare (LD2410/LD2450) in der Lichtautomatisierung

Präsenzerkennung 2.0: mmWave-Radare (LD2410/LD2450) in der Lichtautomatisierung

Ein beim Lesen erlöschendes Licht zeigt häufig den Unterschied zwischen Bewegungs- und Präsenzerkennung. PIR bedeutet passives Infrarot: Der Sensor empfängt Wärmestrahlung, statt selbst ein Messsignal auszusenden. PIR-Sensoren reagieren auf wechselnde Infrarotmuster. Radar sendet Funkwellen und kann über deren Reflexion kleinere Bewegungen erfassen. Die Kombination kann eine Lichtsteuerung verbessern, garantiert jedoch keine lückenlose Abdeckung. Auch LD2410 und LD2450 erfüllen unterschiedliche Aufgaben.

PIR: Bewegung und Temperaturkontrast

Ein PIR-Sensor erkennt Veränderungen der Infrarotstrahlung innerhalb des optischen Erfassungsmusters. Querbewegungen sind häufig leichter erkennbar als ruhiges Sitzen oder eine direkte Annäherung. Linsengeometrie, Montagehöhe, Bewegung und der Temperaturunterschied zwischen sichtbaren Oberflächen und Hintergrund beeinflussen die Erkennung.

Entscheidend ist nicht einfach die Raumtemperatur im Vergleich zu einer einheitlichen Körperkerntemperatur von 36–37 °C. Kleidung und freie Haut besitzen unterschiedliche Oberflächentemperaturen. Geringerer Kontrast kann die Empfindlichkeit reduzieren; eine allgemeine Temperaturgrenze für „thermische Blindheit“ folgt daraus nicht. Auch PIR-Ausgänge haben gerätespezifische Zeitabläufe. Eine Auslösung ohne jede Latenz ist deshalb keine belastbare Zusage.

LD2410 und LD2450: unterschiedliche Erkennungsaufgaben

Beide Familien arbeiten mit 24-GHz-Radar, häufig als mmWave vermarktet. Bei 24 GHz beträgt die Wellenlänge etwa 12,5 mm; der klassische Millimeterwellenbereich beginnt streng genommen bei 30 GHz. Für die Auswahl sind Signalverarbeitung und Firmware wichtiger als diese Bezeichnung.

LD2410: Der Präsenzsensor unterscheidet bewegte und ruhende Ziele anhand von Entfernungszonen. Diese unterteilen den Erfassungsbereich nach dem Abstand zum Sensor. Ein Schwellwert legt fest, wie stark das gemeldete Signal sein muss, um als Erkennung zu gelten. Getrennte Schwellwerte können unerwünschte Erfassung in bestimmten Distanzbereichen verringern. Die beworbene Reichweite bis ungefähr sechs Meter garantiert keine Erkennung fast bewegungsloser Personen in jedem Abstand und Winkel. Der Status „ruhendes Ziel“ ist eine Präsenzklassifikation, keine medizinische Atemmessung.

LD2450: Das Tracking-Modul liefert geschätzte Koordinaten und Geschwindigkeiten für bis zu drei Ziele. Koordinaten ermöglichen Zonen, sind jedoch weder exakte Positionen noch dauerhafte Personenidentitäten. Das Modul ist vor allem für die Verfolgung bewegter Ziele ausgelegt. ESPHome bietet auch Zähler für ruhende Ziele; diese Bezeichnung belegt keine zuverlässige Erkennung von Atmung oder vollständigem Stillstand. Vor dem Einsatz am Schreibtisch sind Firmware und tatsächliche Sitzpositionen zu prüfen.

ESPHome-Beispiel mit vollständiger Sensoranbindung

ESPHome ist eine per Textdatei konfigurierte Firmware zur Einbindung von Geräten in die Hausautomatisierung. GPIO-Pins sind einstellbare elektrische Ein- oder Ausgänge. UART ist eine serielle Datenverbindung mit Sendeleitung (TX) und Empfangsleitung (RX). Das Fragment setzt ein ESP32-Board mit verfügbaren GPIO16/17 für UART und GPIO14 für PIR voraus. Boardwahl, Netzwerk/API-Konfiguration und Lichtautomatisierung gehören in die umgebende ESPHome-Konfiguration. Radar-TX wird mit ESP-RX verbunden, Radar-RX mit ESP-TX; beide Geräte benötigen eine gemeinsame Masse. Versorgungsspannung, Strombedarf und Logikpegel müssen zum konkreten Modul passen. Ein 5-V-Ausgang darf nicht direkt an einen 3,3-V-GPIO angeschlossen werden.

uart:
  id: radar_uart
  tx_pin: GPIO17
  rx_pin: GPIO16
  baud_rate: 256000
  parity: NONE
  stop_bits: 1

ld2410:
  id: room_radar
  uart_id: radar_uart

binary_sensor:
  - platform: gpio
    pin: GPIO14
    name: "Room PIR Motion"
    id: pir_motion

  - platform: ld2410
    ld2410_id: room_radar
    has_target:
      name: "Room Radar Presence"
      id: radar_presence

  - platform: template
    name: "Room Unified Occupancy"
    device_class: occupancy
    lambda: |-
      if (id(pir_motion).has_state() && id(pir_motion).state)
        return true;
      if (id(radar_presence).has_state() && id(radar_presence).state)
        return true;
      if (!id(pir_motion).has_state() || !id(radar_presence).has_state())
        return {};
      return false;
    filters:
      - delayed_off: 30s

Die Standard-UART-Einstellung des LD2410 lautet 256000 Baud, keine Parität und ein Stoppbit. Baud beschreibt die Übertragungsgeschwindigkeit; Parität und Stoppbits bestimmen den Rahmen jedes übertragenen Zeichens. Beide Geräte müssen dieselben Einstellungen verwenden. Eine zuvor geänderte Modul-Baudrate muss zur Konfiguration passen. Die beiden Eingänge werden mit ODER verknüpft; jede positive Meldung hält den Präsenzstatus. Solange nicht beide Zustände bekannt sind, gilt eine fehlende Meldung nicht automatisch als „leer“. Die Lambda-Funktion ist der kurze Codeblock, der die Messungen verknüpft. Ihre leere Rückgabe erhält den letzten Zustand; eine Kommunikationsüberwachung entsteht dadurch nicht.

Die beispielhafte Ausschaltverzögerung von 30 Sekunden beginnt, sobald beide Eingänge einen bekannten Zustand haben und keiner Erkennung meldet. Radar-Nachlauf und PIR-Haltezeit bezeichnen die Dauer, für die der Sensor nach dem letzten passenden Signal weiter Erkennung meldet. Diese Zeiten, der Filter und eine zusätzliche Home-Assistant-Verzögerung können sich addieren. Das Beispiel erzeugt ausschließlich einen Präsenzsensor; Helligkeitsschwelle, manuelle Übersteuerung und tatsächliche Lichtaktion bleiben separate Aufgaben.