Передатчик на 433 МГц, чип антенна, передатчик 10 dBm. Какую дальность можно получить в условиях квартиры? Опции

[Расул]

Доброго времени суток! Подскажите пожалуйста, совсем уже запарился с этими вопросами.
Никогда раньше не делал РЧ схемы, только пользовался готовыми модулями и очень прошу напутствия более опытных старших товарищей. Хочется уже заказать компоненты, чтобы, пока они будут ехать, работать над разводкой платы.
Итак, задача:
а. передатчик cc1110:
мощность 10 dBm;
заявленная чувствительность приемника -95 dBm в интересующем меня режиме;
б. частота работы - 433 МГц (четверть длины волны - 17,2 см);
в. размеры платы - не более 15мм х 60мм;
г. хочу использовать чип антенну;
д. антенна должна быть ненаправленная.

Почитал и посмотрел это: азы-видео, документация на разные антенны - тут, кстати, с чип антеннами в этом диапазоне связываться не рекомендуют, объяснение базовых характеристик антенн.

1. На какую дальность связи можно рассчитывать в условиях квартиры и двухэтажного дома?
2. Я правильно понял, что длина платы должна быть достаточно большой как бы в противовес антенне как вот в этой спецификации? И что для такой маленькой платы лучше выбрать частоты повыше?
У меня впечатление, что я что-то упускаю)
Уже за то, что это дочитали - спасибо!

[mcheb]

а. передатчик cc1110:
мощность 10 dBm;
заявленная чувствительность приемника -95 dBm в интересующем меня режиме;
б. частота работы - 433 МГц (четверть длины волны - 17,2 см);

При четверть длины волны - 17,2 см и мощности 10 dBm можете рассчитывать на 3 км на открытой местности. При ЧИП антенне (1см / 17см)^2 == 3км / 300 примерно метров 10-20

[Расул]

mcheb ух как негусто...
Скажите пожалуйста, как бы вы решили эту задачку (сохранив указанные размеры платы), чтобы обеспечить прием хотя бы на расстоянии 30 метров?

[Gorby]

Скажите пожалуйста, как бы вы решили эту задачку (сохранив указанные размеры платы), чтобы обеспечить прием хотя бы на расстоянии 30 метров?

Высунул бы наружу хвостик длиной тех же 17 сантиметров.

А вот чем обоснован выбор частоты? И каков режим работы? Вы в курсе, что вокруг вашего устройства вдруг откажутся работать сигналки и брелоки? И разгневанные автовладельцы будут шарить глазами в поисках той морды, что так неосторожно выбрала частоту....

[Расул]

Gorby спасибо за отклик!

Частота выбрана такой, потому что мне уже доводилось использовать 433МГц радиомодули на сс1101. Сейчас я не уверен, что оставить эту частоту, это правильное решение. С другой стороны, я читал тут же на форуме, что диапазон 864МГц гораздо более зашумлен.

Режим работы - передача данных во время сеанса связи в течении минуты, занимая полосу в течении не более 10% времени (в идеале на порядок меньше). Затем перерыв на час. Работать будет в помещении. Поэтому вряд ли автовладельцы будут иметь что-то против.

Антенну выводить очень не хочется((. А можно ли ее пустить не в длину, а поперек платы, чтобы не увеличивать длину устройства, как на картинке?
[/URL]

[BaN]

С другой стороны, я читал тут же на форуме, что диапазон 864МГц гораздо более зашумлен.

Не знаю, где вы это прочитали, но всё как раз наоборот, 868МГц чище, чем 433МГц.
Если не нужна связь на большом расстоянии, то я бы посоветовал взять 2,4ГГц и не париться. Но если хотите попариться, то в интернете есть куча информации по различным типам антенн, попробуйте подобрать подходящую:
http://www.ti.com/lit/an/swra161b/swra161b.pdf
http://www.maximintegrated.com/en/app-note...dex.mvp/id/3621
http://www.qsl.net/va3iul/Antenna/Printed_...ip_Antennas.htm
http://www.hoperf.com/upload/rf/ANTENNAS_MODULE.pdf
http://www.ti.com/lit/an/swra088/swra088.pdf
...

