Передатчик на 868 мгц своими руками

Добавил пользователь Алексей Ф.
Обновлено: 04.10.2024

За последние 3-4 года в мире отмечается всё расширяющаяся тенденция к переводу бытовой техники на управление по радиоканалу и интеграцию в домашнюю беспроводную локальную сеть (WLAN). Необычайно популярными стали беспроводные соединения, использующие общедоступные полосы радиочастот от сотен МГц до единиц ГГц. Это разного рода системы радиоуправления, охранной и пожарной сигнализации, автоматическое открытие дверей и ворот, централизованное управление микроклиматом и освещением.

Существует ряд традиционных решений, основанных на дискретных LC-схемах передатчиков и сверхрегенеративных приёмников. Такие приёмники характеризуются невысокой избирательностью и большой восприимчивостью к помехам. Из практики известно, что устройства, проектируемые на основе сверхрегенеративных систем, несмотря на малую потребляемую мощность, простоту и дешевизну, имеют ограниченное применение из-за сравнительно низкой надёжности. Они могут самопроизвольно включаться или вообще отказываться работать, поэтому их не используют в профессиональных решениях (встречаются случаи включения автосигнализации в припаркованной у тротуара машине пешеходом, разговаривающим по сотовому телефону).

Супергетеродинные приёмники, с другой стороны, имеют стабильные параметры, хорошую чувствительность и избирательность, но это приводит к усложнению устройства. В таких схемах используется распределение усиления между усилителями ВЧ и ПЧ. Однако, их основным недостатком является большая потребляемая мощность, нежелательное излучение гетеродина, больший размер и высокая стоимость.

Похожая ситуация и с передатчиками: узкая полоса и высокая стабильность частоты в широком температурном диапазоне требуют больших размеров и стоимости.

Ниже представляем основную информацию о наиболее интересных гибридных микросборках фирмы RFM.

Таблица 1. Стандартные гибридные микросборки.

Частота, МГц	Передатчик	Приемник	Приемопередатчик
315,0	HX1005 TX5001	RX1405 RX5001	TR3001
418,0	HX1003 TX5002	RX1300 RX1305 RX13010 RX1320	TR3002
433,92	HX1000 HX1007 TX5000	RX1000 RX1005 RX1010 RX1020 RX5000 RX5500	TR3000
868,35	HX4007 TX6001	RX4700 RX4756 RX6001 RX6501	TR1001
868,35	HX2000 HX6000	RX2010 RX2020 RX2056 RX6000	TR1000

Передатчик HX1000.

Блок-схема передатчика HX1000 представлена на рис. 1. Генератор выполнен на усилителе с ПАВ фильтром в цепи обратной связи. Другой идентичный фильтр на ПАВ используется для подавления гармоник в выходном сигнале. При передаче используется 100-% амплитудная модуляция.

Рис. 1. Блок-схема HX1000.

Таблица 2. Основные параметры HX1000.

Параметр	Значение
Параметр	Мин.	Тип.	Макс.
Рабочая частота, МГц	433,72	433,92	434,12
Выходная мощность, мВт	1
Напряжение питания, В	2,7	3,0	3,3
Ток потребления (пик.), мА	7	10
Ток покоя, мкА	1
Рабочая температура, °С	-40	+85
Выходное сопротивление, Ом	50

Приёмник RX1000.

Рис. 2. Блок-схема приемника RX1000.

Главной особенностью и новинкой приёмников RFM является уникальная внутренняя архитектура ASH (Amplifier Sequenced Hybrid receiver), базирующая на ПАВ-технологии. На рис. 2 представлена упрощённая блок-схема RX1000. Типовая частотная характеристика приёмника представлена на рис. 3. Законченная схема приёмника требует лишь трёх дополнительных внешних конденсаторов (рис. 6).

Рис. 3. АЧХ приемника RX1000.

Таблица 3. Основные параметры RX1000.

