для чего нужен радиомодуль

Работа с радиомодулями SI4432

В статье рассмотрены функциональные особенности работы радиомодуля на микросхеме ISM (industrial, scientific and medical radio bands) трансивера SI4432. Также приведены простейшие примеры программной инициализации модуля и описаны некоторые возможные вариации настройки.

Описание микросхемы SI4432

Микросхема работает от 1.8 до 3.6 В питающего напряжения.

Особенности радиомодуля

На модуле отсутствуют какие-либо стабилизаторы напряжения, таким образом нужно соответствующее обеспечение питания и соответствующий уровень на логических входах. На модуле видна еще одна мелкая шестивыводная микросхема с маркировкой G4C. Это микросхема uPG2179TB, которая выполняет функцию переключения антенны между выводами TX и RX, обеспечивая тем самым возможность работы модуля как в режиме приема, так и в режиме передачи. Управление микросхемой переключателя осуществляется самой SI4432 по портам GPIO0 и GPIO1, которые, при инициализации нужно соответственно запрограммировать, для смены/установки режима приема/передачи. При этом данная схемотехническая конфигурация не позволяет использовать функцию разнесённого приема, а функционирование выводов GPIO0 и GPIO1 должно быть отведено только на управление переключателем uPG2179TB.

Номиналы конденсаторов и индуктивностей установленных в обвязке антенных входов SI4432 должны выбираться исходя из рабочего частотного диапазона, характеристик антенны и диапазона питающих напряжений. Какие именно номиналы имеют указанные элементы неизвестно.

Схему модуля, именно того, который приведен на рисунке я не нашёл, но по информации из даташита можно установить распиновку модуля:

NSEL, SCLK, SDI, SDO — интерфейс SPI (работа с SI4432 сводится к записи и чтению регистров SI4432 по интерфейсу SPI);

NIRQ — вывод прерываний (если произошло событие прием/передача и пр., то уровень на этом выводе падает в 0, какие именно события будут приводить к прерываниям зависит от значений битов в соответствующих регистрах);

SDN — вывод управления режимом работы SI4432, если установить высокий уровень на SDN, то SI4432 переходит в режим Shutdown, в котором микросхема переходит в режим энергосбережения с током потребления 15 нА, при этом всё содержимое регистров возвращается к исходному состоянию и невозможна передача данных по SPI;

VDD — питание модуля от 1.8 до 3.6 В;

GPIO0, GPIO1, GPIO2 — программируемые порты ввода/вывода (если не перепаивать модуль, то под свои цели можно запрограммировать только GPIO2, так как GPIO0 GPIO1 уже заняты для переключения режима приема/передачи).

Настройка модуля

Все настройки регистров описанные ниже взяты из документа AN415 Programming guide. В данном файле освещены вопросы использования SI4432 в качестве передатчика, приёмника, приёмопередатчика, а также рассматривается вопрос передачи пакетов с длиной более 64 кбайт.

Микросхемы SI4432 бывают разных ревизий: A, V, B. Определяется первой буквой в шифре, в моём случае BPS10P, значит ревизия B. Для разных ревизий имеются некоторые особенности в инициализации.

Подключение к контроллеру

Чтение и запись по SPI

Производитель SI4432 предлагает использовать следующие функции для чтения и записи регистров по SPI.

Инициализация. Начало работы

Рекомендуется произвести следующие манипуляции.

1) Установить вывод SDN в 0.
2) Подождать 15 мс, до отправки команд по SPI.
3) Прочитать статусы регистров прерываний.
4) Выполнить программный сброс.

Чтение статусов очищает флаги прерываний и сбрасывает вывод NIRQ в 1 (когда происходит прерывание NIRQ сбрасывается в 0 и остается в этом состоянии до тех пор пока не будет прочтён соответствующий статусный регистр).

