wersja mobilna

Sieci Komórkowe w 2019 roku

W dobie Internetu Rzeczy komunikacja bezprzewodowa jest podstawą większości nowoczesnych urządzeń elektronicznych, tak w przemyśle, jak i w elektronice konsumenckiej. Sposobów realizacji tej komunikacji jest wiele, ale w ostatnim czasie na ustach ...

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Technologia LPWA w aplikacjach IoT oraz M2M

Numer: Czerwiec/2019

Technologia Low-Power Wide-Area (LPWA) to krok milowy w kierunku rozwoju sektora connected world oraz Internet-of-Things. Sieci nowego typu są dostosowane do charakterystyki aplikacji IoT i machine-to-machine (M2M), gdyż operują na małych paczkach danych, zapewniają niski pobór energii, a ponadto charakteryzują się optymalnymi kosztami oraz sięgają nawet trudno dostępnych miejsc (np. parkingi podziemne).

Pobierz PDF

Kluczową cechą technologii LPWA jest niskie zapotrzebowanie na energię, dzięki czemu urządzenia obsługujące tę technologię mogą działać do 10 lat na jednym ładowaniu. Wiąże się z tym zoptymalizowany system transmisji, który wspiera przesyłanie małych, przerywanych bloków danych. Firmą, której udało się w ponadprzeciętnym stopniu zoptymalizować swoje rozwiązania pod kątem poboru prądu jest Quectel. Było to możliwe, dzięki zastosowaniu najnowszych, zaawansowanych chipsetów firmy Qualcomm i Mediatek.

Urządzenia w technice LPWA mogą zatem działać w połączeniach o niskiej przepustowości, zarówno na krótkich, jak i dalekich dystansach. W tym wypadku siła sygnału jest o około +20 dB wyższa, niż przy łączności GSM, co zdecydowanie przekłada się na zasięg urządzeń, pracujących w trudno dostępnych miejscach, takich jak np. parkingi podziemne, studzienki, windy itp. Czymś, co łączy LPWA z tradycyjnymi rozwiązaniami 2G jest natomiast cena. Nowa technologia charakteryzuje się bowiem nie tylko zadowalającą wydajnością w wymagających warunkach, lecz także relatywnie niską ceną, zwłaszcza w porównaniu do klasycznych rozwiązań, operujących w technologii LTE. Urządzenia, działające w technologii LPWA, operują na licencjonowanych pasmach, co stanowi ich kolejny atut. Dzięki temu, nie zachodzi konieczność budowy własnych sieci, co w efekcie pozwala na znaczną oszczędność czasu i środków.

Połączenie doskonałego zasięgu wewnątrz budynków, niskiego poboru energii, możliwości podłączenia wielu urządzeń, relatywnie niska cena i łatwość implementacji sprawia, że łączność Narrowband-IoT jest doskonałym rozwiązaniem dla sieci m2m. Istotnym atutem, który sprawia, że zarówno rozwiązanie CAT-M jak i NB-IoT sprawdza się w łączności wielu smart urządzeń, jest pojemność sieci. Technologia LPWA umożliwia nawiązanie od 50000 do 100000 niepowtarzalnych połączeń dla jednego BTS w tym samym momencie, bez obaw o problemy z dostępnością sieci.

Aplikacje, w jakich można z powodzeniem stosować tego typu technologię, oscylują wokół sektora IoT. LPWA świetnie sprawdzi się w urządzeniach związanych z rozwiązaniami typu Smart City (alarmy, czujniki czy smart metering). Ponadto, standard ten będzie doskonały dla różnego rodzaju sensorów w artykułach gospodarstwa domowego, urządzeniach typu wearables, monitoringu dzieci czy w aplikacjach bike/scooter sharing. Przede wszystkim jednak, LPWA stwarza okazję do lepszej optymalizacji procesów produkcyjnych, logistycznych oraz śledzenia zasobów w profesjonalnych aplikacjach przemysłowych. Bezprzewodowa łączność o dobrym zasięgu, przenikanie przeszkód oraz niskie zapotrzebowanie na energię elektryczną, stwarza okazję do lepszej kontroli procesów i zasobów.

Wspominając o nowoczesnych typach sieci bezprzewodowych, nie sposób pominąć dokonania firmy Quectel na tym polu. Producent ten posiada szeroką gamę modułów LPWA, opartych na rozwiązaniach Qualcomm, Hisilicon czy Mediatek. Produkty te charakteryzują niewielkie wymiary, niezwykle niski pobór energii oraz pełna certyfikacja, która umożliwia stosowanie modułów Quectel w każdym zakątku globu.