Параметр	Значение
Параметр	Мин.	Тип.	Макс.
Рабочая частота, МГц	433,72	433,92	434,12
Чувствительность, дБм	-100
Напряжение питания, В	2,7	3,0	3,5
Ток потребления, мА	1,1	1,25
Выходное сопротивление, Ом	50
Рабочая температура, °С	-40	+85

Функционально, это законченный приёмопередатчик, перекрывающий расстояния 50–250 м. Пропускная способность составляет 19,2 кБод при 100-% амплитудной модуляции (OOK — On/Off Keying). При снижении глубины модуляции и работе в непрерывном режиме ASK (Amplitude Shift Keying) скорость передачи данных возрастает до 115,2 кБод. Встроенный в TR3000 приёмник выполнен по ASH-технологии. Он имеет регулируемый порог шумоподавления и АРУ. Выпускается в корпусе SM-20L для монтажа на поверхность, с размерами 9x10x2 мм.

Таблица 4. Основные параметры TR3000.

Параметр	Значение
Параметр	Мин.	Тип.	Макс.
Рабочая частота, МГц	433,72	433,92	434,12
Время вкл./выкл. передатчика (ООК), мкс	12/6
Время переключ. прием/передача, мкс	20
Выходная мощность, мВт	0,75
Напряжение питания, В	2,7	3,5
Ток потребления приемника, мА	1,8
Ток потребления передатчика (пик), мА	12
Ток потребления в режиме sleep, мкА	5
Рабочая температура, °С	-40	+85

Внутренняя структура ASH-приёмника.

ASH-тракт (рис. 2) состоит из входного антенного ПАВ-фильтра, первого и второго усилителей ВЧ, работающих с временным разделением, и промежуточной линии задержки на ПАВ. Задержка составляет около 0,5 мкс. УВЧ1 и УВЧ2 работают попеременно, в противофазе, через линию задержки, что исключает перекрёстную связь при больших коэффициентах усиления, так как цепь усиления разорвана во времени. Выход УВЧ2 подключен через амплитудный детектор к ФНЧ с шириной полосы 2–150 кГц, откуда НЧ-сигнал поступает через внешний конденсатор на компаратор, формирующий цифровую последовательность.

При этом достигается чувствительность -98 дБм и подавление боковых полос не менее чем на 90 дБ. Общее усиление соизмеримо с получаемым в супергетеродинном приёмнике и имеет отличную стабильность. Селективность также соизмерима с супергетеродином, так как внеполосная режекция осуществляется и во входном ПАВ-фильтре, и в линии задержки.

Первые практические реализации ASH-технологии (1994 г.) представляли собой согласованные наборы из специализированной микросхемы и 2 ПАВ-устройств. Сейчас в виде единой микросборки поставляются не только приёмники, но и приёмопередатчики.

Более того, ASH-структуры усиленно развиваются, и на смену их второму поколению приходят следующие. Серии HX/RX 1000 и 2000 в этом году будут заменены сериями TX/RX 5000 и 6000. Новое поколение pin-to-pin совместимо с предыдущим, но имеет ещё один каскад ПАВ-фильтрации, значительно улучшенную чувствительность в полосе 800–900 МГц и расширенный динамический диапазон. Введён экономичный режим энергопотребления. Суммируя всё сказанное, можно сказать, что приёмник с архитектурой ASH имеет больше преимуществ, чем его супергетеродинный эквивалент. Все необходимые функции заключены в одной микросборке. Схемы ПАВ дают возможность разместить весь приёмник в необычайно маленьком корпусе. Не требуется регулировка частоты. Отсутствие высокочастотного гетеродина устраняет проблему паразитного излучения и уменьшает потребление тока. Дальнейшее уменьшение потребляемой мощности получается за счёт попеременно включаемых усилителей ВЧ, что снижает потребляемый ток вдвое.

Практический пример использования микросборок.

Рис. 4. Сигнально-охранное устройство.

Сигнально-охранное устройство, собранное с использованием микросборок HX1000 и RX1000, представлено на рис. 4, 5 и 6.

Рис. 5. Схема сигнально-охранного устройства.

В схеме передатчика, кроме уже описанной микросборки HX1000, применён модулятор на микросхеме CD4011 (К561ЛА7). Два первых элемента ИЛИ-НЕ работают как “ключевой” генератор. Его выходной сигнал управляет звуковым генератором. Время действия “ключевого” импульса можно изменять корректировкой значений R1 и С1, а тон звукового сигнала — R2 и С2. К выходу приёмника RX1000 подключен усилитель на транзисторе Т1 с пьезокерамическим излучателем.