Установка частотных параметров

Так как микросхема поддерживает работу в довольно широком диапазоне частот, то конфигурирование регистров ответственных за частоту довольно сложно. Производитель предлагает использовать калькулятор (EZRadioPRO Register Calculator) для расчета значений частотных регистров. Калькулятор представляет собой файл Microsoft Excell:

В этом файле уже выставлены подходящие значения по умолчанию. Изменять значения можно только в серых ячейках. Целесообразно менять в этом файле значение ячеек ответственных за скорость передачи (J9) и несущую частоту(B17). Обычно, чем меньше скорость передачи тем меньше вероятность возникновения ошибки в процессе передачи данных. Можно выбрать тип модуляции сигнала: FSK, GFSK, OOK.

OOK модуляция кодирует данные включением или выключением усилителя сигнала. Когда нет данных для передачи усилитель отключен, при передаче логического 0 усилитель отключен на время длительности одного бита, при передаче логической 1 усилитель включен на время длительности одного бита.

FSK основана на изменении частоты сигнала для передачи цифровых данных. Для передачи логического 0 частота несущего сигнала уменьшается на величину частоты отклонения, а для логической 1 увеличивается. Отличие GFSK от FSK в том, что GFSK применяет фильтр Гаусса к битам данных.

Производитель рекомендует использовать тип GFSK, так как при этом типе модуляции обеспечивается наилучшая эффективность работы и более чистый спектр сигнала по сравнению с другими типами доступных модуляций, что видно из рисунка (сравнение FSK и GFSK):

Конфигурирование регистров ответственных за частоту:

Передача пакета данных с помощью обработчика пакетов

Обработчик пакетов используется в режиме приёма и в режиме передачи. Можно передавать данные и без обработчика пакетов, в этом случае нужно описывать структуру пакета в регистрах самостоятельно. Обычно структура пакета выглядит следующим образом:

Преамбула (Preamble) — последовательность 0101… используемая для синхронизации приёмника и передатчика. SI4432 имеет встроенный детектор преамбулы. При настройке SI4432 в регистрах задаётся значение длины преамбулы и величины порога детектирования преамбулы. Если длина преамбулы или порог детектирования преамбулы будет меньше определённого значения, то возрастёт вероятность потери пакетов данных. Детектор преамбулы ищет преамбулу в соответствии с порогом детектирования. Если найдена соответствующая преамбула, то запускается механизм определения слова синхронизации (Sync Word).

Передаваемый пакет всегда начинается с преамбулы (010101… битовый паттерн), которая позволяет приемнику приготовится для приема передаваемых данных. Дина преамбулы, как и порог, зависят от настроек радио: типа модуляции, автоматической частотной подстройки (AFC). В SI4432 есть встроенный детектор преамбулы, который автоматически сравнивает полученные из эфира биты с битовым паттерном преамбулы, если детектор преамбулы обнаруживает предопределенную длину последовательности битов преамбулы в принятом сигнале, то SI4432 сообщает о приеме валидной преамбулы в статусных регистре или по выводу GPIO, если произведена соответствующая настройка GPIO.

Порог детектирования преамбулы — программируемая величина. В зависимости от типа модуляции (FSK, GFSK, OOK), задействования автоматической частотной подстройки (AFC) и разнесённого приёма (antenna diversity) производитель рекомендует выбирать длину преамбулы и порог детектирования преамбулы в соответствии с таблицей:

После успешного детектирования преамбулы, радио ожидает слова синхронизации. По его приходу сравнивает полученные биты. После успешного сравнения SI4432 начинает заполнять FIFO передаваемыми данными. Слово синхронизации, известная для приемника и передатчика последовательности битов, позволяет идентифицировать передаваемые данные.

Если передаваемые данные имеют произвольную длину (можно сделать фиксированную), то в пакет добавляется байт с информацией о длине передаваемых данных.

Также в пакет добавляется контрольная сумма CRC.

Используя обработчик пакетов, микроконтроллер конфигурирует формат передаваемого пакета один раз при первичной настройке SI4432, затем, чтобы передать данные микроконтроллер должен просто записать их в соответствующий FIFO регистр SI4432.

