Подписка на новости

Опрос

Нужно ли ввести комментарии к статьям? Комментировали бы вы?

Реклама

2007 №4

Специализированные радиомодули итальянской компании Aurel

Дудкин Денис

Шатунов Максим


В предыдущем номере журнала были подробно рассмотрены модули приемников, передатчиков, передатчиков в корпусе (брелоков), декодеров. В данной статье будут описаны приемопередатчики, радиомодемы и модули для специализированных применений, выполненные по толстопленочной технологии ВЧ-модули для беспроводных систем компании Aurel, а также приведены их краткие характеристики.

Приемопередатчики (трансиверы)

Приемопередатчики (трансиверы) — это модули с конструктивно объединенными узлами передачи и приема (табл. 1). Основная особенность — полудуплексный режим работы (сначала прием, потом передача или наоборот, но не одновременно). В основном применяются для беспроводной низкоскоростной последовательной передачи данных на короткие расстояния.

Таблица 1. Основные параметры трансиверов
Основные параметры трансиверов

Радиомодемы

Радиомодемы — это специализированные приемопередатчики, предназначенные для беспроводной передачи данных между компьютерным оборудованием по стандартным протоколам (например, по RS-232) (табл. 2). На плате радиомодема имеются: разъем для связи с компьютером, разъем для подключения антенны, а также светодиоды для индикации состояния (WIZ2-434-RS , WIZ2-434-RSB). Некоторые радиомодемы оснащены также защитным пластиковым корпусом (WIZ2-434-RSB).

Таблица 2. Основные характеристики супергетеродинных радиоприемников
Основные характеристики супергетеродинных радиоприемников

Общие технические характеристики радиомодемов:

  • полудуплексная последовательная передача данных по протоколу RS-232 с программируемой скоростью передачи данных (9600, 19 200, 57 600, 115 200 бит/с);
  • длина пакета данных: 1–96 байт;
  • проверка четности;
  • помехоустойчивый тип модуляции (FSK, 2FSK);
  • скорость передачи данных — 9600/115 200 бит/с;
  • диапазон рабочих температур — 0… +70 °С;
  • у некоторых модемов есть индикаторы состояния (Питание, Передача, Прием).

Модули для специализированных применений

Специализированные модули ТХ FM AUDIO (радиопередатчик) и RX FM AUDIO (супергетеродинный радиоприемник) предназначены для высококачественной передачи звука в расширенном диапазоне звуковых частот (от 20 до 30 кГц) с использованием широкополосной частотной модуляции — максимальная девиация частоты составляет ±75 кГц (рис. 1). Для улучшения качества звука в передатчике предусмотрено подключение цепей для изменения частотной характеристики (внесения предыскажений). Радиопередача и радиоприем происходит на нелицензируемой частоте 433,92 МГц. Эти модули очень просты в использовании и могут применяться в радиомикрофонах, аппаратуре селекторной связи, системах дистанционного управления (например, на основе DTMF) и во множестве других приложений.

Пример применения TX FM AUDIO и RX FM AUDIO

Основные технические характеристики ТХ FM AUDIO:

  • Несущая частота 433,80 МГц, формируется от высокостабильного источника — резонатора ПАВ.
  • Импеданс по входу НЧ: 10 кОм, чувствительность входа: 100 мВ.
  • Для девиации частоты ±75 кГц.
  • Выходной импеданс ВЧ: 50 Ом.
  • Выходная ВЧ-мощность на нагрузке 50 Ом: <10 мВт (+10 дБм).
  • Электронное включение/выключение радиопередающей части логическими уровнями ТТЛ/КМОП. Время включения/выключения: не более 100 мкс.
  • Габариты: 40,6 × 26 × 4,5 мм. Шаг выводов 2,54 мм.
  • Напряжение питания: +12В ±10%.
  • Потребляемый ток в режиме передачи: 15 мА.

