IMOTECH. СТАТЬИ

 

Радиомодули и радиомодемы компании Coolwave ISM диапазона

В последнее время всё большее распространение принимает применение радимодулей ISM (Industrial Scientific Medical) диапазона. В первую очередь, это вызвано удобством и простотой применения. Во вторую, экономической выгодой. Часто на организацию проводной линии связи требуются в несколько раз большие затраты, чем на беспроводную. В этой статье рассмотрены радиомодули и радиомодемы компании Coolwave.

Когда у инженера появляется необходимость связать несколько устройств для передачи между ними данных на расстояния от нескольких метров до 1 км, то эту передачу можно реализовать с помощью проводных или беспроводных интерфейсов. На первый взгляд, самое простое решение, это использовать проводной интерфейс, как, например, RS485. Но не всегда это решение можно реализовать, прокладка кабеля может быть затруднена или потребовать длительных и сложных согласований, и во многих случаях потребует значительных экономических затрат. Выходом из такой ситуации может быть применение радиомодулей ISM диапазона. Они просты в применении, не требуют регистрации и платы за использование частотного ресурса в отличии от радиоустройств не ISM диапазона. Всё перечисленное позволяет быстро выйти на рынок с конкурентоспособным продуктом.


Рис. 1. Внешний вид DP1203

Применение встраиваемых радиомодулей имеет ряд преимуществ: не требуется тратить ресурсы и время на разработку и отладку высокочастотной (ВЧ) радиопередающей части устройства, инженеру-разработчику не требуется глубоких знаний в области ВЧ-техники. На рынке электронных компонентов существует множество компаний-производителей предлагающих свои радиомодули, однако среди прочих можно выделить продукцию компании Coolwave (coolwaveasia.com), как наиболее привлекательной по параметру цена/качество. Часть радиомодулей компании Coolwave производится на базе хорошо себя зарекомендовавших радиотрансиверах Semtech (Xemics) XE1203 и XE1205. Компания Coolwave имеет длительную историю партнёрских отношений с компанией Xemics, а затем с Semtech. Поэтому, когда компания Semtech решила отказаться от продвижения радиомодулей и радиомодемов под своей маркой, Coolwave, как партнёр Semtech, получила права на самостоятельное продвижение на рынок радиомодулей DP1203 и DP1205. Аналогичные права на производство радиомодулей и радиомодемов Coolwave получила от компании AMIC Communication Corporation (AMICCOM, Тайвань).

Основные параметры радиомодулей Coolwave приведены в таблице 1. Более подробно остановимся на особенностях радиомодуля DP1203, который наиболее популярен на рынке. Основой модуля DP1203 является трансивер XE1203. Внешний вид модуля с экраном и без показан на рисунке 1, а структурная схема на рисунке 2.

 

Основные характеристики радиомодулей компании Coolwave
Таблица 1.

Наименование

Частотный диапазон,
МГц

Модуляция

Напряжение питания,
В

Ток потребления (приём),
мА

Ток потребления (передача), мА

Выходная помощь,
дБм

Чувствительность,
дБм

Скорость передачи (макс.),
кбит/с

Размер,
мм

DP1203

433, 868, 915

2ЧМн

2,4…3,6

14

33 (5дБм)

0, 5, 10, 15

-114 (4,8кбит/с)

153,2

18х30

DP1205

433, 868, 915

2ЧМн

2,4…3,6

14

33 (5дБм)

0, 5, 10, 15

-120 (4,8кбит/с)

153,2

18х30

CWDP1203

433, 868, 915

2ЧМн

2,4…3,6

14

33 (5дБм)

0, 5, 10, 15

-114 (4,8кбит/с)

153,2

18х30

CWDP1205

433, 868, 915

2ЧМн

2,4…3,6

14

33 (5дБм)

0, 5, 10, 15

-120 (4,8кбит/с)

153,2

18х30

CWDP08

2400

ГЧМн

2,2…2,7

28

34 (0дБм)

-6, 0

-80 (1Мбит/с)

3000

12х21

CWDP09

2400

ГЧМн

2,2…2,7

28

34 (0дБм)

-6, 0

-80 (1Мбит/с)

3000

12х14

CWDP102A

433

2ЧМн

2,4…3,6

14

24 (5дБм)

0, 5, 10, 15

-114 (4,8кбит/с)

153,2

15х20

CWDP03A

433

2ЧМн

3,3…5

14

200 (25дБм)

25

-114 (4,8кбит/с)

153,2

18х30

 

Рис. 2. Структурная схема DP1203

Одним из основных достоинств DP1203 является возможность программно изменять различные параметры приема и передачи, такие как скорость передачи, выходную мощность, частоту несущей, девиацию и другие. При этом программирование осуществляется через трехпроводной интерфейс SPI (Serial Peripheral Interface). Благодаря этой особенности, появляется возможность организовать многоканальную сеть приемопередающих устройств, используя различные поднесущие. Несколько режимов снижения энергопотребления позволяют использовать радиомодуль в устройствах, работающих длительное время без замены элементов питания. Дополнительный вывод CLKOUT позволяет использовать DP1203 в качестве программируемого опорного генератора для тактирования микроконтроллера, заменяя кварцевый резонатор и удешевляя схему. DP1203 имеет два набора конфигурационных регистров, которые могут быть запрограммированы по отдельности. При программировании конфигурационных регистров задаются два режима работы трансивера. Переключить трансивер из одной конфигурации в другую можно либо программно через интерфейс SPI, либо аппаратно, манипулируя выводом SWITCH. В набор переключаемых параметров входят выходная мощность, частота несущей и некоторые другие.