Отключение заголовка, установка переменного количества байт передаваемых данных (количество переданных байт записывается автоматически в передаваемый пакет данных) и 2 байта для слова синхронизации:

Непосредственная установка слова синхронизации 0x2DD4:

Включение обработчика пакетов передатчика и CRC:

Выбор источника модуляции FIFO и установка GFSK модуляции:

Источник модуляции — данные которые необходимо промодулировать, чтобы передать в эфир. В данном случае FIFO установлен источником. Но есть и прямой режим когда биты данных, с определенным таймингом, подаются на какой-либо вывод SI4432 (GPIOn, SDI, NIRQ).

Как было описано ранее, модуль имеет один вывод под антенну и переключатель режима прием передача на микросхеме uPG2179TB, выводы которой заведены на GPIO0 и GPIO1. Таким образом, можно запрограммировать GPIO на автоматическое переключение:

Точность установки центральной частоты определяется точностью кварцевого резонатора, его нагрузочной ёмкостью, а также различными паразитными ёмкостями в цепи резонатора. Уменьшить влияние указанных факторов на точность установки центральной частоты можно следующими способами:

1) Использовать более высокое значение частоты отклонения для передатчика и более широкий диапазон для приемника.

2) Использовать AFC (Auto-frequency calibration), для этого необходимо увеличить длительность преамбулы.

3) Настроить регистр ответственный за нагрузочную ёмкость кварцевого резонатора:

Отправка пакета

Будем отправлять пакет раз в секунду.

Приём пакета данных с помощью обработчика пакетов

Инициализация радио

Инициализации приёмника аналогична инициализации передатчика. Необходимо сделать сброс и прочитать регистры статуса.

Установка частоты

Параметры радио: 9,6 kbps, модуляция GFSK, отклонение частоты 45 кГц, приёмный диапазон 112,1 кГц. В соответствии с калькулятором частоты заполняются следующие регистры:

Установка структуры пакета

Аналогично передатчику: отключение заголовка, установка переменного количества байт передаваемых данных (количество переданных байт записывается автоматически в передаваемый пакет данных) и 2 байта для слова синхронизации:

Отключение фильтрации заголовков:

Непосредственная установка слова синхронизации 0x2DD4:

Включение обработчика пакетов приемника и CRC:

Включение режима FIFO и GFSK модуляции:

Установка порога детектирования преамбулы 20 бит:

Установка GPIO на автоматическое переключение антенны:

Если не используется разнесенный прием, бит SGI в регистре AGC должен быть установлен для корректной работы контроля аналогового усиления:

Настройка регистра ответственного за нагрузочную ёмкость кварцевого резонатора:

Прием пакета

Включаем два прерывания:

1) прерывание по приему валидного пакета;
2) прерывание по ошибке CRC.

Чтение статусных регистров для сброса прерываний:

Заключение

Вся информация по программированию модулей взята из Application Note 415 Programming guide.

В даташите на SI4432 есть список всех Application Note, представляющих собой что-то вроде миркоотчётов связанных с работой SI4432. Кроме даташита и указанного Programming guide, есть среди Application Note еще один полезный документ — карта регистров. В Programming guide также описана настройка трансмиттера для двусторонней связи. В карте регистров дано подробное описание всех регистров, режимов работы и настроек.

Источник

Дальнобойные радиомодули с Serial UART интерфейсом

Ранее я уже писал про использование радиоканала в своих дачных поделках. В этот раз, обзор интересного модуля, способного обеспечить прозрачную связь между различными устройствами по радиоканалу в частотном диапазоне 433 MHz. Особенностью устройства является возможность подключения к Serial разъемам контроллера, компьютера, роутера и т.д., то есть не требуется дополнительных библиотек и разъемов. Второй особенностью является заявленная большая дальность связи. Под катом тестирование и описание

Пришли модули за 2 недели, под общей пупыркой лежали модульки, каждый в индивидуальной упаковке:

Чтобы сразу понять назначение модулей приведу две схемки. На первой классическое соединение двух устройств по Serial проводками, многие читающие так делали:

А если добавить грязи устройство из обзора то будет так:

Проводки заменены этими радиомодулями, при этом, работоспособность первой схемы сохранилась. Интересно? Читаем далее.

