📡 Entwicklertagebuch: Evaluierung des 24-GHz-Radarmoduls HLK-LD2450 im NEXUS-Feldeinsatz (Gescheitert) 🚧

Projektphase: Validierung NEXUS-Base (Messung 16)

Testobjekt: HLK-LD2450 Multi-Target Tracking Radar (Anbindung über Serial1 @ 256000 Baud)

Ziel: Echtzeit-Flugbahn-Erfassung (X/Y-Koordinaten) von Fledermäusen im Erfassungsradius der akustischen Blase.

Versuchsaufbau & Mechanik

Für den Test am Paddelteich wurde das Radar-Modul in das neue wetterfeste Hartschaum-Gehäuse integriert. Die mechanische Entkopplung und der Schutz der Antennen-Arrays wurden über 0,2 mm PA-Scheiben realisiert.

Prüfung der Gehäusedurchdringung: Positiv. Beim Aufstellen (Messsekunde 71–173) und beim Abbau der Box nach knapp 1:45 Stunden Laufzeit wurde meine eigene Bewegung vom Sensor durch das Plastikgehäuse hindurch fehlerfrei, kontinuierlich und millimetergenau erfasst (Entfernung 47cm bis 2,76 m). Die mechanische Konstruktion ist somit feldtauglich.

Testergebnis & Datenanalyse

Im produktiven Messfenster (während das akustische System über 120 verifizierte Detektions-Ereignisse von 8 verschiedenen Fledermausarten aufzeichnete) lieferte das Radar keine brauchbaren Daten. Es gab über den gesamten Zeitraum hinweg null Target-Einträge in der CSV, die auf Fledermäuse zurückzuführen wären.

Das Modul ist für die aktive Fledermausforschung nicht zu gebrauchen. Die Gründe sind rein technischer und physikalischer Natur:

A) Biomasse und Radarquerschnitt (RCS)

Das HLK-LD2450 ist als kommerzieller Human Tracking Sensor konzipiert. Die Algorithmen des Signalprozessors sind auf den Radarquerschnitt eines menschlichen Körpers (ca. 1m² bis 2m² kalibriert. Eine Zwergfledermaus (Pipistrellus pipistrellus) besitzt eine extrem geringe Biomasse (ca. 5 g) und eine winzige Reflexionsfläche. Das zurückgeworfene 24-GHz-Echo ist physikalisch zu schwach und geht im mathematischen Grundrauschen des Empfängers unter.

B) Target-Geschwindigkeit und Firmware-Filter

Aufgrund des primären Einsatzzwecks in der Heimautomatisierung besitzt das Modul eine geschlossene, hochgradig aggressive Werks-Firmware. Um Fehlalarme durch fliegende Insekten, Haustiere oder sich im Wind bewegende Gegenstände (Vorhänge, Blätter) zu unterdrücken, filtert der interne DSP hochdynamische, unregelmäßige Bewegungen aus. Eine Fledermaus, die mit 30 km/h Haken schlagend durch die Radarkeule fliegt, wird vom Filter softwareseitig als temporäre Störung klassifiziert und komplett blockiert. Der Sensor benötigt ein träges, kontinuierliches Bewegungsprofil, um einen Track (T1–T3) zu instanziieren.

C) Fazit & Hardware-Verbleib

Der Versuch, ein günstiges Smart-Home-Radar (7,09 €) für hochfrequente, bioakustische Flugbahnananalysen zweckzuentfremden, ist im Feldeinsatz gescheitert. Für größere Säugetiere oder den Objektschutz im Heimbereich ist der Sensor hervorragend, für die Erfassung von Kleinsäugern in der Luft jedoch blind.

Nächste Schritte im Entwicklertagebuch: Das Modul wird offiziell aus dem NEXUS-Hardware-Stack entfernt. Das neu verbaute Seeed-Expansionsboard sowie der zusätzliche AIR530 GPS-Sensor werden für zukünftige Entwicklungsphasen (z. B. den Ausbau der autonomen Klima-Logging-Einheiten) zwischengelagert.

Die Validierung der „Akustischen Blase“ konzentriert sich ab jetzt wieder ausschließlich auf die unanfechtbare Korrelation aus Mikroklima (BME680), Ultraschall-Breitband-z-Score (TeensyBat T4.1) und optischer Gegenprüfung via Wärmebildkamera (TOPDON TS004).

Eintrag Ende.