Zastosowania radiowe często wymagają dużego zasięgu, zarówno w pomieszczaniach jak i na zewnątrz. W Europie tego rodzaju zastosowania są często realizowane w nielicencjonowanych zakresach częstotliwości sub-GHz 433 MHz lub 868 MHz. Z powodu niskiej częstotliwości w pasmach tych występują niskie wskaźniki tłumienia, dlatego możliwe jest osiągnięcie dalszego zasięgu transmisji niż w przypadku pasma 2,4 GHz.
Rozwiązanie to ma jednak dwie wady, mianowicie:
● Cykl pracy dopuszczalny przez prawo. Przykładowo: czas transmisji może być ograniczony do 1 procenta (36 s na godzinę).
● Pasma sub-GHz nie są zharmonizowane w skali światowej.
Może to spowodować olbrzymie koszty uzyskiwania niezbędnych homologacji poza Europą.
Dzięki możliwości uzyskania dłuższego zasięgu, w paśmie sub-GHz często pracuje automatyka domowa, na przykład oświetlenie, ogrzewanie, systemy zamykania, klimatyzacja lub liczniki. Ograniczenie cyklu pracy jest akceptowane, gdyż takie aplikacje rzadko przesyłają dane albo częstotliwość przesyłania danych przez większość urządzeń zasilanych z baterii jest ograniczona jej pojemnością.
Moduł radiowy iM282A 20 mm × 25 mm musi znajdować się w trybie nadawania – jeśli mikrosterownik jest w trybie oszczędzania energii – przy 8 dBm moc wyjściowa wynosi tylko 25 mA, w przypadku odbioru 9 mA, a w trybie oszczędzania energii znacznie poniżej 1 μA.
Mimo to, wciąż konieczne jest uzyskanie homologacji produktu radiowego. Pasmo sub-GHz to swego rodzaju chaotyczna mozaika, z różnymi zakresami częstotliwości i wymaganiami prawnymi w poszczególnych regionach. Natomiast pasmo 2,4 GHz jest zharmonizowane i stanowi alternatywę w zakresie homologacji. Poza tym, urządzenie pracujące w paśmie 2,4 GHz nie podlega ograniczeniom cyklu pracy.
Popularne technologie bezprzewodowe pracujące w tym paśmie to Wi-Fi, Bluetooth i Zigbee. Mimo to, zasięg jaki udawało się osiągnąć to maksymalnie kilkadziesiąt metrów. Większy zasięg wymagał złożonych, a więc kosztownych, sieci bezprzewodowych z wieloma stacjami bazowymi, węzłami przekaźnikowymi lub wzmacniaczami mocy. Jak do tej pory, prosty i niedrogi system bezprzewodowy w paśmie 2,4 GHz nie był dostępny.
Zasięg 10 km przy 2,4 GHz
Za pomocą nadajnika-odbiornika iM282AI MST GmbH otwiera pasmo 2,4 GHz dla dalekich zasięgów. Dzięki zastosowaniu modulacji LoRa (zmiana częstotliwości) możliwe jest osiągnięcie zasięgu do 10 km w linii prostej bez konieczności stosowania dodatkowych wzmacniaczy mocy.
Moduł radiowy iM282A oparty jest na nowym układzie scalonym nadajnika-odbiornika SX1280 produkcji Semtech i posiada mikrosterownik Cortex M3. Układ scalony zawiera trzy modemy bezprzewodowe. Oprócz modulacji LoRa może stosować modulację GFSK i GMSK oraz FLRC (szybka komunikacja długiego zasięgu). Modulacja FLRC oparta jest na koherentnej demodulacji GMSK, w połączeniu z korekcją błędów transmisji i przeplataniem, dzięki czemu umożliwia przepływności do 1,3 Mbps z czułością odbiornika wyższą o 8 do 10 dB (rysunek 2). W zależności od zasięgu, za pomocą nadajnika-odbiornika SX1280 można osiągnąć przepływności od 476 bit/s do 2,3 Mbit/s.
Rysunek 2a. Nadajnik-odbiornik Semtech SX1280 posiada trzy podstawowe tryby pracy: LoRa, FLRC i FSK (kluczowanie częstotliwości)
Rysunek 2b. Każdy tryb zapewnia wiele punktów pracy; na podstawie przepływności i możliwej do uzyskania czułości odbiornika można wybrać najbardziej korzystny punkt.
Rysunek 3. W trybie LoRa osiem wartości „Spreading factor” (SF5 - SF12) i cztery pasma do wyboru dają w sumie 32 punkty pracy nadajnika-odbiornika SX1280 w module radiowym iM282A, zapewniając różne wartości czułości
Wyniki badań połączenia radiowego 2,4 GHz wykonanego z użyciem zestawu startowego SK-iM282A.
Moduł radiowy iM282A znajduje się w naszej ofercie i jest dostępny w magazynie. Zestaw startowy SK-iM282A można zamówić na żądanie na korzystnych warunkach.
Jeżeli interesują cię produkty IMST lub chciałbyś dowiedzieć się czegoś więcej, skontaktuj się z nami i wyślij wiadomość na adres info@soselectronic.pl
Czy spodobały Ci się nasze artykuły? Nie przegap żadnego! Zajmiemy się wszystkim za Ciebie i chętnie sami Ci je dostarczymy.