Заявлены следующие характеристики:
— дальность передачи 1000 метров на открытом пространстве (скорость 5000 бит в секунду)
— рабочий диапазон частот 433.4-473.0MHz (в этом диапазоне доступно 100 независимых каналов)
— мощность передатчика 100mW (20dBm)
— размеры устройства 27.8mm × 14.4mm × 4mm
— возможность подключения через разъем внешней антенны, либо пайка прилагаемой к модулю
— напряжение питания 3.2V

5.5V
— потребляемый ток: в спящем режиме 80 мкА, в режиме приема 3.6mA an 16mA, максимально в режиме передачи 100 mA.

Рассмотрим модуль поближе:

Обратная сторона:

Назначение выводов:
SET — управляющий вывод, низкий уровень на нем позволяет прозрачно передавать другому устройству AT — команды
TXD — вывод передачи
RXD — вывод приема
GND — земля
VCC — питание
ANT- отверстие для припаивания прилагаемой или любой другой антенны

Схематичное расположение элементов и размеры:

Модули очень маленькие.

Припаяем антенну и гребенку контактов, а также подключим проводки. Все это нам потребуется для исследования модуля:


Паяется все хорошо, антенна равнодушна к магниту:

Модуль имеет достаточно большое количество настроек, которые задаются AT командами.

1) AT тестовая команда, если все хорошо ответ будет “OK”.

2) AT+Bxxxx меняет скорость передачи (1,200bps, 2,400bps, 4,800bps, 9,600bps, 19,200bps, 38,400bps, 57,600bps, 115,200bps) По умолчанию — 9,600bps.
Пример: “AT+B57600”.
Следует заметить, что чем выше скорость тем меньше дальность передачи.

3) AT+Cxxxx изменяет канал взаимодействия (естественно на приемной и передающей стороне одного соединения должны быть одинаковые каналы), возможные значения: от 001 до 100. По умолчанию используется первый канал.

5) AT+Ry позволяет получить информацию о параметрах модуля, где y — может принимать значения: B, C, F и P (скорость, канал, режим энергосбережения и мощность передатчика). Например, “AT+RP” вернет по умолчанию: “OK+RP: +20dBm”.

6) AT+RX вернет построчно все параметры из пункта 5.

7) AT+V выдает текущую версию ПО.

8) AT+SLEEP отправляет или выводит модуль из спящего режима.

9) AT+DEFAULT установка всех параметров в значения по умолчанию.

10) AT+UPDATE перевод модуля в режим обновления прошивки.

Вроде все что нужно для практического использования написал, если нужна более подробная информация — вот документация по модулям.

Ну а теперь самое интересное — устройства в работе. Для тестов нам потребуется 2 модуля и 2 контроллера. Один оставим стационарно, а со вторым будем исследовать расстояния и прочее.

Собираем тестовые схемы. Это стационарный элемент:

Пишем нехитрый код для этого устройства (эхо сервер):

Модуль принимает число и посылает его обратно.

Вторая часть немного более сложная:

Я для отладки использовал панельку светодиодов и макетную плату. Питаться конструкция будет от аккумулятора. И код для нее:

В коде посылаются числа в цикле от 1 до 7, принимается ответ, и если переданное число совпадает с принятым, то мигает один тестовый диод, если приходит другое число (искажение в процессе передачи) то мигают все тестовые светодиоды, если ничего принять не удалось — то мигают нечетные светодиоды. Попутно для отладки я вывел посылаемую и принимаемую цифру в сериал-порт. Получилась довольно удобная схема отладки не требующая компьютера и позволяющая мобильно тестировать свойства модулей.