Рис. 6. Типовая схема приемника на базе RX1000.

Микросборки RFM могут быть смонтированы даже в обыкновенных крышках от соков. Внешние логические схемы подключаются к ним при помощи разъёмов и штекеров. Посередине крышек, через отверстия диаметром 3 мм, выведены антенны, выполненные из отрезков медной проволоки в эмалевой изоляции.

Рис. 7. Антенна на 433,92 МГц.

Нижняя часть антенны упрочнена при помощи изолирующей втулки и водостойкого клея и припаяна непосредственно к ножке микросборки. Полная длина антенны, вместе с катушкой индуктивно-стью около 68 нГн, составляет 90 мм. Эскиз антенны, с размерами, подобранными для частоты 433,92 МГц, показан на рис. 7. Для питания использованы две пальчиковые батарейки, но можно использовать и миниатюрные элементы CR2032. Реальный радиус действия такой системы составил около 250 м на открытой местности.

Рис. 8. Приемник с цифровым кодером.

Значительно повысить помехоустойчивость радиосигнализации можно, используя цифровое кодирование. В передатчике (рис. 8) можно использовать кодер MC145026 (Motorola), а в приёмнике (рис. 9) — декодер MC145028. Активный сигнал на выходе декодера появится только при совпадении кодовой комбинации на выводах 1-5 кодера и декодера. Таким образом, реализуя кодовое разделение канала, можно получить очень большое количество комбинаций, что позволит использовать один частотный канал многими пользователями.

Думаю не мне одному с детства хотелось собрать
рации своими руками.Но тогда не хватало опыта,да и
элементная база хромала.
Периодически искал в книгах и в сети
информацию по этому направлению.Но находилось в основном сырье сплошное.
Недавно поиски привели к успеху,на сайте вртп.
Решил поделится своим небольшим отчетом по повторению конструкции.
Может это будет кому-то интересно.
Радиостанции я изготовил за сравнительно короткое время.Оно было потрачено в
основном на поиск необходимых SMD-индуктивностей,диодов и варикапов.
Эти детали по-прежнему доступны в малом ассортименте у нас в городе.
Обо всем по-порядку.
Для начала схема:

Характеристики:
Радиостанция имеет 4 канала .
1 - 439,08 МГц
2 - 438,08 МГц
3 - 437,08 МГц
4 - 436,08 МГЦ
Сдвиг частоты на 80 кГц от установленной в EEPROM из - за применения варикапа
, сдвигающего частоту опорного генератора ( контроллера ) вверх .
Частоты передатчика и гетеродина приемника прописаны в памяти ( EEPROM )
микроконтроллера . При прошивке их не нужно вписывать вручную (
контроллер сам себе их запишет автоматически по факту первого включения
девайса ) . Корректировать сетку частот можно , оставляя неизменным
разнос частот между передачей и приемом .
Потребляемый ток в режиме приема - 25 мА .
Потребляемый ток в режиме передача - 140 мА .
Чувствительность приемного тракта - около 0.5 мкВ .
Выходная мощность - 0.3 Вт при питании 7.5 вольт .
Модуляция ЧМ ( девиация 30 кГц ) .
Питание 7 - 12 вольт .
Вначале схема содержала внешний регулятор шумодава.
Потом подверглась коррекции.В окончательном варианте
шумодав выполнен полностью программно+добавлена защита входа приемника от выхода передатчика.
Переделки минимальны,поэтому печатка используется та же,просто "лишние" элементы не запаиваются.
В архиве также прошивка под модифицированный вариант.
Этапы сборки(извиняюсь,более качественные фото делать нечем):

Архив со всем необходимым прилагаю.
Всем спасибо за внимание.Рад буду помочь чем смогу
повторяющим конструкцию.