[Расул]

BaN а я ведь так вас и послушаюсь) и возьму nRF24LE1, спасибо! Конечно, придется осваивать новую комплектацию.
Только скажите, а проблем с интерференцией с Wi-Fi и другими каналами не будет?
Я просто не очень понимаю, как на 2,4 ГГц можно обеспечить стабильную связь, когда в средней квартире штук 5-6 каналов Wi-Fi может быть забито роутерами из соседних квартир (не считая всяких беспроводных мышек и прочей радости). Или тут есть какие-то хитрости и чип может автоматически подыскивать свободный канал или еще как-то сосуществовать с другими устройствами?
В общем в плане стабильности работы, что бы вы выбрали: 868 МГц или 2,4 ГГц?

Сообщение отредактировал Расул - Feb 20 2015, 19:11

[Расул]

Почитал что пишут на форме Nordic по этому поводу, но мне все равно интересно что вы скажите.
На 2,4 ГГц дистанция получается не очень и проблемы с шумом все-таки присутствуют (хотя там описываются методы борьбы с ним). С другой стороны, размер устройства получается в самый раз.
Еще денек посмотрю и почитаю, а пока я стал склоняться к 2,4 ГГц.
Тяжелый выбор)))

Сообщение отредактировал Расул - Feb 20 2015, 22:00

[A. Fig Lee]

Почитал что пишут на форме Nordic по этому поводу, но мне все равно интересно что вы скажите.
На 2,4 ГГц дистанция получается не очень и проблемы с шумом все-таки присутствуют (хотя там описываются методы борьбы с ним). С другой стороны, размер устройства получается в самый раз.
Еще денек посмотрю и почитаю, а пока я стал склоняться к 2,4 ГГц.
Тяжелый выбор)))

А как у вас в каменных квартирах с 802.15.4?
У нас в деревянных домах MRF24J40MA хватает покрыть весь дом, грубо говоря..

Сообщение отредактировал A. Fig Lee - Feb 21 2015, 03:55

[BaN]

Только скажите, а проблем с интерференцией с Wi-Fi и другими каналами не будет?

Возможные помехи от работающих на той же частоте устройств решаются использованием FHSS.

В общем в плане стабильности работы, что бы вы выбрали: 868 МГц или 2,4 ГГц?

Зависит от необходимого расстояния и преград на пути радиосигнала.
http://www.tinko.ru/article-45

[Aner]

Возможные помехи от работающих на той же частоте устройств решаются использованием FHSS.

Зависит от необходимого расстояния и преград на пути радиосигнала.
http://www.tinko.ru/article-45

В Wi-Fi и так используют технологии OFDM и DSSS, так что FHSS не особо чем там поможет.
А по ссылке примитивное, не полное объяснение, хотябы по причине того что нет ничего про переизлучение для тех диапазонов, мобильная связь на 900Мгц, близкая к 868Мгц по их объяснениям вообще не должна работать за непонятными 4 стенами, то чего не происходит.

[Расул]

близкая к 868Мгц по их объяснениям вообще не должна работать за непонятными 4 стенами, то чего не происходит.

Может дело в мощности?.. В статье все передатчики - 10мВт

Спасибо всем за ссылки!

А как у вас в каменных квартирах с 802.15.4?
У нас в деревянных домах MRF24J40MA хватает покрыть весь дом, грубо говоря..

До уборной не достает

[Aner]

Может дело в мощности?.. В статье все передатчики - 10мВт

Спасибо всем за ссылки!

Нет, в моих проектах на 868Мгц до 7 их стенок, при 10мВт, связь с запасом 20dB получалась. Во многом за счет переизлучения. Но конечно нужно обеспечить, померить мощности отдаваемые в антенну. Также и чутьё приемника должно быть померяно, чтобы понимать бюджет линка.

[BaN]

В Wi-Fi и так используют технологии OFDM и DSSS, так что FHSS не особо чем там поможет.

Использование FHSS поможет уменьшить количество коллизий:
http://www.digikey.com/Web%20Export/Suppli...df?redirected=1
Реализовать AFH будет еще лучше.

А по ссылке примитивное, не полное объяснение, хотябы по причине того что нет ничего про переизлучение для тех диапазонов, мобильная связь на 900Мгц, близкая к 868Мгц по их объяснениям вообще не должна работать за непонятными 4 стенами, то чего не происходит.

Вот есть более подробный документ:
http://ww1.microchip.com/downloads/cn/AppNotes/cn567167.pdf
Насчет переизлучения ничего сказать не могу.