Видео работы такого комбайна:

Ну и самое интересное — результаты тестов:
5 кирпичных стен сигнал проходит вполне уверенно — на расстоянии 40 метров (вышел в подъезд), 6 стена дает 50% ошибок. 7 стен радиосигнал не преодолел.

На открытой местности уверенный прием был на расстоянии 250-300 метров, что в большинстве случаев вполне достаточно. Возможно в поле, без посторонних шумов прием будет и на большем расстоянии.

Потребляемый ток всей конструкции:

В целом модули мне понравились: компактные, работать с ними легко, дальнобойность вполне нормальная, не требуют доп библиотек (а это минимизация расхода памяти). Вполне подойдут мне для дачных поделок. К недостаткам я бы отнес отсутствие дополнительного пина, управляемого спец командой — чтобы сбрасывать контроллер — тогда можно было бы загружать программы в контроллер без каких либо иных средств — удаленно.

На этом заканчиваю, надеюсь информация окажется кому то полезной.

Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.

Источник

Модули беспроводной передачи данных

Использование приемопередающих устройств, объединяющих на одной плате микроконтроллер, приемник, передатчик и небольшое число компонентов обвязки, значительно упрощает процесс разработки.

На бытовом уровне радиомодули широко применяются в автомобильных сигнализациях, противоугонных системах и решениях типа «умный дом». В промышленности они незаменимы в беспроводных системах учета расхода ресурсов, POS терминалах, промышленной телеметрии, беспроводных датчиках температуры и влажности и т.д.

Радиомодули серии RFM

Все модули имеют интерфейс SPI. Это простой в программировании интерфейс используется микроконтроллером для приема данных и управления внутренними настройками. Нет необходимости в дополнительной ручной калибровке цепей, что существенно сокращает время работы над конечным проектом. Большинство параметров передачи являются программируемыми с возможностью их динамической установки.

Радиомодули отличаются высокой экономичностью в широком диапазоне питающих напряжений 1.8…3,6 В, потребляя всего десяток мА.

Модули имеют такие встроенные функции, как таймер пробуждения, детектор низкого уровня заряда батареи, передача и прием данных FIFO, встроенную схему «power-on reset» и др.

Радиомодули серии RFM

— высокая чувствительность
— простой в программировании интерфейс SPI
— возможность программирования большинства параметров
— экономичность потребления в диапазоне питающего напряжения 1,8-3,6 В
— набор встроенных функций: таймер пробуждения, детектор низкого уровня заряда батареи, передача и прием данных FIFO, встроенная схема «power-on reset»

Источник

Радиомодули HOPE-RF

В России рынок радиомодулей представлен производителями, которые предлагают продукцию с разной функциональностью и в различных диапазонах частот, от сотен мегагерц до единиц гигагерц. Надо отметить, что этот рынок очень чувствителен к цене. Кроме того, необходимо постоянное совершенствование продукции, повышение уровня интеграции элементной базы с одновременным улучшением качества и надежности.

Компания, удовлетворяющая этим критериям, — это Hope Microelectronics (Hope RF), которая была создана в 1998 г. и к настоящему времени имеет успешный десятилетний опыт промышленной разработки и производства радиомодулей. Высокий технологический уровень, квалифицированный персонал и отлаженная система управления качеством позволяют компании сохранять низкие цены при высоком качестве продукции. Hope Microelectronics обеспечивает малые сроки поставки и высокий уровень поддержки клиентов.

В линейку поставок Hope RF входят бескорпусные микросхемы приемников и передатчиков, трансиверов, COB (Chip-on-Board) радиомодули на основе этих ИС, дискретные радиочастотные компоненты, датчики абсолютного и относительного давления и влажности. Но мы подробнее расскажем о беспроводных модулях компании Hope RF. Они показали высокую надежность и хорошо зарекомендовали себя среди разработчиков и у потребителей изделий на основе таких микросхем. Традиционные сферы применения радиомодулей — автомобильные сигнализации, противоугонные системы и проекты «умный дом». Радиомодули широко применяются в таких сложных системах, как быстродействующие устройства дистанционного сбора и хранения данных, управления температурой и влажностью, измерения давления и управления им, в многофункциональных спортивных часах, разнообразной бытовой и промышленной автоматике и т. д.