Я тоже
Вообщем будем собирать теперь радиостанции на этой-же микросхеме,
но работающие в режиме двухсторонней дуплексной связи на одной частоте между двумя абонентами.Как?Использовано временное разделение.Оригинал на том же вртп.
Это еще не все,применяется скремблирование.
Но об этом-тссссссссссс.
Каким контр.органам понравится такой сигнал.
Основные характеристики следующие:

- Частоты – переключаемые кнопкой из 5 возможных
1. Для прошивки диапазона 433 МГц:
Частота номер 1 - 430,242 МГц
Частота номер 2 - 432,620 МГц
Частота номер 3 - 435,000 МГц
Частота номер 4 - 437,380 МГц
Частота номер 5 - 439,755 МГц
2. Для прошивки диапазона 868 МГц:
Частота номер 1 - 860,485 МГц
Частота номер 2 - 865,240 МГц
Частота номер 3 - 870,000 МГц
Частота номер 4 - 874,760 МГц
Частота номер 5 - 879,510 МГц
3. Для прошивки диапазона 915 МГц:
Частота номер 1 - 900,727 МГц
Частота номер 2 - 907,860 МГц
Частота номер 3 - 915,000 МГц
Частота номер 4 - 922,140 МГц
Частота номер 5 - 929,265 МГц

- Модуляция – FSK (частотная манипуляция)
- Мощность- порядка 5-7 мВт
- Чувствительность – порядка (-100) – (-102) дбм
- Дальность связи – до 150-250 м
- Напряжение питания – 3,3 – 5 В.
-Ток потребления – 46,3 ма (при 3,9 В)

Контроллеры ведущей и ведомой радиостанций имеют одну и ту же программную прошивку, поэтому
радиостанции назначаются ведущей и ведомой аппаратно, через вывод
микроконтроллера номер 23. Чтобы радиостанция была
назначена ведущей, этот вывод необходимо соединить с ”землей”. В ведомой
станции этот вывод ни к чему не подключается. Если этот вывод имеет
одинаковое состояние в обеих станциях, то связь между ними не будет
возможной. С функциональной точки зрения между ведущей и ведомой
станциями никакой разницы нет.

Радиостанции собраны на микроконтроллере PIC24FJ64GA004, RF-трансивере MRF49XA, цифро-аналоговом
преобразователе (ЦАП) MCP4921, усилителе мощности звукового сигнала
LM386 и довольны просты по конструкции.
Признаюсь,дальность до 200м не впечатляет.Но в микроконтроллере
есть выход для управления УМ если кому-то мало.
В режиме приема на этом выводе уровень логического "0", в режиме передачи - уровень логической "1".
Схемка:

Номиналы компонентов с 3-мя идущими через дробь значениями соответствуют
прошивкам для диапазонов 433/868/915 МГц соответственно.

Одним из путей при разработке устройств для беспроводных сетей ISM-диапазона является использование готовых модулей и микросборок, интегрирующих на платах для поверхностного или мезонинного монтажа все элементы радиотракта, включая приемопередающие. При этом разработчик получает возможность сократить время выхода конечного продукта на рынок, избавлен от разработки топологии печатной платы для высокочастотной части. Все компоненты радиотракта согласованы между собой, и весь модуль в целом имеет согласованные параметры по температурному диапазону, мощности радиосигнала и др. При небольших партиях изделий использование готовых модулей приводит к сокращению суммарных затрат на единицу продукции.

На плату модули могут крепиться как при помощи поверхностного монтажа, так и мезонинным способом (для этого необходимо дополнительно к контактным площадкам припаять штыревые контакты с шагом 2 мм).

Радиочастотные характеристики модулей:

протокол верхнего уровня 6LoWPAN или SimpliciTI;
рабочий диапазон частот 863–873 МГц;
программируемая выходная мощность передатчика до 27 дБм;
чувствительность приемника до –116 дБм;
скорость передачи данных до 500 Кбит/с;
тип модуляции 2-FSK, 2-GFSK, 4- FSK, MSK, ASK/OOP;
тип антенны — внешняя, разъем SMA (UFL — опционально).

напряжение питания 1,8–3,6 В;
потребляемый ток в режиме передачи до 200 мА;
потребляемый ток в режиме приема до 50 мА;
потребляемый ток в дежурном режиме 2,2 мкА;
потребляемый ток в режиме сна 1,2 мкА;
максимальное напряжение низкого уровня на цифровых входах 0,75 В;
минимальное напряжение высокого уровня на цифровых входах 2,1 В.