Основные технические характеристики RX FM AUDIO:

  • Радиоприем с однократным преобразованием частоты, промежуточная частота формируется от высокостабильного источника — резонатора ПАВ;
  • Рабочая частота: 433,80 МГц ±75 кГц.
  • Импеданс антенного входа: 50 Ом.
  • Чувствительность ВЧ: –100 дБм.
  • Напряжение питания: +3 В, типовой потребляемый ток: 13 мА.
  • Габариты: 50,8×20×4 мм, шаг выводов 2,54 мм.
  • Размах напряжения на выходе НЧ: 100 мВ ±20% (среднеквадратичное значение на частоте 1 кГц при девиации несущей частоты ±75 кГц, в сигнале присутствует постоянная составляющая 1,2 В).

Порог срабатывания шумоподавителя может регулироваться внешними элементами в пределах от –50 до –100 дБм. Также есть дополнительный выход для управления нагрузкой с максимальным током потребления до 100 мА (срабатывает при срабатывании шумоподавителя).

Кроме того, имеется вариант подобных модулей на частоту 2,4 ГГц. Это, соответственно, RXAUDIO-2.4 и TX-AUDIO-2.4 (табл. 3). Основным отличием этого комплекта модулей от рассмотренных RX- FM- AUDIO и TX- FM- AUDIO для работы на 433,92 МГц является многоканальное исполнение, передача звука в виде цифрового потока, а также наличие стереорежима.

Таблица 3. Основные технические характеристики RX-AUDIO-2.4 и TX-AUDIO-2.4
Основные технические характеристики RX-AUDIO-2.4 и TX-AUDIO-2.4

Дальнейшим развитием модулей для передачи и приема звука является модуль видеоаудиомодулятора MAV-UHF 479 (рис. 2), который предназначен для преобразования НЧ видео- и аудиосигналов в ВЧ-сигнал, который может принимать обычный телевизор (в дециметровом диапазоне).

Блок-схема применения MAV-UHF 479

Основные технические характеристики MAV-UHF 479:

  • Выходная мощность ВЧ: 2 мВт на нагрузке 75 Ом.
  • Напряжение питания: +5 В ±5%.
  • типовое потребление тока: 90 мА.
  • Подавление паразитного излучения (3-гармоника): не менее –60 дБм.
  • Габариты: 29,5 × 25,5 × 8 мм, шаг выводов 2,54 мм;
  • Видеосигнал
    • несущая частота: 479,5 МГц (± 75 кГц);
    • вход: видеосигнал с полным размахом 1,2 В, система цветности PAL.
  • Аудиосигнал: поднесущая частота 5,5 МГц.
  • Девиация частоты: 70 кГц при полном размахе аудиосигнала на входе модуля 1 В.
  • Вход: импеданс 100 кОм, полный размах аудиосигнала 1,2 В.
  • Предыскажения: 50 мкс.

Очень часто при использовании приемопередающих устройств возникает проблема: невозможно разместить две антенны на корпусе готового устройства. Эту проблему можно решить с помощью модуля антенного коммутатора RT-SW.

Основные технические характеристики RT-SW:

  • Рабочая частота: 433,920 мгц.
  • Полоса пропускания: 20 мгц.
  • Вносимые потери:
    • «антенна — приемник»: –0,5 дБ;
    • «передатчик — антенна»: –1,1 дБ.
  • Изоляция:
    • «приемник — передатчик» (при приеме): 35 дБ;
    • «передатчик — приемник» (передача): 27 дБ.
  • Коммутируемая мощность: +20 дбм.
  • Импеданс «антенна — передатчик — приемник»: 50 ом.
  • Напряжение управления:
    • «антенна — приемник»: 0 мА при 0 В;
    • «передатчик — антенна»: 10 мА при +Uynp.
  • Время коммутации: не более 100 мкc.
  • Габариты: 20,5 × 14,6 × 3 мм, шаг выводов 2,54 мм.
Блок-схема применения RT-SW

Специально для работы с упомянутыми в предыдущей статье передатчиками-брелоками (кодер HCS) предназначен блок дистанционного управления HCS-DEC 1/2/4 (рис. 4). Блок предназначен для встраивания в готовые изделия: имеет в своем составе радиоприемник, декодер и модуль исполнительных реле на 1/2/4 канала. Максимальный коммутируемый реле ток и напряжение — 1А и 250 В АС. В качестве приемника в блоке использован модуль AC-RX2. Блок может быть запитан как переменным, так и постоянным напряжением величиной 12 или 24 В. Программирование блока на работу с определенным передатчиком (или группой передатчиков) не требует специального оборудования и осуществляется с помощью кнопки на плате блока.

