Использование диапазонов 433 и 868 МГц в системах промышленной телеметрии
Выбор частотного диапазона оказывает существенное влияние на характеристики проектируемой беспроводной системы, т.к. этот параметр неразрывно связан с дальностью связи, пропускной способностью, энергопотреблением и даже с финансовыми и инженерными затратами на проектирование. В статье будут рассмотрены преимущества и недостатки субгигагерцевых безлицензионных диапазонов частот по сравнению с диапазоном 2,4 ГГц, широко используемым в потребительской электронике.
В диапазоне 2,4 ГГц работают такие популярные стандарты как Bluetooth, Wi-Fi и ZigBee. Однако значит ли это, что это лучший выбор разработчика при проектировании любой системы? Разумеется, нет. Субгигагерцевые диапазоны обеспечивают ряд преимуществ в виде большей дальности, сниженного энергопотребления, меньшей стоимости для таких приложений как системы безопасности и сбора данных со счетчиков энергии, низкоскоростные устройства промышленной телеметрии и домашней автоматизации.
Рис. 1. Примерное соотношение дальности связи и скорости передачи данных для различных беспроводных стандартов |
В Российской Федерации выделены два субгигагерцевых диапазона частот, где возможно безлицензионное применение радиопередающих устройств — 443 и 868 МГц. Термин «безлицензионный» означает, что потребитель может использовать радиопередающие устройства без специальных разрешений и регистрации. Однако необходимо, чтобы технические характеристики радиопередающих устройств отвечали техническим требованиям, утвержденным решениями Государственной комиссии по радиочастотам (ГКРЧ). За это отвечает производитель этих устройств, подтверждая соответствие их параметров установленным нормам.
Таблица 1. Основные технические характеристики и условия использования устройств беспроводной передачи данных в диапазонах 433 и 868 МГц
Частота, МГц | Основные | Назначение | Регламентирующий |
433,075…434,79 | 10 мВт (EN 300 220) | Неспециализированные (любого назначения) устройства — устройства малого радиуса общего применения, включая устройства дистанционного управления и передачи телеметрии, телеуправления, сигнализации, передачи данных и других подобных передач. | Приложение 1 к решению ГКРЧ |
433,05…434,79 | 5 мВт | Устройства охранной радиосигнализации — системы радиосигнализации, включающие системы общественной радиосигнализации и системы радиосигнализации для обеспечения безопасности. | Приложение 3 к решению ГКРЧ |
868…868,2 | 10 мВт | Устройства охранной радиосигнализации — системы радиосигнализации, включающие системы общественной радиосигнализации и системы радиосигнализации для обеспечения безопасности. | Приложение 3к решению ГКРЧ |
864…865 | 25 мВт Рабочий цикл 0,1% | Неспециализированные (любого назначения) устройства — устройства малого радиуса общего применения, включая устройства дистанционного управления и передачи телеметрии, телеуправления, сигнализации, передачи данных и других подобных передач. | Приложение 11к решению ГКРЧ |
868,7…869,2 | 25 мВт (EN 300 220) | Неспециализированные (любого назначения) устройства — устройства малого радиуса общего применения, включая устройства дистанционного управления и передачи телеметрии, телеуправления, сигнализации, передачи данных и других подобных передач. | Приложение 11 к решению ГКРЧ |
863…865 | 10 мВт Рабочий цикл 100% | Беспроводное аудиооборудование — устройства малого радиуса действия, используемые для передачи данных между акустическими системами, наушниками, микрофонами и другими аудиоустройствами. | Приложение 14 к решению ГКРЧ |
Запрещается использование в пределах аэропортов (аэродромов).
ГКРЧ — межведомственный координационный орган, действующий при Министерстве связи и массовых коммуникаций РФ и регулирующий на коллегиальной основе использование радиочастотного спектра в РФ. Основные требования к радиопередающим устройствам субгигагерцевых диапазонов приведены в таблице 1. Следует отметить, что распределение российских участков частот в диапазоне 868 МГц не совпадает с европейским. В частности, в РФ не разрешены к свободному применению мощные передатчики диапазона g3 (869,4…869,650 МГц), которые позволяют достигать дальности связи в десятки километров (см. рис. 2).
Рис. 2. Разрешенные полосы в 868…870 МГц |
По сравнению с диапазоном 2,4 ГГц приемопередатчики диапазонов 433 и 868 МГц представляют собой относительно простые беспроводные решения, которые могут десятилетиями работать от батарей, обеспечивая при этом устойчивую связь не только на открытом пространстве.
Дальность связи
Увеличенная дальность связи систем субгигагерцевого диапазона по сравнению с диапазоном 2,4 ГГц обусловлена несколькими факторами. В диапазонах 433 и 868 МГц можно использовать более узкую полосу приемника, что позволяет достигать значения чувствительности до –125 дБм, по сравнению с –102 дБм у микросхем 2,4 ГГц. Сужению полосы пропускания приемника препятствует долговременная нестабильность кварцевого резонатора, которая умножается на больший коэффициент для высокочастотного диапазона 2,4 ГГц. При прохождении через препятствия внутри зданий радиоволны субгигагерцевого диапазона ослабляются в меньшей степени, что особенно заметно в железобетонных зданиях. Даже на открытом пространстве затухание низкочастотного сигнала меньше, т.к. дальность распространения радиоволн прямо пропорциональна длине волны (обратно пропорциональна частоте сигнала). Инженерное правило гласит: увеличение частоты в два раза приводит к двойному сокращению дистанции связи.
| , |
где d — расстояние; λ — длина волны (в той же размерности, что и d).
В данном случае подразумевается, что приемная и передающая антенны имеют коэффициент усиления, равный единице.
Link margin (дБ) = TX power — RX sensivity + ANT gain — Path loss,
где TX power — выходная мощность передатчика, дБм; RX sensivity — чувствительность приемника, дБм; ANT gain — совокупный коэффициент усиления приемной и передающей антенны, дБи; Path loss — затухание сигнала на радиотрассе, дБ.
Для устойчивой связи бюджет радиолинии должен быть не менее 10…20 дБ. Допустимый разброс этого параметра может определяться типом модуляции, наличием избыточного кодирования и каких-либо методов расширения спектра. Очень опасно строить беспроводную систему, которая не имеет достаточного запаса энергетического потенциала. Классический пример такого рода — развернутая зимой система становится совершенно неработоспособной в летние месяцы из-за распустившейся листвы деревьев. Если между приемником и передатчиком располагаются какие-то препятствия, то дополнительное ослабление сигнала определяется типом и толщиной материала (см. рис. 4).
Рис. 3. Затухание сигнала на разных частотах |
Рис. 4. Ослабление сигнала на частоте 900 МГц различными препятствиями |
Радиоволны субгигагерцевого диапазона характеризуются большей дифракцией, т.
е. способностью огибать препятствия. К сожалению, радиоволны диапазона 2,4 ГГц распространяются подобно световому лучу, и попадание приемной антенны в зону радиотени даже от относительно небольшого объекта может нарушать связь. Например, для модулей XBee Pro 2,4 ГГц заявленная дальность связи в 3 км легко подтверждается экспериментом. На практике она достигает даже 4 км. Однако на таком большом расстоянии любое препятствие между приемной и передающей антеннами (человек, дерево, столб, машина) приводит к уменьшению количества успешно принятых пакетов с 80% до 0.
Габариты изделий
Выбранный диапазон частот практически не влияет на габариты изделия с точки зрения размеров и количества компонентов на печатной плате. Однако размер антенны прямо пропорционален длине волны, поэтому субгигагерцевые системы имеют антенны большего размера. Инженерная формула для расчета длины антенны в виде четвертьволнового штыря имеет следующий вид:
. |
Длина антенны для диапазона 433 МГц составляет 17,3 см, для диапазона 868 МГц — 8,2 см. Разумеется, существуют миниатюрные антенны и для диапазонов 433 МГц, например, керамические чип-антенны, однако их эффективность меньше, чем у полноразмерных, т.е. тех антенн, размер которых соизмерим с длиной волны (см. рис. 5).
Рис. 5. Полноразмерные и миниатюрные антенны |
В отличие от 2,4 ГГц антенны 433 и 868 МГц могут работать на кабель длиной в единицы метров. Затухание сигнала диапазона 2,4 ГГц в коаксиальном кабеле достаточно велико, поэтому на практике для данного диапазона вынос антенны на расстояние большее, чем несколько десятков сантиметров, едва ли возможно.