Сообщение отредактировал BaN - Feb 21 2015, 08:48

[Расул]

Завис над этой штукой http://falstad.com/emwave1/
Очень интересная симуляция.

Сообщение отредактировал Расул - Feb 21 2015, 10:15

[Dr.Alex]

При четверть длины волны - 17,2 см и мощности 10 dBm можете рассчитывать на 3 км на открытой местности. При ЧИП антенне (1см / 17см)^2 == 3км / 300 примерно метров 10-20

Кто-нибудь может подтвердить такое ухудшение при использовании чип-антенны? :-)))))))

[Aner]

Кто-нибудь может подтвердить такое ухудшение при использовании чип-антенны? :-)))))))

Такое возможно, без особых проблем, если чип антенна не согласована. Там никто не обещает 50/50 Ом волнового с обоих сторон. Десятые доли миллиметра очень важны при настройке, подгонке. Особенно если используется низкая скорость и узкая полоса. А без измерительных приборов, согласовать достаточно трудно.

[Расул]

Aner так согласовывать нужно в любом случае.
Вопрос был такой, что хотелось узнать, какой дальности можно добиться при грамотном проектировании с учетом допустимых габаритов платы и используемой частоты.
Из этих уроков и ссылок понял, что размеры самой платы тоже должны быть достаточно большими, чтобы сделать удачный приемопередатчик на 433 МГц. И что в этом случае лучше перейти на 868 МГц или 2,4 ГГц.

[Dr.Alex]

какой дальности можно добиться

Если я вижу смд-антенну серьёзной фирмы на 433, на которой написан гэйн около 0 дби и VSWR не сильно больше двух, то совершенно не вижу причин, по которым терялась бы дальность, тем более так драматически как кто-то "насчитал".. :-о

[Расул]

Если я вижу смд-антенну серьёзной фирмы на 433, на которой написан гэйн около 0 дби и VSWR не сильно больше двух, то совершенно не вижу причин, по которым терялась бы дальность, тем более так драматически как кто-то "насчитал"..

Спасибо за отклик! Я окончательно запутался, но я верю, что разберусь. Пересмотрю на выходных все референс дизайны)))
А сейчас уже поздно, пойду спать. :-)))

[Aner]

Если я вижу смд-антенну серьёзной фирмы на 433, на которой написан гэйн около 0 дби и VSWR не сильно больше двух, то совершенно не вижу причин, по которым терялась бы дальность, тем более так драматически как кто-то "насчитал".. :-о

Как это вдруг дальность останется как у анизотропника или диполя! О чем это вы? гэйн, VSWR вообще не причем для дальности связи, по определению этих параметров. Прикинул он правильно, поскольку мощность от таких антенны падает с расстоянием немного более чем ... . Да никогда дальность у пач антен не сравнится с 1/4 волновым излучателем.
(анегдот просто написали: антенная серьёзная фирма - причина не потери дальности связи)

Aner так согласовывать нужно в любом случае.
Вопрос был такой, что хотелось узнать, какой дальности можно добиться при грамотном проектировании с учетом допустимых габаритов платы и используемой частоты.
Из этих уроков и ссылок понял, что размеры самой платы тоже должны быть достаточно большими, чтобы сделать удачный приемопередатчик на 433 МГц. И что в этом случае лучше перейти на 868 МГц или 2,4 ГГц.

Согласование должно быть подтверждено измерениями. Реально дальность с пач антеннами посчитать трудно по многим причинам, за счет не учтеных, переизлучений, дифракций, рефрекций, интерференций и др физических свойств эл.м волн. Приводил ранее некий аналог, пример сравнения, для понимания: Антенна как некая "ложка", зачерпывает из пространства эл.м. мощность, пропорционально своей площади, геом. размеру для соответствующей длины волны. Так если мы уменьшаем физ размер, а это пач антенны, и все укороченные, то мы и теряем на приеме/передаче, так много насколько это уменьшение сделали. Дальность связи можно считать как бюджет линка. Так 868 Мгц выигрывает для уменьшенного размера антенны для дальности связи. 2,4 ГГц выигрывает еще больше, но там проблема меньшего переизлучения через жб стены. Компромис за вами.

[Dr.Alex]

(анегдот просто написали: антенная серьёзная фирма - причина не потери дальности связи)

Ну во-первых не надо приписывать мне своих глупых мыслей.