Внешний вид модуля на 4 канала управления - HCS-DEC 4

Для построения всевозможных датчиков движения, перемещения и изменения объема фирма Aurel предлагает модули ультразвуковых приемопередатчиков US40-A и US40-AS (рис. 5). Принцип работы этих модулей основан на излучении ультразвукового сигнала, последующем приеме отраженного сигнала и анализа разницы между ними. Если разница превышает некоторый порог, то происходит выдача тревожного сигнала. Модули имеют в своем составе следующие узлы: входной усилитель (для принимаемого сигнала), амплитудный детектор, образцовый генератор 40 кГц, выходной усилитель (для излучаемого сигнала). Отличие модуля US40-A от US40-AS состоит в том, что он не имеет выводов определения постоянной составляющей и отключения образцового генератора.

Блок-схема применения US40-A и US40-AS

Основные технические характеристики US40-A/US40-AS:

  • Напряжение питания: +5 В.
  • Потребляемый ток: 1,8 мА — без излучателя, 5 мА — с излучателем.
  • Максимальный ток тревожного выхода: 20 мА (открытый коллектор).
  • Чувствительность по входу приемника: 1–5 мВ.
  • Диапазон рабочих температур: –20... +80 °С (по специальному заказу возможно изготовление модулей с нижним пределом рабочей температуры от –40 °С).

Кроме модульного исполнения в линейке продуктов компании Aurel есть законченное изделие — датчик движения с сигнализацией по радиоканалу SIR2000-5026 (рис. 6). SIR2000-5026 — это пассивный инфракрасный датчик движения, в котором в качестве детектора используется пироэлектрический сенсор фирмы Heimann. Сигнализация о срабатывании датчика осуществляется кодированными посылками по радиоканалу. Сам датчик включает: корпус с печатной платой, на которой расположены пироэлектрический сенсор, радиопередатчик, датчик открытия корпуса, зуммер, два DIP-переключателя, с помощью которых осуществляется конфигурация датчика, гнездо для элемента питания. В комплект датчика входит универсальное монтажное крепление, которое обладает двумя степенями свободы и позволяет расположить датчик нужным пользователю образом.

Внутреннее устройство SIR2000-5026

В качестве радиопередатчика используется модуль Aurel TX-SAW433/S-z, в качестве кодера используется микросхема MC145026 или подобная. Соответственно, в качестве приемника можно использовать любые радиоприемные модули Aurel c амплитудной модуляцией, а в качестве декодера — декодеры D1MB, D2MB, либо микросхемы MC145027, MC145028 и их аналоги. Процедура программирования датчика на работу с определенным декодером (группой декодеров) не требует специального оборудования, осуществляется установкой DIP-переключателей и подробно освещена в описании производителя.

Основные технические характеристики SIR2000-5026:

  • Напряжение питания (батарея): 9 В.
  • Потребляемый ток: 15 мкА — в режиме покоя, 10 мА — в режиме срабатывания.
  • Рабочая радиочастота: 433,92 МГц.
  • Тип кодера: 145026, макс. количество кодовых комбинаций 19683.
  • Время деактивации между срабатываниями: 120 с.
  • Обслуживаемая дистанция: 12–15 м.
  • Диапазон рабочих температур: –20… +80 °С.
  • Габариты: 120 × 60 × 45 мм.

Описанные серии радиомодулей компании Aurel позволяют быстро интегрировать радиоканал управления и передачи данных в конечное устройство пользователя. Применение модульной конструкции снимает с разработчиков трудоемкие задачи самостоятельной разработки, настройки и отладки радиотракта и цепей сопряжения с внешними устройствами. Поточно-конвейерный метод производства и применение современной элементной базы обеспечивают хорошую повторяемость характеристик, минимальные габариты, низкое энергопотребление и высокую надежность. Радиомодули Aurel могут с успехом применяться в системах телеуправления, охраны и сигнализации, системах передачи и сбора информации.

Скачать статью в формате PDF  Скачать статью Беспроводные технологии PDF


Другие статьи по данной теме:

Сообщить об ошибке