Produkty firmy Quectel bazują na technologiach NB-IoT, Cat-M oraz występują w wersjach multi-mode, dual-mode oraz modułach wspierających jeden konkretny typ sieci. W zależności od wariantu, moduły te mogą obsługiwać jednocześnie nawet NB-IoT, Cat-M, EGPRS oraz GNSS. Są one kompatybilne z 3GPP R13/R14. Klienci mogą wybierać spośród następujących produktów: BG95, BG77, BG96, BC66, BC68, BC97, BC95.

Najważniejszymi cechami, które stanowią przewagę rozwiązań firmy Quectel nad konkurencją są niewielkie rozmiary modułów NB-IoT oraz NB-IoT/LTE Cat-M1, bardzo niski pobór energii, wysoka czułość sieci oraz kompatybilność wsteczna z rozwiązaniami Quectel GSM/GPRS poprzez zastosowanie uniwersalnego footprintu dla następujących po sobie modułów. Producent zadbał także, aby jego rozwiązania obsługiwały najpopularniejsze protokoły sieciowe.

Przykładem zastosowania technologii LPWA w praktyce jest moduł BG95. Produkt ten może pracować w trybie multi-mode LTE Cat M1/Cat NB2/EGPRS oraz posiada zintegrowaną funkcjonalność GNSS. Jest on w pełni kompatybilny ze standardem 3GPP Rel. 14 i zapewnia transfer danych z prędkością 375 Kbps (downlink) oraz 1.12 Mbps (uplink). Moduł BG95 idealnie wpisuje się w specyfikę sieci LPWA, wyróżniając się bardzo niskim zapotrzebowaniem na energię. Dzięki zintegrowaniu pamięci RAM/flash oraz wykorzystaniu technologii ARM Cortex A7 (wspierającego standard ThreadX) zmniejszono PSM o 70% oraz eDRX o 85% w porównaniu do poprzedniego modelu (BG96).

Moduł BG95 jest także kompatybilny w trybie pin-to-pin z rozwiązaniami LTE: EG91, EG95; LPWA: BG96, BC95; UMTS/HSPA: UG95, UG96 oraz GSM/GPRS: M95.

Nie bez znaczenia pozostają stosunkowo niewielkie rozmiary modułu BG95, czyli: 23,6 mm × 19,9 mm × 2,3 mm. Obudowa typu LGA umożliwia z kolei w pełni zautomatyzowany montaż w aplikacjach o wysokim wolumenie.

Trzeba także dodać, iż moduł BG95 obsługuje szereg protokołów internetowych, posiada przemysłowe interfejsy (USB/UART/I2C/STATUS) oraz dodatkowe funkcje (sterowniki USB dla systemów Windows 7/8/8.1/10, Linux oraz Android), co rozszerza ilość potencjalnych aplikacji, w których można stosować produkt firmy Quectel.

Dostępne wersje modułu BG95:

  • BG95-M1 - Cat-M1
  • BG95-M2 - Cat-M1/NB2
  • BG95-M3 - Cat-M1/NB2/EGPRS
  • BG95-M4 - Cat-M1/NB2 - B31/B72/B73 (450 MHz)
  • BG95-N1 - NB2

Quectel jest liderem w wyznaczaniu globalnych trendów, jeśli chodzi o rozwój technologii komunikacji bezprzewodowej. Firma ta jest największym producentem rozwiązań z sektora modułów M2M pod względem ilości produkowanych modułów na świecie. Prognozy na najbliższy rok wskazują na zajęcie pierwszego miejsca również w kontekście generowanego obrotu. W pełni zautomatyzowana linia produkcyjna tego producenta wytwarza szeroką gamę modułów, obsługujących wiele różnych technologii transmisji za pomocą sieci komórkowych. Rozwiązania firmy Quectel charakteryzują najlepszą relacją ceny do oferowanej jakości i funkcjonalności. Producent nie poprzestaje jedynie na samych komponentach, lecz także zapewnia kompleksowe wsparcie techniczne na każdym etapie, na lokalnych rynkach. Także w Polsce.

W bieżącym numerze

Noszony zestaw modułów inercyjnych DIY

Digitalizacja ruchów ludzkiego ciała jest niezwykle ważna m.in. w systemach rzeczywistości wirtualnej czy rozszerzonej. Przeniesienie informacji o naturalnych ruchach np. dłoni do komputera, w czasie rzeczywistym, pozwala na zastosowanie tych informacji na przykład do sterowania oprogramowaniem. Pomysł ten nie jest nowy, a systemy pozwalające na śledzenie ruchów są już dostępne na rynku, jednakże daleko im do doskonałości. Większość z nich wykorzystuje ruchome, mechaniczne przetworniki do digitalizacji ruchów (np. czujniki potencjometryczne umieszczone w stawach) - stawiają one pewien mechaniczny opór podczas ruchu i działają na ogół tylko w jednej osi, a znakomita większość ludzkich stawów skręca się, przynajmniej w pewnym stopniu, w dwóch lub więcej osiach. Problem ten rozwiązują moduły inercyjne (IMU). Pozwalają one na śledzenie ruchu obiektu w trójwymiarowej przestrzeni i nie mają wad sensorów mechanicznych.