Помеховая обстановка
В диапазоне 2,4 ГГц работает большое количество потребительской электроники –Wi-Fi-роутеры и компьютеры, телефоны с Bluetooth и микроволновые печи. Особенностью данных источников помех является то, что они могут работать продолжительное время.
Например, WI-Fi-роутер может часами и сутками работать на максимальной мощности при закачке фильмов. Что касается микроволновых печей, то их влияние, исходя из опыта автора, сильно преувеличено. Диапазон 433 МГц в крупных населенных пунктах также загружен многочисленными устройствами охранной сигнализации, однако все эти устройства включаются, как правило, лишь на короткое время, поэтому их влияние можно нивелировать правильным алгоритмом отправки пакетов — необходимо применять контроль доставки и повторные отправки сообщений. Наиболее спокойным относительно количества помех на текущий момент представляется диапазон 868 МГц, возможно, потому, что безлицензионным он стал в нашей стране относительно недавно.
Потребление энергии
В общем случае, чем выше рабочая частота системы, тем больше потребление тока. Это относится как процессорам, работающим с разными тактовыми частотами, так и к высокочастотным устройствам. Например, типовое потребление ZigBee-трансивера составляет 20…40 мА в диапазоне 2,4 МГц, в то время как трансиверы субгигагерцевых диапазонов имеют потребление в пределах 10…20 мА.
Это касается, в основном, активного режима работы трансивера, т.к. в режиме сна параметры потребления не зависят от частотного диапазона. Для снижения энергопотребления важно, чтобы трансивер переходил из состояния сна в режим передачи за короткое время. У современных микросхем это время достигает единиц микросекунд, что позволяет строить на них системы со скачкообразной перестройкой частоты даже в субгигагерцевых диапазонах.
Продолжительность работы в 10 и более лет от батарей обеспечивается периодическим засыпанием устройства на время от долей секунд до десятков минут. В моменты сна обмен данными по эфиру невозможен. При необходимости поддерживать 100% готовность радиолинка (по времени) нужно, чтобы приемник постоянно находился в активном режиме. Лучшие пакетные трансиверы имеют потребление порядка единиц мА в диапазонах 433 и 868 МГц. Минимальное потребление в активном режиме приема обеспечивают простейшие сверхрегенеративные приемники, однако они характеризуются низкими значениями чувствительности и избирательности.
Например, радиомодуль Telecontrolli STE-RX-868 потребляет 0,7 мА, а радиомодуль RR18-433 всего лишь 70 мкА.
Чем дольше устройство находится в спящем состоянии, тем меньше требуемая емкость батарей для обеспечения заданного времени автономной работы. Обратная сторона спящего режима — снижение мгновенной доступности связи.
Сложность программного обеспечения
Любая беспроводная система представляет собой не только аппаратные средства («железо»), но и программное обеспечение, реализующее радиопротокол. В диапазоне 2,4 ГГц в основном используются стандартные стеки протоколов (Wi-Fi, Bluetooth, ZigBee), которые довольно сложны с программной точки зрения. Для их реализации требуется повышенный объем флэш-памяти микроконтроллера (МК) — от 1 МБ для Wi-Fi до десятков кБ для ZigBee (см. рис. 6). Проприетарные протоколы для субгигарцевого диапазона укладываются в единицы Кбайт, например, стек Silicon Labs EzMacPro. Кроме объема памяти стандартные протоколы требуют повышенной вычислительной мощности МК.
Использование проприетарных протоколов во многих случаях оказывается более выгодным с точки зрения временных затрат на разработку. Преимущества же стандартных технологий в виде совместимости с оборудованием других производителей имеет значение главным образом в потребительской электронике. Едва ли разработчику системы охраны или сбора данных с промышленного оборудования нужно стремиться к тому, чтобы к его системе можно было подключать устройства конкурирующего производителя.
Рис. 6. Объем памяти для различных стеков протоколов |
Какие компоненты доступны?
Практически каждый крупный производитель микросхем выпускает свою номенклатуру чипов для субгигагерцевого диапазона. Это трансиверы, раздельные микросхемы приемников и передатчиков и многофункциональные ИС, включающие высокочастотную часть и 8–32-разрядный процессор (см. табл. 2). Для тех, кто в силу недостаточности опыта или просто нехватки времени не хочет заниматься разводкой высокочастотных цепей, на рынке предлагаются радиочастотные модули с различной степенью интеграции.
В простейшем случае радиомодуль может представлять собой микросхему трансивера, запаянную на плату с необходимой обвязкой. Довольно популярны модули на базе пакетных трансиверов Texas Instruments (см. рис. 7). Например, радиомодуль Panasonic PAN2355, построенный на базе микросхемы CC1101, имеет размеры всего лишь 8×8 мм. Для отправки пакета здесь необходимо запрограммировать многочисленные внутренние регистры трансивера СС1101. Относительная сложность управления компенсируется невероятной гибкостью — разработчик может настраивать вид модуляции, скорость передачи данных, полосу пропускания приемника, длину пакета и множество других параметров.
Таблица 2. Радиочастотные микросхемы субгигагерцевого диапазона
(Таблица не отражает полной номенклатуры радиочастотных микросхем. Исчерпывающая информация доступна на сайтах компаний-производителей)
Микросхема | Особенности | Диапазон частот, МГц | Скорость передачи, макс. | Чувствительность, Дбм | Выходная | Напряжение |
Texas Instruments | ||||||
CC1101 | Пакетный трансивер с гибкими настройками. Автоматическое формирование и проверка контрольной суммы. Автокоррекция ошибок. Пакетный и потоковый режим | 300…348 387…464 779…928 | 500 | –116 | +12 | 1,8…3,6 |
CC110L | Пакетный трансивер с гибкими настройками. Бюджетная версия СС1101 | 300…348 387…464 779…928 | 600 | –116 | +12 | 1,8…3,6 |
CC113L/CC115L | Отдельный приемник/передатчик на основе CC110L | 300…348 387…464 779…928 | 600 | –116 | +12 | 1,8…3,6 |
CC1121 | Пакетный трансивер с повышенной устойчивостью к помехам | 164…192 410…480 820…928 | 200 | –117 | +16 | 2,0…3,6 |
CC1120 | Узкополосный (12,5 кГц) пакетный трансивер с повышенной устойчивостью к помехам | 164…192 410…480 820…928 | 200 | –123 | +16 | 2,0…3,6 |
CC1110F8/16/32 | Система-на-кристалле на основе трансивера СС1101 и МК 8051 | 300…348 391…464 782…928 | 500 | –112 | +10 | 2,0…3,6 |
CC1180 | Сетевой процессор стандарта 6LoWPAN | 300…348 391…464 782…928 | 200 | –112 | +10 | 2,0…3,6 |
CC430 | Система-на-кристалле на основе трансивера СС1101 и МК MSP430 | 300…348 391…464 782…928 | 500 | –117 | +12 | 2,0…3,6 |
Analog Devices | ||||||
ADF7023 | Пакетный трансивер с малой потребляемой мощностью. | 431…464 862…928 | 300 | –116 | +13,5 | 1,8…3,6 |
ADF7021-V | Узкополосный (12,5 кГц) пакетный трансивер c высокой чувствительностью | 431…464 862…928 | 24 | –125 | +13 | 2,3…3,6 |
ADF7012 | Передатчик с широким диапазоном установки частоты | 75…1000 | 179 | – | +14 | 2,3…3,6 |
Silicon Labs | ||||||
Si4330 | Приемник EZRadio® с программируемой полосой 2,6…620 кГц | 240…960 | 256 | –121 | – | 1,8…3,6 |
Si4031 | Передатчик EZRadio® с программируемой выходной мощностью | 240…930 | 256 | – | +13 | 1,8…3,6 |
Si4431 | Трансивер EZRadio® | 240…930 | 256 | –121 | +13 | 1,8…3,6 |
Si1000 | Система-в-корпусе на базе трансивера EZRadio® и МК 8051. | 240…960 | 256 | –121 | +20 | 0,9…3,6 |
Microchip | ||||||
MRF89XAM9A | Пакетный трансивер с малым потреблением (3 мА) в режиме активного приема | 863…870 902…928 | 200 | –113 | +12,5 | 2,1…3,6 |
MRF49XA | Пакетный трансивер с регулировкой полосы пропускания. Аналоговый и цифровой индикатор RSSI | 430…439 860…879 900…929 | 256 | –110 | +7 | 2,2…3,8 |
rfPIC12F675F/H | МК PIC12 c интегрированным передатчиком | 380…450 859…930 | 40 | – | +10 | 2,0…5,5 |
Semtech | ||||||
SX1233/ SX1231 | Высокоскоростной пакетный трансивер с высокой устойчивостью к помехам. | 290…340 424…510 862…1020 | 600/300 | –120 | +17 | 1,8…3,6 |
