As campainhas inteligentes estão aprendendo um novo truque: enxergar sem câmeras. Em vez de depender de câmeras e sensores de movimento, novos projetos e pesquisas estão incorporando chips compactos de radar mmWave capazes de detectar quando alguém está parado à porta, acenando ou até mesmo respirando. Como funcionam lendo reflexos de ondas de rádio em vez de gravar vídeos, conseguem detectar no escuro e na chuva sem registrar uma imagem.
Como resultado de melhorias recentes no design de radares, agora existem sensores compactos e de baixo consumo que se encaixam facilmente em dispositivos de consumo. Em uma campainha inteligente, a tecnologia consegue perceber se alguém está se aproximando, diferenciar uma pessoa de um carro passando, e operar em condições adversas e no escuro (Figura 1).
Nesta edição do New Tech Tuesdays, vamos ver como esses recursos de radar já estão aparecendo em produtos hoje, além de como projetos futuros estão adicionando entradas de gestos mais detalhadas e até mesmo a capacidade de identificar visitantes recorrentes sem uma câmera.
Por Que Usar Radar em Campainhas Inteligentes?
Os sensores integrados à maioria das campainhas, como câmeras, detectores infravermelhos passivos (PIR) e microfones, têm suas próprias fraquezas. Os sensores PIR podem não perceber movimentos lentos ou sutis e podem ser enganados por pequenos animais ou árvores, enquanto as câmeras nem sempre enxergam bem em determinadas condições de iluminação, o que torna a privacidade uma preocupação frequente.
O radar ajuda a superar essas fraquezas emitindo ondas de rádio de alta frequência e analisando os sinais refletidos para determinar a distância, a velocidade e até pequenos movimentos de um objeto. Como resultado, ele consegue detectar alguém parado, diferenciar uma pessoa de um animal e monitorar sinais vitais sem contato.
Radar em Dispositivos de Consumo Hoje (e em Breve)
O radar já está sendo incorporado a produtos de consumo e avançando para mais categorias. Por exemplo, a campainha inteligente Aqara G410 usa radar mmWave para aprimorar a detecção de presença e reduzir alertas falsos causados por carros passando, animais de estimação ou folhas ao vento.[1] Ela ainda inclui uma câmera, mas adiciona o radar como uma segunda camada, combinando reconhecimento facial no próprio dispositivo, suporte a Matter e funcionalidade de hub em um único sistema.
Pesquisadores também estão avançando com o radar. Com o RaGeoSense, dados de nuvem de pontos mmWave podem ser usados para ler movimentos das mãos, tornando possível acionar uma campainha ou abrir uma fechadura com apenas um aceno.[2]O GesturePrint expande esse conceito usando essas mesmas leituras de radar para identificar pessoas específicas com base em como elas se movem, com relatos indicando uma taxa de precisão de 98 por cento.[3]Isso poderia permitir que as campainhas confirmassem usuários conhecidos mantendo a privacidade intacta.
Como Funciona
Os módulos modernos de radar mmWave combinam transmissores, receptores, antenas e processamento de sinal em unidades compactas e eficientes em termos de energia. O sensor emite ondas de rádio que refletem em objetos dentro de sua zona de detecção. Ao analisar o tempo, o deslocamento de frequência e a amplitude dos sinais refletidos, o sistema consegue determinar a velocidade e a distância de um objeto, além de detectar micromovimentos como a respiração.
Quando essa tecnologia é integrada a uma campainha, os dados do radar são processados localmente por um microcontrolador ou system-on-chip usando algoritmos de classificação. Esses algoritmos tornam possível separar atividades relevantes de irrelevantes, filtrar disparos falsos e habilitar recursos mais avançados, como reconhecimento de gestos ou automação baseada em ocupação.
Integrar o radar permite que os projetistas equilibrem o consumo de energia, lidem com layouts sensíveis a RF e processem dados brutos em tempo real.
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O módulo de avaliação de sensor (EVM) Texas Instruments IWRL6432FSPEVM é ideal para campainhas inteligentes com radar, pois combina um sensor de radar mmWave compacto de 60GHz com processamento embarcado, baixo consumo de energia e um amplo campo de visão. Isso permite que os projetistas alcancem detecção de presença e movimento altamente precisa — mesmo no escuro, na chuva ou através de obstruções — ao mesmo tempo em que filtram movimentos irrelevantes, como animais de estimação ou carros passando. Seus aceleradores de hardware integrados e o núcleo Arm® Cortex®-M4F permitem reconhecimento de gestos e detecção de micromovimentos em tempo real sem exigir processamento externo pesado, sustentando recursos voltados à privacidade, como operação sem câmera e reconhecimento específico de usuário.
O Resumo da Terça
O radar está avançando para além dos sistemas automotivos e industriais, chegando aos dispositivos domésticos inteligentes do dia a dia. Nas campainhas inteligentes, ele proporciona detecção precisa que funciona em qualquer iluminação, com chuva ou sol, e reduz alertas falsos, ao mesmo tempo em que cria novas experiências de uso, como o controle por gestos. Com as pesquisas avançando rumo ao reconhecimento específico de usuário e à detecção mais refinada de micromovimentos, os projetistas têm a oportunidade de reinventar a campainha como um dispositivo multifuncional de entrada, em vez de apenas um sistema de alerta de propósito único.
Fontes
1 https://us.aqara.com/products/aqara-video-doorbell-g410
2 https://www.nature.com/articles/s41598-025-00065-8
3 https://arxiv.org/abs/2408.05358
Artigo originalmente publicado no blog da Mouser Electronics: New Tech Tuesdays: Radar Tech Reinvents Smart Doorbells for Designers e traduzido para ser publicado no Embarcados.
