Array
(
    [11316] => Array
        (
            [13] => Array
                (
                    [0] => stdClass Object
                        (
                            [title] => Komunikacja radiowa
                            [parent_id] => 13
                            [tags_id] => 31
                            [content_id] => 11316
                            [alias] => komunikacja-radiowa
                            [link] => /tagi/31-komunikacja-radiowa
                        )

                )

        )

)

Komponenty do łączności radiowej

Komponenty do łączności radiowej
Pobierz PDF Download icon

Artykuł przeglądowy uwzględniający Wi-Fi, ZigBee, Bluetooth, ANT i inne, w tym nowe techniki, będące w trakcie opracowywania. Moduły UMTS-HSPA. Anteny radiokomunikacyjne, w tym do transmisji bezprzewodowej. Firma Computer Controls zapewnia wsparcie techniczne, od etapu doboru standardu komunikacji, rozwiązania hardware'u po pomoc w kolejnych etapach rozwoju projektu, dając przy tym możliwość uzyskania wsparcia od producenta.

Komunikacja – pojęcie mówiące o przesyłaniu informacji, niegdyś dotyczyło ono samego człowieka, obecnie obejmuje również maszyny i urządzenia. Rozwój komunikacji oraz wymiany danych wykształcił dwie możliwości wymiany danych: za pomocą medium (przewód elektryczny, magistrala etc.) lub bezprzewodowy (fale elektromagnetyczne). Obecnie nacisk w rozwoju środków komunikacyjnych kładziony jest na kwestie szybkości przesyłania danych, zasięgu, bezpieczeństwa, zużycia energii oraz współpracy z urządzeniami.

W czasach rozwoju IoT, przemysłu 4.0 oraz innych segmentów rynku elektronicznego komunikacja bezprzewodowa prężnie się rozwija dostarczając coraz nowsze rozwiązania oraz standardy. Obecnie dla każdej aplikacji w dowolnej dziedzinie bez większych problemów zostanie dobrany odpowiedni standard transmisji. Ponadto, dużo modułów oferuje komunikację z wykorzystaniem kilku protokołów lub częstotliwości. Wszystkie wymienione standardy stosowane są w określonych aplikacjach dopasowanych pod względem zalet modułów oraz wymagań aplikacji.

Firma Computer Controls ma w ofercie moduły komunikacyjne pracujące w różnych standardach, m.in. Sub-GHz, Bluetooth, Wi-Fi, ZigBee Thread, 6LoWPAN. W artykule przedstawiono krótką charakterystykę każdego standardu z uwzględnieniem modułów oraz aplikacji dopasowanych pod względem wymagań.

Firma Silicon Laboratory dostarcza szeroki wybór modułów komunikacyjnych w standardzie Bluetooth, Wi-Fi, ZigBee/Thread oraz na pasmo Sub-GHz. W tabeli 1 wymieniono dostępne rozwiązania dla standardu Bluetooth, uwzględniając podział modułów ze względu na wersję standardu oraz zastosowania.

Kolejnym powszechnie stosowanym standardem komunikacyjnym znajdującym się w asortymencie modułów firmy Silicon Labs są moduły Wi-Fi. Tabela 2 zawiera wykaz dostępnych modułów, charakterystyczne parametry oraz zastosowania aplikacyjne.

Silicon Laboratory jako jedna z głównych firm będąca promotorem organizacji ZigBee Alliance oraz Thread Group ma w portfolio zarówno moduły, jak i układy SoC pracujące w standardzie ZigBee/Thread. W tabeli 3 i tabeli 4 wymieniono moduły i układy SoC pracujące w oparciu o te standardy.

Dla bardziej wymagających aplikacji Silicon Labs udostępnia układy SoC mogące pracować z kilkoma standardami protokołów oraz przy różnych częstotliwościach (2,4 GHz i Sub-GHz).
Do częstotliwości ISM producent udostępnia protokoły komunikacyjne takie jak Wireless M-Bus, RAIL oraz Connect Stack. Protokół Wireless M-Bus jest przeznaczony do aplikacji systemów pomiarowych jak np. liczniki energii, natomiast RAIL oraz Connect Stack pozwalają na uzyskanie konfiguracji układów do pracy w sieci.

Firma ZMDI (obecnie IDT) ma w swoim portfolio moduł oparty o komunikację w sieciach 6LoWPAN (tabela 5). Producent udostępnia protokół komunikacyjny pozwalający na szybką konfigurację i pracę nad rozwojem aplikacji użytkownika, moduł znajdzie zastosowanie w aplikacjach wymagających większego poziomu bezpieczeństwa.