SX1212 | Пакетный трансивер с низким энергопотреблением. Оптимизирован для бюджетных приложений | 300…510 | 150 | –110 | +12,5 | 2,1…3,6 |
SX1240 | AM/ЧМ-передатчик с возможностью работы без внешнего микроконтроллера | 418 433 864,868,869 | 100 | – | +10 | 1,8…3,7 |
SX1239 | AM/ЧМ-приемник с высокой избирательностью | 290…340 424…510 862…1020 | 300 | –120 | – | 1,8…3,6 |
Freescale Semiconductor | ||||||
MC13260 | Система-в-корпусе на базе трансивера и МК с ядром ARM926EJ-S™ MCU. | 60…960 | 600 | –122 | +5 | 2,675…2,875 |
Nordic Semiconductor | ||||||
nRF905 | Бюджетный пакетный трансивер | 430…928 | 50 | –100 | +10 | 1,9…3,6 |
nRF9E5 | Система-на-кристалле на основе трансивера nRF905 и МК 8051 | 430…928 | 50 | –100 | +10 | 1,9…3,6 |
Аппаратное шифрование AES-128, коррекция ошибок кодами Рида-Соломона
Встроенный DC/DC-преобразователь. Повышенная выходная мощность
Индикатор RSSI c диапазоном 115 дБм
Голосовой кодек (предварительная информация)
Рис. |
7. Радиочастотные модули разных производителей на базе трансивера СС1101Радиомодуль XBee 868 LP (см. рис. 8) включает не только трансивер (ADF7023), но и 32-разрядный процессор на ядре Cortex-M3, реализующий фирменный протокол DigiMesh. Для российских потребителей этот модуль интересен тем, что имеет максимальную выходную мощность, разрешенную в РФ для диапазона 868 МГц (25 мВт), и позволяет построить сеть со спящими ретрансляторами. Дальность связи составляет 4 км на открытом пространстве и до 200 м внутри помещений. Скорость передачи данных в радиоканале составляет 80 кбит/с. Потребление модуля в режиме сна составляет единицы микроампер, поэтому на его основе можно строить протяженные сети, где все узлы будут работать от батарей в течение нескольких лет. Управление модулем заключается в подаче простых AT-команд конфигурации, передача данных может производиться в прозрачном режиме.
Рис. 8. Радиомодуль XBee 868 со встроенным протоколом DigiMesh |
В последние годы все большее распространение получают системы-на-кристалле и системы-в-пакете, интегрирующие в одной микросхеме высокочастотный трансивер и МК. Радимодули на их основе позволяют создавать полностью законченные функциональные узлы, которые не только передают, но и хранят данные, обслуживают датчики и реализуют интерфейс с пользователем. Например, радиомодуль Telecontrolli RXQR7-868 (см. рис. 9) построен на базе чипа Silicon Labs Si1010, где в одном корпусе интегрирован радиочастотный трансивер, МК c 51 ядром (25 MIPs, 16 Кбайт флэш-памяти, 768 B RAM) и усилитель мощности. Чувствительность модуля в узкополосном режиме достигает –121 дБм, выходная мощность регулируется в широких пределах: 1…20 дБм. Низкое потребление и широкий диапазон питающего напряжения позволяют реализовать на базе данного модуля радиоинтерфейсы к счетчикам электричества, газа и воды.
Рис. 9. Радиомодуль RXQR7 |
Радиомодуль APC240-43 (см. рис. 10) на базе трансивера Semtech SX1212 будет интересен для тех разработчиков, которым требуется простой в применении и готовый к употреблению радиоканал в диапазоне 433 МГц. Пара таких модулей реализуют функционал «беспроводный UART», т.е. все данные, отправляемые на последовательный порт одного модуля, можно получить на выходе другого на расстоянии до 700 м. К несомненным достоинствам модуля можно отнести простоту подключения, широкий диапазон питающего напряжения (2,1…5,5 В) и минимальный ток потребления в режиме приема (5 мА).
Рис. 10. Радиомодуль APC240-43 |
Заключение
Современная элементная база позволяет создавать малопотребляющие и недорогие субгигагерцевые решения для систем охраны, промышленной телеметрии и беспроводных систем сбора данных со счетчиков энергии, в том числе и с батарейным питанием. Беспроводные системы передачи данных для безлицензионных диапазонов 433 и 868 МГц имеют ряд преимуществ пеед системами 2,4 ГГц. Они хорошо зарекомендовали себя в условиях городской застройки и при работе внутри помещений. Широкая номенклатура микросхем и радиомодулей разной степени интеграции позволяет создавать устройства, оптимизированные для каждой конкретной задачи, а, следовательно, более совершенные в техническом плане и экономически более выгодные по сравнению с решениями на базе стандартных технологий диапазона 2,4 ГГц.
433, 868 или 2400 МГц?
Что лучше для электронных пультов: 433, 868 или 2400 МГц?
В последние годы в электронной технике беспроводного управления (выключатели и др.) всё более ощутима тенденция перехода на более высокие несущие частоты. А именно, с традиционных 433 МГц на 868 и 2400 МГц. Что даёт такой переход на более энергоёмкий диапазон и чем вызвано это решение конструкторов, требующее переработку большого количества готовой документации?
По опыту развития компьютеров и аппаратов мобильной связи увеличение рабочей частоты было вызвано необходимостью повышения их производительности и сопровождалось миниатюризацией и повышением плотности упаковки. Это наглядно видно каждому потребителю, пережившему несколько этапов эволюции компьютеров и сотовых телефонов. Аналогичный этап развития переживают и другие средства дистанционного управления, системы наблюдения и пожарной охраны.
Про основной недостаток полосы 433 МГц
Общепринятыми в мире стандартами по регулированию частотных диапазонов для потребительского использования без специальных разрешений и лицензий выделены определённые полосы. Так, наиболее популярным и традиционным является полоса 433-447 МГц. Диапазон обладает хорошей энергоёмкостью, обеспечивающей уверенную связь в пределах мегаполиса при небольших размерах антенны и минимальной мощности передатчика (не более 10 мВт).
С быстрым увеличением количества оборудования, работающих в этом диапазоне волн, стала ухудшаться ситуация с их электромагнитной совместимостью. Создаваемые взаимные помехи бесчисленным множеством различных электронных устройств, работающих на одной несущей частоте и находящихся вблизи, приводят к ложным срабатываниям и нестабильной работе этого оборудования. Засорённость эфира в узкой частотной полосе ухудшают стабильность и надёжность работы многих беспроводных систем.
Так, на этой частоте могут одновременно функционировать автоматические шлагбаумы и ворота, дистанционные фонари и розетки, связные радиостанции и радиоуправляемые детские игрушки. Здесь же могут работать исполнительные устройства «умного дома». Если они располагаются достаточно далеко друг от друга, то их взаимное влияние будет ослаблено. Но в условиях крупного современного города с большой плотностью населения проблемы электромагнитной совместимости являются особенно актуальными.
Про частотный диапазон 868 МГц
Устройств, работающих по беспроводной технологии, с годами становится только больше. Несмотря на использование различных методов модуляции и кодирования, применение цифрового преобразования и других способов разделения сигналов, добиться существенного улучшения ситуации с уменьшением взаимных помех не удаётся. Поэтому коренным решением проблемы является переход на другой диапазон частот, находящийся в кратной удалённости от прежней полосы, – в пределах 868-870МГц.
Данный диапазон волн также можно использовать без разрешительных лицензий. При этом по требованию надзорных органов выходная мощность излучателей радиоволн не должна превышать 25 мВт. Чем выше частота излучения, тем больше проникающая способность электромагнитных волн и их защищённость от воздействия случайных промышленных помех.
Про дальность действия радиосвязи
Дальность действия радиотехнических систем связи определяется такими факторами, как мощность передатчика, чувствительность приёмника и условия распространения электромагнитных волн. Так как мощность излучателей ограничивается требованиями стандартов, то большое значение для увеличения дальности действия приборов приобретают второй и третий из указанных выше факторов.