Как это вдруг дальность останется как у анизотропника или диполя! О чем это вы? гэйн, VSWR вообще не причем для дальности связи, по определению этих параметров. Прикинул он правильно, поскольку мощность от таких антенны падает с расстоянием немного более чем ... . Да никогда дальность у пач антен не сравнится с 1/4 волновым излучателем.

Я конечно в физике антенн не разбираюсь.
Вы не разбираетесь в связи в целом и известны своими эмоциональными бездоказательными утверждениями-вбросами.
Поэтому прошу разбирающихся в теме старших товарищей объяснить, в чём принципиальная разница между двумя взятыми навскидку антеннами, и может ли быть разница в 300 раз по дальности, как было кем-то "рассчитано"?

Прикрепленные файлы

 ant_433_cw_hwr.pdf ( 296.65 килобайт ) Кол-во скачиваний: 30
 An_SMD_UHF_433_1204_0_1.pdf ( 484 килобайт ) Кол-во скачиваний: 29

 

[Aner]

...
Я конечно в физике антенн не разбираюсь.
...

Да и в других предметах вы тоже вы не разбираетесь. А посему вопрос для чего вы в этой теме пишите?
Вы же не дадите ответа по теме а будете вопрошать. Откройте самостоятельно тему и зазывайте старших товарищей туда.
Зачем вам не разбирающемуся в физике антенн человеку флудить?

[EVS]

в чём принципиальная разница

Принципиальной никакой.

может ли быть разница в 300 раз по дальности

Нет. Реально в среднем по объему 2-3 раза за счет небольшого КПД. Если использовать только в конусе 150град по углу места, то вообще никакой.

[Dr.Alex]

Принципиальной никакой.
Реально в среднем по объему 2-3 раза за счет небольшого КПД. Если использовать только в конусе 150град по углу места, то вообще никакой.

Спасибо, значит совпадает с моей точкой зрения. Будут другие мнения?

[rx3apf]

1. На какую дальность связи можно рассчитывать в условиях квартиры и двухэтажного дома?

Расстояние может варьироваться в совершенно непредсказуемых пределах. Как пример - линк, который живет в сельской местности при относительно чистом эфире (ну сигналки попискивают) метров до двухсот, в условияъ многоэтажного кирпичного дома может отказать между этажами, или спустившись на полэтажа за лифт. А может "прострелить" и несколько этажей - как интерференция проявится (20 dB вариации уровня легко можно увидеть и по S-метру UHF-портативки, да даже и на слух четко). А на подоконник поставить - с улицы сотню метров возьмет не особо напрягаясь. В панельном доме - еще тоскливее. Но все лучше, чем 2.4 GHz - там может и за первой дверью заткнуться...

Описанный пример - CC110x, 250kbps+FEC, +10 dBm, спиральные укороченные четвертушки...

Сообщение отредактировал rx3apf - Feb 24 2015, 16:22

[Aner]

Спасибо, значит совпадает с моей точкой зрения. Будут другие мнения?

Да нет увас никакой точки зрения. А EVS только подтвердил ране сказанное. Жаль что вы не поняли.

[Расул]

rx3apf, EVS спасибо!
Все примерно как я уяснил для себя из всей этой литературы.
rx3apf, а размер платы (примерные габариты антенны и площади слоя земли), используемую частоту и получившуюся дальность в кирпичном доме дополнительно не подскажите?
Как я понял, вам удалось обеспечить покрытием несколько комнат.

[saab]

дальность в кирпичном доме доп

Во что стройбат животворящий творит. Имхо 10dB как минимум.
улисы

[rx3apf]

rx3apf, а размер платы (примерные габариты антенны и площади слоя земли), используемую частоту и получившуюся дальность в кирпичном доме дополнительно не подскажите?
Как я понял, вам удалось обеспечить покрытием несколько комнат.

Обсуждаемые 433 Mhz. Антенны - иногда (когда позволяют) свисает 17-сантиметровый хвостик (хотя надо бы, конечно, что-то конструктивно приличнее), иногда спираль общей длиной 40 mm (в этом случае хуже, поскольку там и "земли" у самой платы мало, и отдалить антенну от платы не особо вышло. Специально полигоны для "противовеса" тоже не позволяет конструкция. Ну и говорю - может пробить пару этажей, но полуэтажом ниже за лифтом - заткнется. Отчетливо наблюдаются интерференционные зоны, уровень меняется при перемещении.