Проведем обзор основных групп беспроводных изделий компании — серий радиомодулей RFM и HM, работающих в популярных частотных диапазонах.

Радиомодули серии RFM

В основном компания Hope RF разрабатывает и производит радиомодули, действующие в диапазонах 315, 433, 868 и 915 МГц. Данные устройства используют ЧМ (частотную модуляцию) и соответствуют рекомендациям FCC и ETSI. Устройства имеют невысокую цену и малые размеры (не более 3 см 2 ). Радиомодули сохраняют работоспособность в диапазоне температур 40…+85 °C. Радиомодули RFM производятся по технологии COB, в виде печатной платы с установленными компонентами и разъемом для подключения к внешним цепям. В таблице 1 представлена номенклатура и основные характеристики устройств RFM-серии.

Маломощные радиомодули (RFM01, RFM02, RAM01, RFM12, RFM12B) имеют компактные габариты и выпускаются в трех модификациях, которые представлены на рис. 1:

RFM01 — модуль ЧМ-приемника

RFM01 — недорогой модуль ЧМ-приемника для работы в диапазонах 433, 868, 915 МГц. Его основой является кристалл многофункциональной микросхемы приемника RF01, содержащий PLL-синтезатор с малым временем захвата и шагом 2,5 кГц, блок нулевой промежуточной частоты и внутренний демодулятор. Из дополнительных опций имеется таймер пробуждения, детектор разряженной батареи, автоматическая настройка антенны, аналоговый и цифровой измерители уровня принимаемого сигнала, вход сигналов тактирования и сброса от внешнего микроконтроллера.

Простой в программировании SPI-интерфейс радиомодулей используется микроконтроллером для приема данных и управления внутренними настройками. Нет необходимости в дополнительной ручной калибровке цепей, что существенно сокращает время работы над конечным проектом.

Радиомодуль RFM01 рассчитан для работы в паре с радиомодулем RFM02 ЧМ-передатчика. В диапазоне 433 МГц для этой пары удается достичь устойчивой связи при прямой видимости на расстоянии 300 м.

Основные параметры радиомодуля RFM01:

RFM02 — модуль ЧМ-передатчика

Для совместной работы с модулем приемника RFM01 производится модуль передатчика RFM02. Модуль работает в тех же частотных диапазонах. Многофункциональный кристалл передатчика RF02 содержит PLL-синтезатор с шагом 2,5 кГц. SPI-интерфейс аналогичен тому, что используется в чипе приемника. Дополнительные опции модуля передатчика RFM02 такие же, как у RFM01.

Основные параметры радиомодуля RFM02:

RAM01 — радиомодуль OOK-приемника

Дальнейшим развитием линейки беспроводных устройств стал компактный радиомодуль многоканального OOK-приемника для диапазонов 433 и 868 МГц. Лежащая в основе модулей микросхема приемника RA01 содержит PLL-синтезатор частоты с малым временем установления для поддержки режима прыгающей частоты с высокой разрешающей способностью. Данная опция облегчает образование множе ства каналов приема в указанных диапазонах частот, а многополюсный полосовой фильтр повышает надежность удержания радиосвязи. Программируемый полосовой канальный фильтр поддерживает различные варианты битрейта и девиации частоты.

Радиомодуль RAM01 построен по схеме обработки сигнала с низкой промежуточной частотой. К необходимому минимуму сведено использование дополнительных внешних компонентов. Схемотехника данных устройств позволяет заменить традиционные суперрегенеративные и супергетеродинные приемники, при этом можно выбрать нужную рабочую частоту логическими сигналами или обычными перемычками. Кроме того, имеется возможность производить фильтрацию данных и восстановление частоты, а также распознавать шаблоны принимаемых данных и читать данные во всех регистрах. На рис. 2 представлена типовая схема включения RAM01.