Используя эту возможность, можно легко построить канал связи с расширением спектра за счет перескоков частоты — Frequency Hopping Spread Spectrum (FHSS). Возможность программирования скорости передачи позволяет в зависимости от приложения либо увеличить скорость передачи, либо уменьшить ее, и за счет этого увеличить дальность связи. Возможность программирования выходной мощности позволяет в зависимости от приложения либо уменьшить энергопотребление, либо увеличить дальность связи, а в сочетании с функцией определения уровня мощности принимаемого сигнала RSSI становится реализуемой идея адаптивного изменения мощности. Функция контроля сдвига несущей частоты FEI позволяет производить точную настройку частот передающего и приемного тракта.

Встроенный синхронизатор данных позволяет принимать данные чистые от помех, при этом отпадает необходимость какой-либо дополнительной внешней обработки данных. Еще одной особенностью радиомодуля DP1203 является узел распознавания данных. При его работе приемный тракт сканирует входящий поток данных и сравнивает его с заранее заданным эталонным значением. При совпадении эталонного значения и фрагмента потока принятых данных формируется соответствующее сообщение. Разрядность эталонного кода и количество несовпадений при сравнении могут быть запрограммированы заранее. Используя эту функцию, можно организовать сеть из адресуемых устройств. Сообщения, передаваемые в такой сети, будут содержать адрес и тело сообщения, адрес конкретного устройства будет задаваться эталонным регистром.

Уникальным узлом, характерным для радиомодуля DP1203, является кодек Баркера. При кодировании Баркера каждый бит данных шифруется несколькими «чипами» (chip), скорость передачи которых составляет 12,7 кчип/с. Таким образом, в сигнал вносится избыточность. Благодаря этой избыточности и особенностям спектральных характеристик кодов Баркера, сигнал, зашифрованный подобным образом, может без потерь передаваться в радиотракте при уровне помех, соизмеримых с уровнем полезного сигнала.

Рис. 3. Внешний вид модема
CWMDP03M

Совмещение в одном корпусе функций приемника и передатчика и встроенный коммутатор антенны позволяют упростить схему всего устройства, минимизировать габаритные размеры приемопередающего тракта, снизить энергопотребление. Благодаря промышленному рабочему температурному диапазону (-40…+85 С0) DP1203 может найти применение во многих областях промышленных приложений, а корпус SMD и доступность в упаковке для автоматизированных сборочных линий позволяют уменьшить затраты производства. Более полную информацию о характеристиках интегрального трансивера XE1203, на основе которого построен радиомодуль DP1203, можно посмотреть на сайте производителя Semtech (semtech.com).

Ещё более функционально-законченными изделиями компании Coolwave являются радиомодемы. Радиомодемы можно рассматривать как радиоудлинители интерфейса RS232. В зависимости от требований заказчика можно выбрать модели с уровнями сигнала ТТЛ или RS232. Основные параметры представлены в таблице 2, а внешний вид модема CWMDP03M на рисунке 3.

 

Основные характеристики радиомодемов компании Coolwave
Таблица 2.

Наименование

Частотный диапазон,
МГц

Модуляция

Напряжение питания,
В

Ток потребления (приём),
мА

Ток потребления (передача), мА

Выходная помощь,
дБм

Чувствительность,
дБм

Скорость передачи (макс.),
кбит/с

Интерфейс

Размер,
мм

CWMDP03

433, 868, 915

2ЧМн

2,6…8

20

40 (5дБм)

0, 5, 10, 15

-114 (4,8кбит/с)

38,4

ТТЛ/RS232

29х37

CWMDP03A

433

2ЧМн

5

20

200

25

-120 (4,8кбит/с)

38,4

ТТЛ/RS232

29х37

CWMDP03M

433, 868, 915

2ЧМн

6…9

20

40 (5дБм)

0, 5, 10, 15

-114 (4,8кбит/с)

38,4

RS232 (DB9)

29х37

CWMDP05

433, 868, 915

2ЧМн

2,6…5

20

40 (5дБм)

0, 5, 10, 15

-120 (4,8кбит/с)

38,4

ТТЛ/RS232

29х37

CWMDP05M

433, 868, 915

2ЧМн

6…9

20

40 (5дБм)

0, 5, 10, 15

-120 (4,8кбит/с)

38,4

RS232 (DB9)

29х37

CWMDP102A

433

2ЧМн

2,6…8

20

40 (5дБм)

0, 5, 10, 15

-120 (4,8кбит/с)

38,4

ТТЛ

24х31

CWMDP121

2400

ГЧМн

3,3

30

36

0

-80 (1Мбит/с)

3000

ТТЛ

14х27

 

Библиографический список:

  • Data sheets (тех. описания) на радиомодули и радиомодемы Coolwave.
  • Data sheets (тех. описания) на радиотрансиверы Semtech.
  • Data sheets (тех. описания) на радиотрансиверы Amiccom.

 

технический специалист ООО «ИМОТЭК» Олег Романов

Последние новости
 

Свидетельство ISO 9001-2015

Сертификация системы менеджмента указывает на нашу заинтересованность в постоянном развитии и стабильность показателей нашей деятельности.

Кварцевые генераторы от российского разработчика НПП «МЕТЕОР-КУРС»

ООО НПП «МЕТЕОР-КУРС» завершает ОКР «Разработка и освоение в серийном производстве термокомпенсированных генераторов, управляемых напряжением.

Новый форм-фактор твердотельных накопителей серии "Комета"

Линейка твердотельных накопителей пополнилась новым форм-фактором MO-300B