Kup bieżący numerePrenumerata

Agri-Stick - urządzenie do monitorowania parametrów gleby w rolnictwie

Agri-Stick to prosty zespół sensorów podstawowych parametrów gleby, które przydatne są w rolnictwie. Urządzenie to zostało opracowane przez Kavinkumara Nkl z Indii, jako sposób na proste i niedrogie zdalne monitorowanie upraw - w ten sposób rolnicy w Indiach nie muszą jeździć na pola, żeby sprawdzić, czy konieczne jest włączenie systemu nawadniającego czy nie. Rozwiązanie opisane w tym artykule może służyć jako inspiracja do opracowania dowolnego systemu akwizycji danych i monitorowania środowiska w oparciu o infrastrukturę chmurową.

Kup bieżący numerePrenumerata

Mikrosterownik Wi-Fi

Prezentowane urządzenie to niewielki dwukanałowy sterownik działający jak miniserwer www. Wyróżnia się przede wszystkim łatwym sposobem konfiguracji - nie wymaga modyfikowania kodu programu dla ustawienia dostępu do routera, obsługa i konfiguracja odbywa się poprzez stronę internetową. Ponadto wyposażony jest w wejście binarne, które może posłużyć do monitorowania sterowanego obwodu.

Kup bieżący numerePrenumerata

Cyfrowy generator sygnału prostokątnego 1 Hz...499 kHz

Generator cyfrowy to jedno z podstawowych narzędzi w pracowni elektronika. Bywa niezastąpiony przy uruchamianiu układów cyfrowych oraz analogowych. Prezentowane urządzenie jest następcą układów AVT5418 i AVT3170. Najnowsza wersja pozwala na wytwarzanie sygnału o dziesięciokrotnie większej częstotliwości maksymalnej oraz ze znacznie płynniejszą regulacją wypełnienia. Zawiera wyjście proste i zanegowane, sterowany jest dwoma impulsatorami, a parametry pracy prezentuje na wyświetlaczu LCD.

Kup bieżący numerePrenumerata

Uniwersalna ładowarka akumulatorów LiPo

Ładowanie jednego akumulatorka LiPo nie stanowi dzisiaj problemu, ponieważ przeznaczonych do tego celu układów jest naprawdę wiele. Trudności zaczynają się, gdy potrzebujemy układu, który pozwala ładować akumulator prądem większym od 1 A. Sytuacja komplikuje się jeszcze bardziej w przypadku baterii akumulatorów. Prezentowane urządzenie doskonale sprawdzi się w takiej sytuacji, jest to uniwersalna ładowarka do szeregowej baterii LiPo 1...4 S o prądzie ładowania do 2 A.

Kup bieżący numerePrenumerata

Smart Energy Sensor

W dobie drożejącego prądu elektrycznego każda metoda na ograniczenie jego zużycia przynosi realne korzyści - od oszczędności w naszym portfelu zaczynając, na ochronie środowiska kończąc. Bardzo modne w ostatnich latach systemy automatyki domowej wspomagają użytkownika chociażby poprzez akwizycję i wizualizację zużycia prądu w gospodarstwie domowym. Jednak aby to było możliwe, należy zainstalować urządzenie do pomiaru ilości zużywanej energii elektrycznej. Prezentowany układ doskonale sprawdzi się w takim zastosowaniu.

Kup bieżący numerePrenumerata

Precyzyjny detektor przejścia napięcia przez zero

Przy budowie układu regulacji fazowej niezbędna jest informacja o momentach przejścia napięcia sieciowego przez zero. Prezentowane urządzenie potrafi zrobić to bardzo dokładnie, dodatkowo wskazując kierunek przejścia.

Kup bieżący numerePrenumerata

Konwerter poziomów magistrali I2C

Minimoduł umożliwia konwersję napięć z przedziału 1,2?5 V dla dwóch urządzeń współpracujących przy różnych poziomach napięcia zasilania magistral I2C. Będzie przydatny przy podłączaniu starszych układów współpracujących z magistralą 5 V do Raspberry PI, Arduino MKR lub Launchpadów oraz przy podłączaniu Arduino Uno/Leonardo do układów I2C zasilanych 1,2?3,3 V.

Kup bieżący numerePrenumerata

Budżetowy interfejs USB <->I2S

W opracowanych przeze mnie przetwornikach audio z interfejsem USB wykorzystywany był moduł Amanero. Jest to doskonałe rozwiązanie do szybkiej aplikacji interfejsu USB <-> I2S, niestety ma jedną wadę ograniczającą jego zastosowanie - cenę. Na prośbę czytelników opracowałem budżetową wersję interfejsu świetnie sprawdzającą się w standardowych aplikacjach z częstotliwościami próbkowania 32?48 kHz. Interfejs może służyć do współpracy z komputerkami SBC lub do rozbudowy własnych konstrukcji. Zostanie także użyty podczas kursu AudioDSP.