В радиомодуле имеется последовательный SPI-совместимый интерфейс, таймер пробуждения, детектор напряжения батареи питания, вход сигналов тактирования и сброса для микроконтроллера, что характерно для всех упомянутых радиомодулей.

Основные параметры радиомодуля RAM01:

На рис. 3 представлен внешний вид радиомодуля RAM01.

RFM12 — универсальный модуль ЧМ-трансивера

В дополнение к простым модулям приемника и передатчика (RFM01 и RFM02) выпускается RFM12 — универсальный радиомодуль трансивера для работы в диапазонах 433 и 868 МГц. Он построен на основе микросхемы трансивера RF12, имеющей PLL-синтезатор, блок нулевой промежуточной частоты, а также последовательный SPI-интерфейс для связи с внешним микроконтроллером.

Трансивер — более сложное и универсальное устройство, но в нем так же, как и у других радиомодулей серии, имеется таймер пробуждения, детектор разряженной батареи, автоматическая настройка антенны, аналоговый и цифровой измерители уровня принимаемого сигнала, вход сигналов тактирования и сброса от внешнего микроконтроллера, дифференциальный вход для антенны, внутренний демодулятор.

Радиомодуль RFM12 рассчитан для работы в паре с таким же модулем ЧМ-трансивера. В диапазоне 433 МГц удается достичь устойчивой связи при прямой видимости на расстоянии до 150 м.

Основные параметры радиомодуля RFM12:

RFM12B — экономичный радиомодуль ЧМ-трансивера

RFM12B является экономичным решением модуля трансивера. Он имеет пониженное напряжение питания и несколько меньшую выходную мощность передающего тракта. Добавлены еще два частотных диапазона — 315 и 915 МГц. Другие параметры полностью повторяют значения, характерные для радиомодуля линии RFM12.

Отличающиеся параметры радиомодуля RFM12B:

RFM12BP — 500-мВт модуль ЧМ-трансивера

Развитием линейки трансиверов является модуль RFM12BP с повышенной выходной мощностью в 500 мВт и с высокой чувствительностью приемного тракта 118 дБм.

Так же как и в предыдущих случаях, в нем используется чип RF12, с теми же техническими параметрами.

Модуль RFM12BP рассчитан для работы в паре с модулем ЧМ-трансивера RFM12. В диапазоне 433 МГц, при такой конфигурации, удается достичь устойчивой связи на расстоянии до 3000 м при прямой видимости.

Дополнительные параметры радиомодуля RFM12BP:

Типовая схема подключения цепей данных и питания представлена на рис. 4.

Модуль ЧМ-трансивера RFM12BP производятся в виде печатной платы с размерами 40,0 × 20,0 × 24,2 мм. Его внешний вид представлен на рис. 5.

Специализированные радиомодули серии HM

Модули HM-серии с успехом используются для создания систем беспроводной передачи данных, дистанционного управления и мониторинга процессов, передачи голоса, сигнализации и охраны, а также для замены морально устаревающих беспроводных систем передачи данных. Известно, что системы связи с ЧМ-модуляцией по многим параметрам превосходят системы с АМ-модуляцией. Очевиден выбор решения в пользу ЧМ-систем не только на стадии проектирования, но и при модернизации уже существующего оборудования. Компания Hope RF предлагает разработчикам электронной аппаратуры HM-серию специализированных радиомодулей, построенных, так же как и RFM-серия, на RF-чипах. Радиомодули работают при температурах от –35…+80 °C и в отличие от RFM-серии имеют интерфейс связи с внешними устройствами типа UART.

В таблице 2 представлена номенклатура и основные характеристики HM-серии.