Każdy z opisanych standardów dostarczany zarówno przez Silicon Laboratory, jak i IDT ma zróżnicowane parametry komunikacyjne, funkcje oraz budowę (wymiary oraz rodzaj anteny). Różnice w budowie samych modułów również decydują o wyborze danego rozwiązania, jednym z głównych aspektów poruszanych przy wyborze jest rodzaj anteny. Producenci udostępniają moduły z wbudowaną anteną ceramiczną, złączem SMA/U.FL lub anteną drukowaną. Każdy z wyborów ma swoje zalety i wady zarówno ekonomiczne, jak i funkcyjne.

Wśród dostępnych rozwiązań anten projektant ma do wyboru:

* Anteny do wlutowania na płytce drukowanej charakteryzujące się:
  - Niskim kosztem oraz dobrym wykonaniem dla częstotliwości >868 MHz.
  - Małymi wymiarami dla dużych częstotliwości.
  - Dużymi wymiarami przy częstotliwości poniżej 433 MHz.
Anteny ceramiczne, charakteryzujące się:
  - Małymi wymiarami.
  - Średnim kosztem wykonania.
  - Krótkim czasem wdrożenia do produkcji (Time To Market).
Anteny typu bat, odznaczające się:
  - Dobrym wykonaniem.
  - Krótkim czasem wdrożenia do produkcji (Time To Market).
  - Relatywnie wysoką ceną w porównaniu z poprzednimi rozwiązaniami.
* Anteny kablowe, charakteryzujące się:
  - Bardzo niską ceną.
  - Łatwą produkcją ręczną.

Każde z powyższych rozwiązań anten PCB ma po kilka wersji, różniących się parametrami fizycznymi i technicznymi (kierunek promieniowania, zysk energetyczny etc.). Firma Silicon Laboratory udostępnia notę aplikacyjną AN782 zawierającą wskazówki doboru oraz projektowania anten drukowanych. Dla większości układów/modułów dostępne są dodatkowe dokumenty techniczne opisujące zalecenia przy projektowaniu hardware'u lub rozwoju oprogramowania.

Dla anten zewnętrznych dostępne są rozwiązania od firmy Raltron, producenta m.in. układów zegarowych OCXO, VCXO, TCXO. W zakresie anten producent ma do zaoferowania anteny (ceramiczne, ze złączami SMA, U.FL, FME) dla standardów ZigBee, Bluetooth, Wi-Fi oraz ISM. Więcej szczegółowych informacji na temat anten jest dostępnych na stronie producenta
http://www.raltron.com.

Opisane w artykule moduły komunikacyjne oraz standardy są najpopularniejszymi z obecnie używanych, zapoznanie się z kluczowymi aspektami takimi jak: zasięg, transfer danych, wielkość sieci, rodzaj sieci, etc., pozwala na wybór optymalnego rozwiązania i uniknięcie zbędnych kosztów. Podczas gdy projektowana sieć wymagać będzie elastyczności lub ma złożony charakter, projektanci mogą rozważyć zastosowanie modułów z kilkoma protokołami lub o kilku częstotliwościach pracy. Wybór rozwiązania do danej aplikacji zawsze zawiera kluczowe kwestie, które definiują parametry lub wymiary modułu, lub standardu sieci. Ważne, aby dokonać całościowej analizy funkcjonalnych aplikacji i uniknąć błędu np. przewymiarowania wybranego rozwiązania.

Firma Computer Controls zapewnia wsparcie techniczne, od etapu doboru standardu komunikacji, rozwiązania hardware'u po pomoc w kolejnych etapach rozwoju projektu, dając przy tym możliwość uzyskania wsparcia od producenta.

FAE Kamil Prus
kamil.prus@ccontrols.pl

 

Więcej informacji:

Computer Controls Sp. z o.o.
ul. Budowlanych 1, 43-300 Bielsko-Biała
tel.: +48 33 485 94 90, faks: +48 33 472 04 20
e-mail: info@ccontrols.pl, www.ccontrols.pl

Artykuł ukazał się w
Elektronika Praktyczna
listopad 2016
DO POBRANIA
Pobierz PDF Download icon
Zobacz też
Elektronika Praktyczna Plus lipiec - grudzień 2012

Elektronika Praktyczna Plus

Monograficzne wydania specjalne

Elektronik styczeń 2020

Elektronik

Magazyn elektroniki profesjonalnej

Raspberry Pi 2015

Raspberry Pi

Wykorzystaj wszystkie możliwości wyjątkowego minikomputera

Świat Radio styczeń 2020

Świat Radio

Magazyn użytkowników eteru

APA - Automatyka Podzespoły Aplikacje styczeń 2020

APA - Automatyka Podzespoły Aplikacje

Technika i rynek systemów automatyki

Elektronika Praktyczna styczeń 2020

Elektronika Praktyczna

Międzynarodowy magazyn elektroników konstruktorów

Praktyczny Kurs Elektroniki 2018

Praktyczny Kurs Elektroniki

24 pasjonujące projekty elektroniczne

Elektronika dla Wszystkich styczeń 2020

Elektronika dla Wszystkich

Interesująca elektronika dla pasjonatów