С повышением несущей частоты увеличивается помехозащищённость приёмника за счёт возможности использовать более узкую полосу пропускания. Это способствует повышению чувствительности приёмника, за счёт ограничения организованных и шумовых помех, а значит и дальности связи. Однако уже в гигагерцовом диапазоне эти возможности ограничиваются пределами нестабильности частоты кварцевых резонаторов. Поэтому на 868 МГц достигается чувствительность приёмных микросхем – 125 дБ/м, а на 2400 МГц – не более -102 дБ/м.
Кроме того, по способности волн преодолевать железобетонные стены диапазон 868 МГц гораздо предпочтительнее по сравнению с диапазоном 2,4 ГГц. То же самое касается и условий распространения в открытом пространстве, что объясняется особенностями строения атмосферы. На затухание волн влияет также влажность и загрязнённость воздуха. Существует эмпирическое правило радиоинженера: двукратное увеличение частоты в 2 раза сокращает дальность связи.
Более высокая частота выгодна тем, что даёт возможность уменьшать размеры антенны и повышать её эффективность излучения. Кпд антенны максимальна, когда её длина равна четверти, половине или всей длине излучаемой радиоволны. Частотам 2,4 ГГц, 868 и 433 МГц соответствуют длины волн 13, 35 и 70 см. Переход на более короткие волны также уменьшает влияние на качество связи помех от работы промышленных установок (трансформаторов, троллейбусных и трамвайных линий, промышленных генераторов и др. источников, создающих общий шумовой фон электромагнитных излучений).
С другой стороны более короткие волны теряют способность огибать препятствия (дифракция волн). 35 сантиметровые волны (868 МГц) наиболее эффективны в городских условиях с плотной застройкой домов и стационарными установками. Для мобильных устройств с постоянным перемещением установок более предпочтительна длина волны 70 см (433 МГц). Кроме того, технология производства приёмопередатчиков, работающих на частоте 868 МГц, более простая и экономичная, что обеспечивает высокую надёжность и долговечность работы.
Про габариты станций
Габариты приёмопередатчиков в основном определяются не выбором частотного диапазона и сложностью схемы, а размерами антенн. В качестве всенаправленных антенн проектировщики в большинстве случаев выбирают четвертьволновые вибраторы. При этом эффективная длина антенны для диапазонов 433 и 868 МГц составляет 17,3 и 8,2 см соответственно. Использование более коротких антенн снижает их эффективность, несмотря на применение различных схемных ухищрений в виде эквивалентов антенн.
Волны этого диапазона лучше распространяются и в коаксиальных кабелях, что позволяет легко удалить антенну от передатчика в пределах нескольких метров. Это очень удобно для мобильных устройств, устанавливаемых на транспортных средствах. Сигнал с частотой 2,4 ГГц будет сильно затухать в коаксиальном кабеле. Для удаления антенны от такого приёмопередатчика требуется специальный волновод.
Ещё раз про электромагнитную совместимость
Диапазон 2400 МГц уже использует большое количество бытовой электроники. На этой частоте функционируют роутеры беспроводного Интернета, модули Bluetooth сотовых телефонов, компьютерные приставки и внешние устройства, микроволновые печи. Эти источники могут излучать волны очень продолжительное время и учесть их работу практически невозможно.
В диапазоне 433 МГц работают системы охранной сигнализации. Однако режим их работы на излучение носит кратковременный характер, что позволяет нейтрализовать их влияние простым дублированием передаваемой информации. В отношении загруженности наиболее свободным диапазоном в России является 868 мегагерцовая полоса частот, так как она стала безлицензионной сравнительно недавно.
Для производителей устройств беспроводного дистанционного управления установлены определённые требования по обеспечению стабильности рабочей частоты, которые со временем только ужесточаются. Жёсткая привязка частоты особенно актуальна для города, где связь во многих местах обеспечивается за счёт многократного переотражения волн от многочисленных застроек и препятствий.
Про экономию электроэнергии
Закономерно, что чем больше частота излучения, тем больше электроэнергии будет потреблять передатчик. В типовом режиме стандартный ZigBee-трансивер, работающий на 2400 МГц, потребляет от сети ток 20-40 мА. Аналогичные трансиверы на частоте 868 МГц имеют значение потребляемого тока в 2 раза меньше. Данные показатели характерны для активного режима работы трансивера. В пассивном дежурном режиме потребляемый ток устройств не зависит от частотного диапазона.
Для экономии электроэнергии и увеличения быстродействия систем управления используется сонный режим работы оборудования, когда энергия потребляется только для поддержания рабочей температуры деталей без излучения в пространство. В режиме сна не происходит обмена информацией. Это обеспечивает минимальное время включения аппаратуры в активный режим без переходных процессов, что даёт львиную долю экономии потребляемой энергии.
Заключительный вывод
Современный уровень развития микроэлектронных технологий позволяет конструировать различные недорогие и экономичные телеметрические, охранные и интеллектуальные устройства беспроводной автоматики, применяемые в промышленности и в быту и работающие в нелицензионных диапазонах волн. Наиболее перспективной и эффективной частотной полосой для таких устройств по различным критериям является диапазон 868 МГц. Он оптимален в отношении электромагнитной совместимости и условий распространения радиоволн.
перейти в интернет-магазин
Сравнение дальности действия радиоканальных систем диапазонах 433 и 868 МГц, 2,4 ГГц
Целью статьи является сравнение результатов измерений дальности действия различных радиосистем в конкретном здании с бетонными стенами и проверка соответствия полученных дальностей с заранее рассчитанными теоретическими величинами.
В настоящее время на рынке систем безопасности наиболее распространены внутриобъектовые радиоканальные системы сигнализации, работающие в следующих диапазонах частот: 433 и 868 МГц, 2,4 ГГц. Это нелицензируемые диапазоны с разрешенной максимальной мощностью передатчика 10 мВт (для 433 и 868 МГц), а также 100 мВт (для 2,4 ГГц). Однако при использовании диапазона 2,4 ГГц необходимо зарегистрировать установленное на объекте оборудование в территориальных органах Роскомнадзора.
Диапазон 433 МГц в России ужеболее 10 лет широко применяется для систем сигнализации. Несколько лет назад у нас и в Европе «открыли» новый диапазон — 868 МГц. Необходимо отметить, что в России невозможно применение радиосистем для этого диапазона, произведенных в Европе, так как ни один из европейских поддиапазонов не отвечает российским требованиям.
Диапазон 2,4 ГГц используется в основном для скоростной передачи данных в сетях WiFi, WiMAX и т.д. Производство радиоканальных систем охранно-пожарной сигнализации в этом диапазоне стало возможным с появлением маломощных передатчиков, работающих в протоколе ZigBee.
Расчет дальности радиосвязи в здании
Проведем оценку дальности радиосвязи между извещателем и приемно-контрольным прибором (ПКП) в здании. Напомним, что каждая пара радиоустройств характеризуется энергетическим запасом (потенциалом), который необходим для компенсации ослаблений радиосигнала. Для устойчивой работы на этом радиоинтервале должен быть предусмотрен энергетический запас в 20–25 дБ. Дальность радиосвязи определяется четырьмя параметрами:
- мощность передатчика;
- чувствительность приемника;
- ослабление сигнала в свободном пространстве;
- ослабление сигнала при прохождении через стены помещений.
Определим начальные условия.
Мощность передатчика
Максимальная разрешенная мощность передатчиков в диапазонах 433 и 868 МГц равняется 10 мВт. В диапазоне 2,4 ГГц разрешенная мощность составляет 100 мВт. Но, для того чтобы обеспечить несколько лет работы устройств от батарей, необходимо снизить мощность излучения до тех же 10 мВт. Таким образом, мощность передатчиков одинакова для всех радиосистем — 10 мВт.
Чувствительность приемника
Будем рассматривать радиосистемы с двухсторонним протоколом обмена, то есть в каждом устройстве используется приемопередатчик. Для радиоустройств, работающих на частотах 433 и 868 МГц, используются трансиверы, максимальная чувствительность которых равна 107 дБм. Для трансиверов диапазона 2,4 ГГц чувствительность не превышает 100 дБм. С учетом мощности излучения передатчиков получаем энергетический запас 117 дБ для диапазонов 433/868 МГц и 110 дБ для 2,4 ГГц.
Ослабление сигнала в свободном пространстве
Оно определяется рабочей частотой системы. График зависимости ослабления сигнала в свободном пространстве от расстояния представлен на рис. 1.