HM-R — компактный модуль ЧМ-приемника

Компания Hope RF производит HM-R — линейку простых в применении и недорогих ЧМ-приемников для диапазонов 433, 868 и 915 МГц. Поддерживая достаточно высокую скорость приема данных в диапазоне 600–9600 бит/с (300 бит/с – 100 кбит/с с внешним фильтром) и обладая хорошей чувствительностью, радиомодули способны обеспечить уверенную связь с передатчиками HM-T, HM-TR на расстояниях от 160 до 370 м.

Модули отличаются высокой экономичностью в широком диапазоне питающих напряжений 2,5–5 В, при этом потребляя ток порядка 9–11 мА. Устройства имеют малые размеры. Характерным отличием радиомодулей HM-R является возможность прямой замены ими аналогичных устаревающих АМ-модулей.

Параметры радиомодуля HM-R:

HM-T — компактный радиомодуль ЧМ-передатчика

Для совместной работы с приемниками HM-R разработана и производится линия HM-T — ЧМ-передатчиков для диапазонов 433, 868 и 915 МГц. Модули передатчиков обеспечивают скорость передачи данных в диапазоне 600–9600 бит/с или 300 бит/с – 100 кбит/с с использованием внешнего фильтра, что соответствует тем же значениям по пропускной способности приемных радиомодулей HM-R. При выходной излучаемой мощности в несколько милливатт они способны обеспечить уверенную связь на расстоянии до 370 м при прямой видимости. Такой мощности вполне достаточно для большинства применений.

Устройства HM-T эффективно работают в диапазоне питающих напряжений 2,5–5 В, при этом потребляя ток всего 25–31 мА. Ими тоже можно заменить устаревающие АМ-модули без модификации программного обеспечения последних.

Параметры радиомодулей HM-T:

Радиомодули приемников HM-R и передатчиков HM-T выполнены в виде печатных плат с габаритными размерами 26,0×21,3×7,14 мм. Внешний вид радиомодулей HM-R и HM-T представлен на рис. 6.

HM-TR, HM-TRS — модули трансиверов с UART и RS232

Очень часто приходится решать задачу сбора данных с множества разнообразных датчиков, расположенных на расстоянии в несколько сотен метров, и накопления информации в компьютере или отдельном микропроцессорном устройстве. Наиболее просто сделать это с помощью беспроводных устройств. Чтобы снизить стоимость и упростить создание такого решения, предлагается линейка HM-TR — ЧМ-радиомодулей трансиверов. Модули способны уверенно обеспечивать беспроводной обмен данными на расстоянии до 330 м при скоростях приема-передачи 9600 бит/с. При этом проводится контроль протокола связи и сохраняется полная прозрачность со стороны пользовательского интерфейса UART или RS232, что значительно облегчает процесс проектирования устройств.

Радиомодули HM-TRS функционально не отличаются от HM-TR. Различия лишь в SMD-технологии сборки и размерах печатных плат. У HMTRS они составляют 24,0×29,0×4,0 мм, что существенно меньше чем у HM-TR. На плате отсутствует антенна, а штыревой разъем заменен на краевой.

Радиомодули HM-TR и HM-TRS имеют два режима работы: «режим связи» и «режим конфигурации». Установленные на радиомодуле два светодиода выполняют разные функции в различных режимах работы.

Для лучшего понимания логики работы приведем типовые схемы включения радиомодулей HM-TR(HM-TRS) для различных режимов работы (рис. 7, 8).

Судя по представленным схемам, в первом случае радиомодуль находится в рабочем режиме, а в «режиме конфигурации» производится настройка параметров связи и передачи данных. Потребителям радиомодули поставляются с заводскими настройками параметров. С помощью программного обеспечения HM-TR Setup utility (рис. 9) можно изменять настройки и сохранять их в памяти модулей.

Параметры радиомодулей HM-TR(HM-TRS):

На рис. 10 представлен внешний вид радиомодуля HM-TR.

Таким образом, применение радиомодулей Hope RF, работающих в диапазонах 315, 433, 868, 915 МГц, позволяет разработчикам создавать оригинальные современные и недорогие системы с новыми потребительскими свойствами.

Источник