Kup bieżący numerePrenumerata

Strefa magazynu

Klub Aplikantów Próbek

Rozdajemy za darmo próbki atrakcyjnych podzespołów modułów i urządzeń

Zobacz więcej

Transmisja danych przez sieci komórkowe

Temat numeru

Przekaźniki - rodzaje, parametry, kryteria doboru

Temat okładkowy

Elektronika Praktyczna

Lipiec 

PrenumerataePrenumerataKup w kiosku internetowym

Elektronika Praktyczna Plus

Kup w kiosku internetowym

Projekty archiwalne

Lista aktualnych projektów znajduje się w dziale "Projekty EP". Dostęp do treści najnowszych projektów został zarezerwowany dla prenumeratorów.

Sterownik różnicowy kolektora słonecznego

Numer: Marzec/2018

Moda na eko zatacza coraz szersze kręgi. Nic dziwnego, skoro często stoi za tym również zwykła ekonomia. Przykładem może być zaprzęgnięcie energii słonecznej do ogrzewania ciepłej wody użytkowej (CWU) na potrzeby domu jednorodzinnego. Aby taka instalacja była bezpieczna i działała wydajnie, należy zaopatrzyć ją w stosowny układ nadzorujący jej pracę. Właśnie do tego służy urządzenie opisane w artykule. Rekomendacje: sterownik ...

Zasilacz buforowy lub ładowarka akumulatorów żelowych

Numer: Marzec/2018

Akumulatory kwasowe, a w szczególności ich warianty bezobsługowe z elektrolitem w postaci żelu, dzięki swojej względnie niskiej cenie i walorach eksploatacyjnych w dalszym ciągu znajdują szereg zastosowań w układach zasilania buforowego. Opisywany układ zasilacza buforowego/ładowarki jest przystosowany do ładowania akumulatora 1,2?7 Ah o napięciu 12 V prądem do 0,5 A. Rekomendacje: urządzenie może pracować jako ładowarka lub zasilacz ...

Zegar odliczający

Numer: Marzec/2018

Opisywane urządzenie to projekt zegara odmierzającego czas od zadanej wartości do zera. Dzięki temu, że wskazania są pokazywane na dużym, czytelnym wyświetlaczu LED może on być elementem tablicy ogłoszeniowej podając informację, że "do końca pozostało...". Może też odmierzać czas do końca pracy lub przydzielony na korzystanie z jakiegoś urządzenia. Zastosowań może być naprawdę wiele, zwłaszcza że zakres odliczania sięga ...

SAR - amplituner stereofoniczny (2)

Numer: Marzec/2018

Projekt amplitunera "chodził" za mną od dłuższego czasu, ale zawsze było coś ważniejszego do zrobienia, więc musiał ?nabrać mocy urzędowej?. Nie bez znaczenia był w tym wypadku fakt, iż z założenia chciałem przygotować rozwiązanie kompleksowe, integrujące zarówno zagadnienia sprzętowe oraz projekt obudowy, a to wymaga znacznie więcej czasu i wysiłku. W drugiej części artykułu zajmiemy się opisem symulacji części analogowej ...

Moduł dla Internetu Rzeczy z ESP-WROOM32

Numer: Marzec/2018

Internet Rzeczy stał się rzeczywistością, więc nie ma na co czekać i warto wprowadzić swoje aplikacje w nową rzeczywistość, tym bardziej że do dystrybucji wprowadzono kolejny moduł firmy Espressif z układem ESP32 o możliwościach znacznie większych od ESP8266.

Płytka wejść analogowych dla Raspberry Pi Zero

Numer: Marzec/2018

Raspberry Pi Zero w przeciwieństwie do większości zestawów uruchomieniowych nie ma wejść analogowych. Przedstawiony moduł umożliwia wyposażenie niewielkim kosztem komputerka Pi Zero w 8 wejść analogowych o rozdzielczości 10 bitów.

Uniwersalny driver silnika małej mocy

Numer: Marzec/2018

Niewielki moduł drivera silnika o małej mocy, przydatny w robotyce amatorskiej. Moduł jest nieskomplikowany w budowie dzięki zastosowaniu układu scalonego A3906.

>

Mobilna
Elektronika
Praktyczna

Elektronika Praktyczna

Lipiec 2019

PrenumerataePrenumerataKup w kiosku wysyłkowym

Elektronika Praktyczna Plus

lipiec - grudzień 2012

Kup w kiosku wysyłkowym