Ослаблени
Радиочастоты — частоты или полосы частот в диапазоне от 3 Гц до 3000 ГГц, которым присвоены условные наименования. Этот диапазон соответствует частоте переменного тока электрических сигналов для вырабатывания и обнаружения радиоволн. Так как большая часть диапазона лежит за границами волн, которые могут быть получены при механической вибрации, радиочастоты обычно относятся к электромагнитным колебаниям. Закон РФ «О связи» устанавливает следующие понятия, относящиеся к радиочастотам:
Использование диапазонов по радиослужбам регламентируется Регламентом радиосвязи Российской Федерации и международными соглашениями. По регламенту международного союза электросвязи радиоволны разделены на диапазоны от 0.3*10N Гц до 3*10N Гц, где N — номер диапазона. Российский ГОСТ 24375-80 почти полностью повторяет эту классификацию.
Классификация ГОСТ 24375-80 не получила широкого распространения и в ряде случаев вступает в противоречие с национальными стандартами (ГОСТ) в области радиоэлектроники. Традиционные обозначения радиочастотных диапазонов на Западе сложились в ходе Второй мировой войны. В настоящее время они закреплены в США стандартом IEEE, а также международным стандартом ITU. На практике под низкочастотным диапазоном часто подразумевают диапазон звуковых частот, под высокочастотным — весь радиодиапазон, от 30 кГц и выше, в том числе, диапазон ВЧ. В отечественной литературе диапазоном СВЧ в широком смысле иногда называют диапазоны УВЧ, СВЧ и КВЧ (от 0.3 до 300 ГГц), на Западе этому соответствует широко распространенный термин микроволны. Также в отечественной учебной и научной литературе сложилась классификация диапазонов, согласно которой мириаметровые волны называют сверхдлинными волнами (СДВ), километровые — длинными волнами (ДВ), гектометровые — средними волнами (СВ), декаметровые — короткими волнами (КВ), а все остальные, с длинами волн короче 10 м, относят к ультракоротким волнам (УКВ). Классификация по способу распространения.Прямые волны — радиоволны, распространяющиеся в свободном пространстве от одного объекта к другому, например, от одного космического аппарата к другому, в некоторых случаях, от земной станции к космическому аппарату и между атмосферными аппаратами или станциями. Для этих волн влиянием атмосферы, посторонних объектов и Земли можно пренебречь. Земные или поверхностные — радиоволны, распространяющиеся вдоль сферической поверхности Земли и частично огибающие ее вследствие явления дифракции. Способность волны огибать встречаемые препятствия и дифрагировать вокруг них, как известно, определяется соотношением между длиной волны и размерами препятствий. Чем короче длина волны, тем слабее проявляется дифракция. По этой причине волны диапазонов УВЧ и выше очень слабо дифрагируют вокруг поверхности земного шара и дальность их распространения в первом приближении определяется расстоянием прямой видимости (прямые волны). Тропосферные — радиоволны диапазонов ОВЧ и УВЧ, распространяющиеся за счет рассеяния на неоднородностях тропосферы на расстояние до 1000 км. Ионосферные или пространственные — радиоволны длиннее 10 м, распространяющиеся вокруг земного шара на сколь угодно большие расстояния за счет однократного или многократного отражения от ионосферы и поверхности Земли. Направляемые — радиоволны, распространяющиеся в направляющих системах (радиоволноводах) Примеры.
Примеры выделенных радиодиапазонов. Диапазоны радиочастот в гражданской радиосвязи.В России для гражданской радиосвязи выделены три диапазона частот:
Некоторые диапазоны гражданской авиации.
Некоторые
|
Антенна 433,1 МГц
Одна из наиболее продвинутых систем поиска ракеты это пеленг по радиомаяку, наподобие известной «охоты на лис». Такая система не может обойтись без направленной антенны, т.е. антенны имеющей узконаправленную характеристику приема радиоизлучения, проще говоря, хорошо принимающей только в определенном направлении.Наиболее удобный по волновым свойствам диапазон радиоизлучения для маячковой системы поиска 433-435МГц. Наиболее проста, доступная для самостоятельного изготовления и очень приличная по возможностям антенна для этой системы — антенна типа «волновой канал» или «яга», от английского Yagi.
Честно говоря, я хреновый специалист в антенной теории, но на практике мне, всеми правдами и неправдами, даже без спецоборудования, удалось сделать неплохую 4-х элементную ягу для маяка с частотой 433,1 МГц.
Поскольку я сделал две таких антенны и их характеристики оказались идентичными, могу утверждать, что конструкция достаточно отработана и вполне годится для повторения.
Материалы
Материалы для антенны недорогие и не дефицитные, но хочу обратить внимание, что надо как можно точнее выполнить все рекомендации по размерам и материалам. Иначе за результат не гарантирую. Антенна — дело тонкое.
Прежде всего, нам понадобятся медные прутки диаметром 4,4 мм. Именно медные и именно такого диаметра. На крайняк 4,5мм. Для этого
на строительном рынке находим в электротоварах кабель с медными жилами нужного диаметра. Будем делать из
него рабочие элементы антенны.
Затем надо купить в сантехнике дюймовую ПВХ трубу. Диаметр примерно 25 мм. Метра будет достаточно.
Важным элементом антенны является высокочастотный кабель. Нужен кабель с сопротивлением 50 Ом, например RG58. Я, правда, в первом варианте антенны использовал обычный телевизионный кабель (75 Ом), и особых проблем не испытал. Оптимальная длина кабеля 60 см, но можно и поварьировать из соображений удобства.
Обязательно надо продумать соединение антенны с рацией, т.е. кабеля с рацией. Модель разъема зависит от рации, к которой подключается антенна. Я использую китайскую рацию Baofeng. Для нее нужен разъем типа SMA. Его можно приобрести на Алиэкспрессе, только не надо путать с RP-SMA. Очень хорошее решение, которое я применил во втором варианте антенны, купить на Алиэкспрессе кабель с уже пристыкованным разъемом. Такие по 50 см длинной тоже продаются на Алиэкспрессе.
Кабели и разъемы можно поискать на радиорынках. Разъем можно и сколхозить, но в современных условиях в этом нет необходимости.
Понадобятся еще кое-какие мелочи, будет ясно по ходу, ну и чтобы попаять, посверлить, попилить.
Изготовление
Собираем антенну согласно схеме на рис.1.
Нарезаем из медной жилы элементы антенны с максимально доступной точностью.
Отрезаем для несущей части, бума, кусок пластиковой трубы. Чтобы элементы антенны были расположены в одной плоскости, применяем хитрый способ сверления. Сначала по краям бума просверливаем отверстия для пары гвоздей, диаметром в районе 3 мм. Гвозди должны плотно входить в отверстия без люфта. Отверстия должны быть примерно в одном направлении. Прибиваем этими гвоздями бум к ровному деревянному бруску. Так мы жестко фиксируем бум и получаем четкую опору для сверления. Теперь, разметив положения отверстий для элементов антенны, засверливаем сверлом 4,2 мм на сверлильном станке, оперев на столик станка брусок с бумом. Если сверлите дрелью, то нужен станочек для дрели. Отверстия получаются строго в одной плоскости и в одном направлении.
Теперь вставляем элементы антенны в соответствующие отверстия согласно схеме. Вставляются они в натяг и
хорошо держатся. При желании можно подмазать суперклеем стыки элементов с бумом. Предварительно, конечно надо
все отцентровать. Чтобы вставить вибратор придется проявить некоторую сноровку и сообразительность, но главное —
надо предварительно залудить припоем торцы вибратора, дабы облегчить припайку кабеля в перспективе. И еще, прежде
чем вставлять вибратор, надо просверлить в стенке бума отверстие 12 мм в районе размыкания кольца вибратора, т.е. нулевой точки.
Это отверстие делается, естественно, перпендикулярно направлению отверстий под элементы и нужно для доступа к
торцам вибратора для подпайки кабеля.
Как пишут спецы, просто подсоединить кабель к вибратору будет неправильно. Надо организовать согласование кабеля с
вибратором. Наиболее удобным способом согласования, на мой взгляд, является, так называемый, четвертьволновой стакан.
Делается он очень просто. Со стороны контакта кабеля с вибратором на расстоянии 120 мм от края снимаем узкую полоску
изоляции кабеля, обнажая полоску оплетки примерно 5 мм шириной. Далее берем полосу пищевой фольги шириной 120мм и
обматываем крайний участок кабеля этой фольгой с заходом на оголенную оплетку. Тонкой проволокой прижимаем фольгу в
районе оголенной оплетки, обеспечивая контакт фольги с оплеткой. Можно это место пропаять. Вместо фольги можно взять кусок оплетки с
другого кабеля. Длина стакана получается 115 мм.
Теперь можно закрепить фольгу термоусадочной трубкой. Для фиксации кабеля в буме я надел на кабель пробку из пористой резины. Если к
кабелю уже присоединен разъем для рации, то можно его паять к вибратору. Паяем через окошко 12 мм, которое мы подготовили —
оплетку к одному торцу вибратора, центральную жилу к другому.
Зафиксировав кабель резиновой пробкой от болтанки и смещения, мы завершаем изготовление антенны.
Использование
Антенна используется с рацией в качестве приемной. Принимается сигнал от радиомаяка
Walkie Talkie on 433 Mhz and Antenna. Рация на 433 мгц и антенна. / Блог им. Markony / Мтааламу
Радиостанции «Aрollo»:Мощность 10 мВт, 69 каналов в диапазоне 433…434 Мгц.
Желание кушать привело меня к необходимости ремонтировать партию из 22-х радиостанций на 433 Мгц. Рации эксплуатировались охраной и подверглись нешуточным испытаниям. Сами понимаете — их не щадили, так как они казенные.
Статистика:
1) У всех дохлые аккумуляторы.
2) У 30 процентов — плохие контакты с аккумуляторами (в кассетнице).
3) У 30 процентов — засалены контакты кнопок управления.
4) У 30 процентов — обломаны антенны.
5) Экземпляр с испоченым процессором управления (режимы бредовые).
6) Пробит выходной транзистор передатчика.
7) Две самые мелкие рации — совсем хлам.
Первая беда самая худая, поскольку стоимость комплекта аккумуляторов стремится к стоимости самой рации. Контакты — перепаиваются или зачищаются.
Надломленный контакт от передатчика к антенне и приводит к выходу из строя выходного каскада передатчика. И чем выше мощность передатчика, тем вернее он сдохнет.
Именно у мощных радиостанций ( в сравнении из этой кучи ) и вышли из строя передатчики. У всех 10 миливатных радиостанций передатчики уцелели. Хотя антенны вообще отсутствуют.
Антенны радиостанций «Aрollo» выполнены СТРАННО ( мягко говоря ).
Зачем складывать и без того укороченные антенны?
Поворотное устройство у многих разболталось. Люди их крутят-крутят — и… откручивают! Никогда бы не купил рацию с такой потенциальной неисправностью. Конструкторы заложили слабое место — и оно сработало!
Антенны выполнены «витыми». Это способ индуктивного укорочения физической длины антенны. Провод свивается в спираль и его индуктивность становится эквивалентной четвертьволновому штырю. Провод из качественного пружинящего материала и паяется хорошо.
Вот только пайкой там и не пахнет! Пружина просто натянута на винтовой переходник и все это залито дрянной пластмассой, которая со временем стала разлагаться как пластелин. Видимо станции ( пр.-ва Тайвань ) были очень дешевые…
Пришлось удалить этот «пластелин», очистить провод, облудить ( с кислотой ), затем нормально пропаять. После ремонта винтовой антенны — обернуть ее синим скотчем в три слоя.
Результат на фотографии.
А что делать с отсутствующими антеннами?
Лучше всего заменить их обычным куском медного провода с длиной равной четверти волны на средней частоте диапазона.
Подсчитаем длину антенны для наших станций.
Длина волны — это расстояние на котором происходит полный период смены фазы вектора электрической напряженности электромагнитного поля.
Соответственно длина волны ( в метрах ) равна отношению скорости распространения волны в данной среде ( 300 тысяч Км/сек. ) к частоте электромагнитных колебаний ( в МегаГерцах ) в той-же среде.
Берем толстый медный провод — и вот она антенна.
Всем привет!
Трансивер 433 МГц по лучшей цене — Выгодные предложения на трансивер 433 МГц от глобальных продавцов трансиверов на 433 МГц
Отличные новости !!! Вы находитесь в нужном месте для трансивера 433 МГц. К настоящему времени вы уже знаете, что что бы вы ни искали, вы обязательно найдете это на AliExpress. У нас буквально тысячи отличных продуктов во всех товарных категориях. Ищете ли вы товары высокого класса или дешевые и недорогие оптовые закупки, мы гарантируем, что он есть на AliExpress.
Вы найдете официальные магазины торговых марок наряду с небольшими независимыми продавцами со скидками, каждый из которых предлагает быструю доставку и надежные, а также удобные и безопасные способы оплаты, независимо от того, сколько вы решите потратить.
AliExpress никогда не уступит по выбору, качеству и цене.Каждый день вы будете находить новые онлайн-предложения, скидки в магазинах и возможность сэкономить еще больше, собирая купоны. Но вам, возможно, придется действовать быстро, так как этот лучший приемопередатчик 433 МГц в кратчайшие сроки станет одним из самых популярных бестселлеров. Подумайте, как вам будут завидовать друзья, когда вы скажете им, что приобрели свой трансивер 433 МГц на AliExpress. Благодаря самым низким ценам в Интернете, дешевым тарифам на доставку и возможности получения на месте вы можете еще больше сэкономить.
Если вы все еще не уверены в трансивере 433 МГц и думаете о выборе аналогичного продукта, AliExpress — отличное место для сравнения цен и продавцов.Мы поможем вам решить, стоит ли доплачивать за высококлассную версию или вы получаете столь же выгодную сделку, приобретая более дешевую вещь. А если вы просто хотите побаловать себя и потратиться на самую дорогую версию, AliExpress всегда позаботится о том, чтобы вы могли получить лучшую цену за свои деньги, даже сообщая вам, когда вам будет лучше дождаться начала рекламной акции. и ожидаемая экономия.AliExpress гордится тем, что у вас всегда есть осознанный выбор при покупке в одном из сотен магазинов и продавцов на нашей платформе.Реальные покупатели оценивают качество обслуживания, цену и качество каждого магазина и продавца. Кроме того, вы можете узнать рейтинги магазина или отдельных продавцов, а также сравнить цены, доставку и скидки на один и тот же продукт, прочитав комментарии и отзывы, оставленные пользователями. Каждая покупка имеет звездный рейтинг и часто имеет комментарии, оставленные предыдущими клиентами, описывающими их опыт транзакций, поэтому вы можете покупать с уверенностью каждый раз. Короче говоря, вам не нужно верить нам на слово — просто слушайте миллионы наших довольных клиентов.
А если вы новичок на AliExpress, мы откроем вам секрет. Непосредственно перед тем, как вы нажмете «купить сейчас» в процессе транзакции, найдите время, чтобы проверить купоны — и вы сэкономите еще больше. Вы можете найти купоны магазина, купоны AliExpress или собирать купоны каждый день, играя в игры в приложении AliExpress. Вместе с бесплатной доставкой, которую предлагают большинство продавцов на нашем сайте, вы сможете приобрести transceiver 433mhz по самой выгодной цене.
У нас всегда есть новейшие технологии, новейшие тенденции и самые обсуждаемые лейблы. На AliExpress отличное качество, цена и сервис всегда в стандартной комплектации. Начните самый лучший шоппинг прямо здесь.
Holybro 433Mhz 915Mhz 500mW Приемопередатчик Радиотелеметрия V3 для полетного контроллера PIXHawk 4 433MHz / 915MHz | Запчасти и аксессуары |
Holybro 433Mhz 915Mhz 500mW Transceiver Radio Telemetry Set V3 для контроллера полета PIXHawk 4
Введение: Это небольшая, легкая и недорогая радиоплатформа с открытым исходным кодом, которая обычно позволяет работать на расстоянии более 300 м «из коробки». (дальность действия может быть увеличена до нескольких километров при использовании наземной антенны).В радиоприемнике используется прошивка с открытым исходным кодом, специально разработанная для работы с пакетами MAVLink. и быть интегрированным с планировщиком миссий, коптером, ровером и самолетом. Спецификация: (Руководство) Бренд: Holybro Версия: 433 МГц (необязательно) Название позиции: Радиотелеметрический комплект приемопередатчика 500 мВт V3 Применение: Совместимость с контроллером полета Pixhawk 4 Размер: 26 x 53 x 10,7 мм (без антенны) Обработка — максимальная выходная мощность 100 мВт (регулируемая) -117 дБм чувствительность приема — Прошивка SIK с открытым исходным кодом — разъем RP-SMA — 2-сторонняя полнодуплексная связь через адаптивный интерфейс TDM UART — Прозрачная последовательная ссылка — Формирование протокола MAVLink — Расширенный спектр со скачкообразной перестройкой частоты (FHSS) Настраиваемый рабочий цикл — Исправление ошибок исправляет до 25% битовых ошибок Прошивка SIK с открытым исходным кодом Настраивается с помощью Планировщика миссий и Планировщика APM FT230X — это USB для BASIC UART IC Сила — Напряжение питания: 5 В постоянного тока (от USB или JST-GH) — Ток передачи: 500 мА при 27 дБм — Ток приема: 25 мА — Последовательный интерфейс: 3.3 В UART Индикаторы состояния — На радиостанциях есть 2 светодиода состояния, красный и зеленый. Значения различных состояний светодиода: — Мигает зеленый светодиод — поиск другого радио — Зеленый светодиод горит постоянно — установлена связь с другим радиомодулем — Красный светодиод мигает — передача данных — Красный светодиод горит постоянно — в режиме обновления прошивки Подключение к Pixhawk4 Используйте 4-контактный разъем JST-GH, который должен был быть в комплекте с радио, для подключения радио к «Telem 1» вашего Pixhawk4. (Также можно использовать «Telem 2», но по умолчанию рекомендуется «Telem1»).Подключение к ПК Подключить радио к ПК с Windows так же просто, как подключить кабель micro USB. (который должен был быть включен в радио) к вашему ПК. Необходимые драйверы должны быть установлены автоматически, и радио отобразится как новый «USB-последовательный порт». в Диспетчере устройств Windows в разделе Порты (COM и LPT). В раскрывающемся списке выбора COM-порта Планировщика миссий должен быть такой же новый COM-порт. В пакет включено: 2x 433 МГц радиомодуль с антенной 1x кабель Micro-USB 1x адаптерный кабель Android OTG 1x GH 6P-GH 4P кабель 1x MLX 6P-GH 4P кабель 2x SMA Adap
5 пар 433 МГц RF передатчик и комплект модуля приемника для ARM / MCU WL DIY 315MHZ / 433MHZ беспроводной пульт дистанционного управления для arduino | Интегральные схемы |
Параметры модуля приемника
1.Модель продукта: MX-05V
2.Рабочее напряжение: DC5V
3. ток покоя: 4 мА
4. частота приема: 433,92 МГц / 315 МГц (опционально)
5.Чувствительность приемника: -105 дБ
6.Размер: 30 * 14 * 7 мм
7. внешняя антенна: одножильный провод 32 см, намотанный в спираль
Технические параметры передающей головки
1. модель продукта: MX-FS-03V
2.Дальность пуска: 20-200 метров (разное напряжение, разные результаты)
3.Рабочее напряжение: 3,5-12 В
4.Размеры: 19 * 19 мм
5.Режим работы: AM
6. скорость передачи: 4 КБ / с
7. мощность передачи: 10 мВт
8.Частота передачи: 433 МГц / 315 МГц (опционально)
9. внешняя антенна: обычная многоядерная или одножильная линия 25 см
10. вывод слева → справа: (DATA; VCC; GND)
Среда приложения
Переключатель дистанционного управления, модуль приемника, мотоциклы, автомобильные противоугонные продукты, продукты для домашней безопасности, электрические двери, жалюзи, окна, розетка для дистанционного управления, светодиодный индикатор дистанционного управления, электрические двери с дистанционным звуковым дистанционным управлением, дистанционное управление гаражными воротами, выдвижной пульт дистанционного управления двери, ворота с дистанционным управлением, поворотные двери, устройство открывания дверей с дистанционным управлением, система управления устройством закрытия дверей, шторы с дистанционным управлением, хост сигнализации, сигнализация, дистанционное управление мотоциклом, дистанционное управление электромобилями, дистанционное управление MP3.
Замечание
1. рабочее напряжение модуля напряжения VCC и хорошая фильтрация мощности;
2. Большое влияние на прием антенного модуля, предпочтительно подключенного к длине волны 1/4 антенны, обычно 50 Ом с одним проводником, длина антенны 433 м около 17 см;
3. Положение антенны также повлияло на прием модуля, установку, антенну как можно дальше от экрана, высокое давление и источник помех; частота, используемая для приема, декодирования и сопротивления колебаний, должна соответствовать передатчику.
В пакет включено:
5 x модуль приемника
5 x передатчик
Беспроводной пульт дистанционного управленияPT2272 для Arduino
ОБНОВЛЕНИЕ : в дополнение к этому сообщению, есть также более недавнее, озаглавленное «Повторное посещение PT2262 PT2272 с Arduino и приемником r06a». Если вы найдете ценность в этом сообщении, я считаю, что вам также понравится более новый пост.
——————————————————-
Существует интересная пара дополнительных интегральных схем, PT2262 / PT2272, которые позволяют довольно легко реализовать базовое беспроводное дистанционное управление. Они обычно используются в недорогих беспроводных устройствах для управления гаражными воротами, вентиляторами, игрушками и даже некоторыми системами сигнализации. В этих ИС используются фиксированные адресные коды и отсутствует внутреннее шифрование, поэтому они не являются устройствами с высокой степенью защиты, но могут быть такими же безопасными, как недорогой дверной замок в обычном доме.
Существует несколько итераций этих микросхем, которые продаются под немного разными названиями, из которых наиболее распространены PT2262 / PT2272 и SC2262 / SC2272.Версия PT2262 / PT2272 производится Princeton Technology Corp. из Тайбэя, Тайвань, а SC2262 / SC2272 производится SilvanChip Electronics Tech.Co., Ltd. Шэньчжэня, Китай. Оба они идентичны, хотя чипы Princeton более распространены и лучше документированы.
SC2272M4 — 4 фиксированных бита данных
Существует несколько версий этих микросхем, обозначенных разными суффиксами, которые передают разные объемы данных (от 2 до 6) или даже не обрабатывают данные вообще, а также обеспечивают фиксированное или мгновенное представление данных.8) уникальные адреса устройств. Адресация часто осуществляется с помощью паяных площадок, но иногда с помощью перемычек и редко с помощью трехпозиционных микропереключателей — см. Изображения ниже .
2262/2272 Адресация — контактные площадки и перемычки
Типичный трехпозиционный DIP-переключатель
В дополнение к адресам в 2262 и 2272 есть резистор, который управляет внутренним генератором, который управляет шириной импульса амплитудной модуляции, и эти резисторы должны быть установлены на дополнительные значения ( перечислены в документации Princeton ).Например, если в 2262 используется резистор 4,7 МОм, то в соединении 2272 должен использоваться резистор 820 кОм. Три наиболее часто используемых значения: 1,5, 3,3 и 4,7 МОм.
Название этой публикации указывает на решение, совместимое с Arduino, в котором используется эта интегральная схема. Недавно я приобрел недорогой суперрегенеративный приемник 433 МГц китайского производства, в котором используется SC2272-T4, показанный на рисунке 3 ниже, который поставляется с сопряженным блоком управления кодировщиком брелока, показанным на рисунке 4 ниже. Набор передатчиков / приемников, который я использую, закодирован (A7-toA0) FFLHHHLF и использует 4.7 МОм (Xmit osc) 820k (Rx osc).
Этот набор мне обошелся в 7 долларов. Внутренняя розничная цена приемника в Китае составляет 9 юаней (около 1,42 доллара США), а брелока — 10 юаней (около 1,57 доллара США). SC2272-T4 — это версия переключателя на модели 2272, которая переключает свои выходные данные, а не представляет состояние 2262 битов данных. Только SilvanChip выпускает версию toggle из 2272. Этот же R06A также доступен с мгновенной (M) или фиксированной (L) версиями, но, по иронии судьбы, обозначение платы R06A остается прежним.Схема версии этого приемника / декодера 315 МГц показана на рисунке 6 ниже. Удивительно, но, когда это было написано, Alibaba.com указывает, что типичная цена модуля приемника R06A составляет всего от 75 до 80 центов за каждый при количестве 300 лотов.
Рис. 3: Приемник 2272 433 МГц
Рис.4: Брелок 433 МГц fob
В этом конкретном брелке для ключей используется PT2264 вместо PT2262, но они функционально эквивалентны. См. Рисунок 5 ниже.