Выходная мощность, дБм

Ток потребления, мА

Осциллограммы токов потребления в различных режимах представлены на рис. 3. В таблице 1 представлены данные по токам потребления при различной выходной мощности.

Рис. 3. Осциллограмма тока потребления модуля при выходной мощности +14 дБм:
1 — ток потребления платы SerialBridge при работе от внешнего источника питания 9 В, 1,35 мА;
2 — потребление модуля в режиме сброса — 2,6 мА;
3 — запуск приложения, инициализация контроллера модуля – 4,2 мА;
4 — передача пакетов, выходная мощность +14 дБм, — 50 мА;
5 — режим приема – 13,5 мА

Настройки последовательного интерфейса, установленные по умолчанию:

скорость 9600 Кбит/с;
число стоповых бит — 1;
четность — нет;
управление потоком аппаратное CTS/RTS.

Алгоритм работы модулей

Наличие соединения регулярно проверяется модулями через заранее определенное время. В демонстрационном варианте это время равно 1 с. Проверка соединения осуществляется только в отсутствие обмена данными по UART, что исключает влияние процесса проверки соединения на пропускную способность системы. Выводы, используемые стандартной прошивкой, представлены на рис. 4.

При установке соединения на выводе 36 модуля (PING) появляются высокочастотные прямоугольные импульсы. Состояние приемопередатчика модуля можно отслеживать по сигналам на выводах 25, 26 — индикация передачи, индикация приема. В соответствующем режиме на одном из них появляется сигнал высокого уровня.

Эфирный протокол демонстрационного комплекта имеет ограничения в части гарантии доставки пакетов. По умолчанию каждый пакет требует подтверждения доставки от адресата. При отсутствии подтверждения отправитель делает ограниченное число повторных попыток передачи (их количество устанавливается на этапе производства и по умолчанию равно 100). По исчерпании числа попыток отправитель считает, что связь прервалась, и переходит в режим установки соединения, определяемый его сетевой ролью.

Плата SerialBridge 2.1

Для тестирования работы модулей и пользовательских приложений на их основе, а также в качестве достаточно универсального шлюза может быть использована плата SerialBridge 2.1 [4] (рис. 5), являющаяся также материнской платой модема RFSerialBridge.

Рис. 5. Плата SerialBridge 2.1

На плате находятся:

посадочное место для установки модуля;
преобразователи интерфейсов USB–UART, RS485–UART, RS232–UART с соответствующими им разъемами;
конфигурационные разъемы, позволяющие настраивать интерфейсы — тип преобразования, используемые модемом или интерфейсами сигналы;
отладочный разъем;
стабилизаторы питания;
разъемы для подключения питания.

Для целей отладки и тестирования плата обычно подключается к USB-разъему персонального компьютера, где определяется как последовательный порт (COM-порт). После этого при помощи любой из программ — эмуляторов терминала можно подключаться к данному порту и посылать данные на UART-интерфейс беспроводных модулей. Белый светодиод, установленный на SerialBridge 2.1, предназначен для индикации установленного соединения. Процесс радиообмена отображается светодиодными индикаторами RF TX (красный) и RF RX (зеленый). Также отображается состояние линий RTS, CTS и происходит индикация наличия питания на плате. Функция требования подтверждения приема пакета может отключаться с помощью кнопки Ping/Restart Network. Для этого необходимо удерживать кнопку на плате передающего устройства в процессе передачи данных. При необходимости стереть данные о привязке модулей необходимо быстро, в течение 2 с, нажать кнопку PING четыре раза.

При помощи конфигурационных разъемов (путем установки на них перемычек) можно настроить необходимые преобразования интерфейсов, что позволяет подключать беспроводные модули к различному промышленному, коммуникационному, научному оборудованию и к системам учета потребления ресурсов.

Помимо обеспечения вывода сигналов модуля на периферийные интерфейсы, плата SerialBridge может служить универсальным преобразователем последовательных интерфейсов. Возможные комбинации преобразований представлены в таблице 2.

Т а б л и ц а 2 . Доступные с помощью платы SerialBridge 2.1 преобразования интерфейсов

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?

Что лучше для электронных пультов: 433, 868 или 2400 МГц?

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.

Про частотный диапазон 868 МГц

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.

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.

Читайте также: