Projeto de um medidor eletrônico de velocidade para atletas, corredores recreativos e pedestres em pista, praça, evento esportivo ou área controlada.
A proposta é criar um equipamento parecido com os medidores públicos de velocidade: o usuário corre em uma faixa demarcada, o sensor mede a velocidade sem contato físico e o sistema exibe a velocidade em km/h em um display visível.
Construir um sistema robusto para medir a velocidade de uma pessoa correndo, com foco em:
- uso em ambiente externo;
- leitura sem contato;
- instalação fixa ou móvel;
- exibição imediata da velocidade em km/h;
- futura evolução para produto comercial.
O sensor recomendado para um produto vendável não deve ser um módulo simples como HB100. Para uso real em rua, praça ou pista aberta, o ideal é usar radar com processamento embarcado, feixe mais controlado, saída digital e, se possível, medição de distância e ângulo.
O sistema usa radar Doppler ou radar FMCW/mmWave.
O sensor emite uma onda de rádio/micro-ondas. Quando essa onda reflete em uma pessoa em movimento, ela volta com uma pequena alteração de frequência. Essa diferença é chamada de desvio Doppler.
A velocidade medida é a velocidade radial, ou seja, a velocidade na direção do sensor.
velocidade medida = velocidade real × cos(ângulo)
Por isso, o sensor deve ficar alinhado com a direção da corrida. Se o corredor passar muito de lado, a leitura fica menor que a velocidade real.
Sensores FMCW ou mmWave mais avançados não medem apenas velocidade. Eles também podem estimar distância, direção e ângulo do alvo.
Isso é melhor para produto, porque permite criar uma “zona virtual” de medição. Assim, o software pode ignorar pessoas fora da pista, carros ao fundo ou objetos laterais.
| Sensor | Tecnologia | O que mede | Feixe / FoV | Alcance útil para corredor | Interface | Vantagens | Limitações | Recomendação |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| HB100 | Doppler 10,525 GHz | Movimento e velocidade radial via saída analógica IF | Aproximadamente 80° × 40° | 1 m a 8 m para leitura razoável; até mais para simples detecção | Analógica | Muito barato, fácil de achar, bom para aprendizado | Feixe muito aberto, sem distância, sem ângulo, sem identificação de alvo, exige amplificador e processamento | Apenas protótipo didático; não recomendado para produto |
| OmniPreSense OPS243-A | Doppler 24 GHz | Velocidade e direção | Feixe estreito de cerca de 20° | Bom para corredor em faixa controlada | USB / UART | Já entrega velocidade processada, API simples, boa opção para MVP | Não entrega distância como o OPS243-C | Bom MVP quando só precisa velocidade/direção |
| OmniPreSense OPS243-C | FMCW + Doppler 24 GHz | Movimento, velocidade, direção e distância | Cerca de 20° × 24° | Muito bom para pista, calçada ou faixa demarcada | USB / UART / RS-232 / Wi-Fi, conforme versão | Processamento embarcado, range, API simples, rápido para validar produto | Custo maior que módulos simples | Melhor escolha para MVP comercial |
| RFbeam K-LD7 | Radar digital 24 GHz | Velocidade, direção, distância e ângulo | 80° × 34° | Bom se o software filtrar zona/ângulo | Serial | Target list, FFT e tracking embarcados, bom para OEM | Feixe físico ainda relativamente aberto | Bom para produto próprio com filtro por zona virtual |
| RFbeam K-MD7 | Radar digital 24 GHz | Velocidade, direção, distância e ângulo | 34° × 30° | Muito bom para speed sign, pista e aplicação externa | UART serial | Mais direcionado que K-LD7, multi-target tracking, feito para aplicações de velocidade/tráfego | Mais caro e mais complexo que K-LD7 | Excelente candidato para produto final |
| RFbeam K-HC1 | Radar super-heteródino 24 GHz | Velocidade e direção via I/Q Doppler | 25° × 12° | Muito bom se a eletrônica e o firmware forem bem feitos | I/Q IF, amplitude IF, configuração USB | Feixe físico bem estreito, alta sensibilidade, construção robusta | Exige processamento próprio de sinal; menos plug-and-play | Melhor opção quando a prioridade é direcionalidade física |
| TI IWR6843AOP / IWR6843AOPEVM | mmWave FMCW 60–64 GHz | Distância, velocidade, ângulo e point cloud | FoV amplo, cerca de 120° × 120° na EVM | Excelente com algoritmo próprio | USB / interfaces TI | Plataforma avançada, 3D point cloud, separa alvos por posição e velocidade | Curva de desenvolvimento alta; FoV amplo exige software | Versão premium com algoritmo próprio |
| Acconeer A121 / XE125 | Radar coerente pulsado 60 GHz | Distância, velocidade, movimento e presença | Depende da antena/lente usada | Bom para curtas/médias distâncias | USB no EVK; integração via módulo | Compacto, baixo consumo, tem acessórios de lente/horn | Menos direto para speed sign do que OPS243/K-MD7 | Bom para produto compacto, exige validação de campo |
Use o OmniPreSense OPS243-C.
Motivos:
- já entrega velocidade processada;
- também informa distância;
- tem feixe estreito;
- tem API simples;
- reduz o tempo de desenvolvimento;
- é bom para testar o produto em campo antes de investir em firmware avançado.
Use o RFbeam K-MD7 ou RFbeam K-LD7.
Motivos:
- entregam lista de alvos;
- medem distância e ângulo;
- permitem criar zona virtual;
- são mais próximos de uma solução OEM.
Use o RFbeam K-HC1.
Motivos:
- feixe bem estreito;
- alta sensibilidade;
- bom para medir em uma faixa específica.
A desvantagem é que exige mais engenharia de sinal.
Use TI IWR6843AOP.
Motivos:
- mede distância, velocidade e ângulo;
- permite rastreamento avançado;
- pode separar múltiplos alvos;
- é adequado para construir uma solução diferenciada.
A desvantagem é a complexidade de desenvolvimento.
[Corredor]
↓
[Sensor radar]
↓ USB / UART / RS-232 / Serial
[Microcontrolador ou SBC]
↓
[Filtro e seleção do alvo]
↓
[Display LED / OLED / matriz de LEDs]
↓
[Opcional: registro em banco de dados, app ou dashboard]
Componentes principais:
- sensor radar;
- ESP32, Raspberry Pi, STM32 ou outro controlador;
- display grande de LED ou painel de matriz;
- fonte, bateria ou painel solar;
- caixa IP65/IP66;
- radome/plástico frontal compatível com RF;
- firmware para filtrar e estabilizar a leitura;
- estrutura física para alinhar o sensor com a pista.
Para a primeira versão comercial, a escolha mais equilibrada é:
OmniPreSense OPS243-C
Para uma segunda etapa de engenharia, visando reduzir custo e controlar melhor o produto:
RFbeam K-MD7 ou RFbeam K-LD7
- OmniPreSense OPS243-C - página oficial
- OmniPreSense OPS243-C - Mouser Brasil
- OmniPreSense OPS243-A - página oficial
- RFbeam K-LD7 - página oficial
- RFbeam K-LD7 - Mouser
- RFbeam K-LD7 Evaluation Kit - Mouser
- RFbeam K-MD7 - Mouser
- RFbeam K-HC1 - página oficial
- RFbeam K-HC1 - Mouser
- Texas Instruments IWR6843AOPEVM - página oficial
- Texas Instruments IWR6843AOPEVM - Mouser Brasil
- Acconeer A121 / XE125 - página oficial
- Acconeer XE125 - DigiKey Brasil