Рис. 5: Брелок внутри
Рис. 6: Схема приемника
Кодер PT2262 отправляет последовательную строку с синхроимпульсом, а затем данные, представленные широтно-импульсной модуляцией, повторяются четыре раза.Чтобы принять, PT2272 должен сопоставить адреса в двух импульсных последовательностях со своим собственным адресом. Один бит представлен 32 тактовыми циклами. Обратитесь к Рисунку 7 ниже, чтобы увидеть ширину импульса, представляющую каждое значение. В течение 32 тактовых циклов два коротких импульса высокого уровня представляют бит данных «0», два импульса большой длительности высокого уровня представляют бит данных «1» и один короткий короткий импульс высокого уровня, за которым следует один короткий импульс большой длительности высокого уровня, представляет плавающий бит, «F». Обратите внимание, что бит «F» используется только в битах адреса.Старший синхроимпульс имеет 4 цикла высокого уровня, за которым следуют 124 цикла, всего 128 циклов. Таким образом, один индивидуальный 12-битный пакет имеет длину 512 тактовых циклов, и 2262 IC отправляет четыре повтора. Один тактовый цикл обычно составляет от 300 до 500 микросекунд (~ 451 с моим брелком). Последовательность поступления битов — A0, A1, A2, A3, A4, A5, A6, A7, D3, D2, D1, D0, SYNC.
Если вы хотите прочитать какой-нибудь исходный код на C, который моделирует все это, взгляните на проект RC-SWITCH. Я скомпилировал тестовый код «ReceiveDemo_Advanced.pde »и настройте макет с простым приемником ZABR1-1 433 МГц, показанным на рисунке 10. Когда я нажимаю кнопку« A »брелка для ключей, выводится:
Десятичное: 5227968 (24 бит) Двоичное: 010011111100010111000000 Трехступенчатое: F01110FF1000 Длина импульса: 451 микросекунда Протокол: 1 ( плюс необработанные данные )
Когда я вставляю необработанные данные в инструмент визуализации Sui RC-SWITCH по адресу http://test.sui.li/oszi/, в результате появляется форма волны на рисунке 7A. Если вы его расшифруете, вы увидите, что он соответствует «F01110FF1000».Нажатие клавиши «B» дает «F01110FF0100», клавиша «C» «F01110FF0010» и клавиша «D» «F01110FF0001». Вы можете ясно видеть, что наименее значимые цифры — это поле данных, причем клавиша «D» является наименее значимой. Поле адреса — «F01110FF», которое, если вы вернетесь к рисунку 5 и посмотрите на контактные площадки на правом изображении, вы увидите, что кодировка адреса пайки на самом деле «F01110FF». Примечание: помните, что контактные площадки расположены наоборот — справа налево — от полученного адреса «F01110FF».
Рис. 7: PT2262 Кодирование согласно руководству
Рис. 7A: Захваченная форма волны брелока-брелка (щелкните, чтобы увеличить)
Запись на веб-страницеБертрика Сиккена, проекты 433 МГц, показывает захваченную форму сигнала передачи 2262 с ее 4 повторами. См. Рисунок 8 ниже.
Рисунок 8: Форма сигнала PT2262
Я написал короткую тестовую программу для приемника R06A SC2272-T4 и связанного брелка AK-TF04 FOB с использованием Arduino NANO. Схема физических испытаний показана на Рисунке 9 ниже.Видео моего теста на YouTube можно найти по ссылке ниже. Обратите внимание, что видео было снято с использованием более ранней версии моего тестового кода, в которой не использовались прерывания. В моей более новой версии, управляемой прерыванием, показанной ниже, вывод VT не опрашивается и не отображается, потому что вместо этого он используется в качестве триггера прерывания для внешнего прерывания по нарастающему фронту.
Рисунок 9: R06A Тестовая установка Arduino
Посмотрите тестовое видео на YouTube.
Исходный код размещен на PasteBin и может быть бесплатно загружен для вашего использования.
Рис.10: Приемник ZABR1-1 433 МГц
Рис.11: Схема испытаний r06a
ОБНОВЛЕНИЕ: Недавно я наткнулся на другой блог с интересной статьей об аналогичной схеме, в которой используется другая интегральная схема — LP801B / LP802B
.См .: KaKu-Extend
.Нравится:
Нравится Загрузка …
Связанные
Распиновка модуля РЧ приемника 433 МГц, технические характеристики, эквивалент и лист данных
Конфигурация контактов:
№: | Имя контакта | Описание |
1 | Vcc | Источник питания (от 3 В до 12 В) |
2 | Данные | Полученные данные можно получить с этого пина |
3 | Данные | Служит для той же цели (можно использовать любой) |
4 | Земля | Подключен к земле цепи |
5 | Антенна | Припой / антенна для увеличения дальности действия (не обязательно) |
Технические характеристики модуля 433 МГц:
- Беспроводной односторонний передатчик и приемник (RF)
- Рабочее напряжение приемника: от 3 В до 12 В
- Приемник Рабочий ток: 5.5 мА
- Рабочая частота: 433 МГц
- Дальность передачи: от 3 метров (без антенны) до 100 метров (максимум)
- Метод модуляции: ASK (амплитудная манипуляция)
- Скорость передачи данных: 10 Кбит / с
- Тип схемы: Резонатор пилы
- Низкая стоимость и небольшая упаковка
Примечание: техническое описание можно найти внизу страницы
Другие радиомодули:
HC12, nRF24l01, nRF905
Другие варианты беспроводной связи:
Bluetooth, Lora, ESP8266, GSM, Xbee
Где использовать радиомодули 433 МГц:
Беспроводной модуль 433 МГц — один из самых дешевых и простых в использовании модулей для всех беспроводных проектов.Эти модули могут использоваться только парами и возможна только односторонняя связь. Это означает, что передатчик может только передавать информацию, а приемник может только ее получать, поэтому вы можете отправлять данные только из точки A в B, а не из точки B в A.
Модуль может охватывать минимум 3 метра, а с соответствующей антенной и блоком питания теоретически он может достигать 100 метров. Но практически в нормальных условиях тестирования около 30-35 метров пройти практически невозможно.
Итак, если вы ищете простую беспроводную связь для передачи информации на короткие расстояния, то эта пара RF может быть правильным выбором.
Как использовать радиочастотные модули 433 МГц:
Сам модуль не может работать сам по себе, так как он требует некоторого кодирования перед отправкой и декодирования после приема; поэтому он должен использоваться с кодировщиком или декодером IC или с любым микроконтроллером на обоих концах. Самый простой способ использовать это с кодировщиком HT12E и декодером HT12D IC.
Модуль использует ASK (амплитудную манипуляцию) и, следовательно, легко взаимодействует с микроконтроллерами.Если вы пытаетесь использовать это с Arduino, тогда библиотека Radiohead упростит вам задачу. Однако вы не можете ожидать бесшумных данных на большом расстоянии от этого модуля, поскольку он очень чувствителен к шуму. Яркость зависит от напряжения, подаваемого на приемник, и шума, присутствующего в окружающей среде.
Приложения:
- Домашняя автоматика
- Передача последовательных данных на короткие расстояния
- Автомобильная охранная система
- Беспроводное ведение журнала
- Короткая связь
Размер модуля:
433 МГц RF беспроводной передатчик и приемник по 110 рупий / пара | РЧ передатчик
433 МГц РЧ беспроводной передатчик и приемник по цене 110 рупий за пару | Радиочастотный передатчик | ID: 16443009248Спецификация продукта
| Диапазон частот | 433 МГц | |||||||
| Частота | 433 МГц | |||||||
| aDDRESS | ДА | |||||||
| ДА | ||||||||
Описание продукта
Дополнительная информация
Заинтересованы в этом продукте? Получите последнюю цену у продавца Связаться с продавцом Изображение продуктаО компанииГод основания 2014 Юридический статус Фирмы Физическое лицо — Собственник Характер бизнеса Производитель Количество сотрудников До 10 человек Участник IndiaMART с июля 2017 года Основанная в 2014 году, Anvtronix является ведущим производителем , оптовиком и торговцем беспроводного модуля , модуля датчика и многого другого.Поставляемые нами продукты разработаны на ультрасовременном процессоре нашего поставщика. На рынке ими восхищаются за их высокую производительность, длительный срок службы и низкие эксплуатационные расходы. Вернуться к началу 1 Есть потребность? Есть потребность? |