Форум РадиоКот

Разрабатываю систему радиоуправления на базе готовых модулей Si4432 (брелок) и RFM-23BP (стационар). Модули в SMD-исполнении припаиваю к основной печатной плате. Рядом находится антенное гнездо (для стационара) или ножка спиральной антенны (для брелка).

Для расчета волнового сопротивления дорожки между модулем и гнездом использовал программу TXLine.


Выяснилось, что добиться сопротивления 50 Ом можно:
1. Уменьшая зазор. Но меньше 0,12 мм я не смогу воспроизвести.
2. Увеличивая ширину дорожки. Но больше 2 мм уже не сильно влияет.
3. Увеличив толщину дорожки. Могу только залудить дорожку, но трудно определить толщину и выдержать по всей длине.

С учетом всего выше сказанного получилась такая плата:


Подскажите, плиз, нормальная ли эта разводка платы?
Достаточной ли ширины земляной полигон?
Нужно ли соблюдать величину зазора вокруг центрального контакта?

Есть еще один параметр позволяющий увеличить зазор - диэлектрик между дорожками. Для воздуха коэффициент = 1. А для канифоли = 2.4. Верно ли это? Может зазор можно заполнить чем-нибудь еще?

А зачем вообще антенное гнездо... припаять спиральку напрямую. )) И зачем надо именно 50 Ом ? У вас антенна точно 50 Ом ? Сопротивление антенны измерили? )) Помоему противовес не очен чётко сделан... желательно пошире.

Канифоль обычно удаляется с платы с помошью спирта и щётки))

Калькуляторы ещё всякие... никогда ими не пользовался для настройки антенн)) Для этого есть приборы.

В помощь тем, кто любит считать на всяких калькуляторах )) :

Антенное гнездо на стационарной плате, к которой будет подключаться внешняя антенна.
А спиралька на брелке тоже не может располагаться строго в точке модуля, поэтому будет соединяться дорожкой.

roman.com писал(а):И зачем надо именно 50 Ом ?

А сколько надо?

roman.com писал(а):У вас антенна точно 50 Ом ? Сопротивление антенны измерили? ))

И как вы измеряете сопротивление антенны?
Канифоль то я знаю как удалить. Вопрос был в том, что если ее не удалять, то можно сделать зазор до земли побольше.

roman.com писал(а):Калькуляторы ещё всякие...

А какие параметры дорожек у вас? И как вы настраиваете печатную плату?

1- Ну если внешняя антенна, то да..)) Ошибка монтажа. Разъём припаивают всеми контактами к общему проводу (массе).

Если два вывода разъёма, то так:
http://www.dash.co.il/index.php?route=p ... ct_id=3150

Если четыре вывода разъёма, то так:
http://www.parkflyer.ru/ru/product/1563459/

Вокруг разъёма должен быть сплошной экран. Это общее правило ВЧ монтажа...

А у Вас что? На брелке без разъёма:
http://ru.aliexpress.com/item/hotsale-8 ... .19.5Unqfw

2- я вообще обычно не парюсь с разъёмами, а делаю всё так:
http://m.satsis.info/forum/post/212912.html

3 - вообщето антенна должна быть согласована. А сопротивление антенны - это уже отдельная тема... )) Я обычно измеряю с помощью тестера, по току усилителя мощности, методом эквивалента... А длину кабеля подбираю по стоячеё волне в кебеле... И вообще я не работаю на таких чатотах. мои схемки с частотой поменьше (~150 Мгц). Частоты 433 Мгц это не 2,4 Ггц..)) Зачем там вообще считать все дорожки до милиметра...

4- помоему подстраивать антенну канифолью - плохая идея))

5 - у меня нет дорожек. я припаиваю всё короткими проводами... и всё. Для частоты 433 Мгц несколько мм дорожки считаю не критично.

Спасибо за развернутый ответ.
В моем случае нет возможности припаять кабель к выводам модуля - нужен разъем. Разъем находится (на мой взгляд) и так достаточно близко (5 мм до центра). Разъем вертикальный, 4 контакта земли (как нарисовано).

Про ваш рисунок. Земляной полигон полностью огибает разъем и подключается в одной точке к общей шине - для сбалансированности относительно центральной жилы. Увеличить площадь земли - это можно.

Собственно задача и заключается в "согласованности". Только речь об участке от модуля до гнезда.
На данный момент тестовый экземпляр дает плохой результат. Автомобильные сигнализации и то дальше работают.
Поскольку это не моя профильная тема и таких измерительных приборов у меня нет, хочется найти какую-то золотую середину. Какая будет лучше работать дорожка 0,4 мм или 2,0 мм? Какой зазор будет лучше 0,1 мм или 1 мм?

7profy писал(а):Какая будет лучше работать дорожка 0,4 мм или 2,0 мм? Какой зазор будет лучше 0,1 мм или 1 мм?

Длинная линия — модель линии передачи, продольный размер которой сравним с длиной волны.
У Вас длина волны 70 см, поэтому при таких малых размерах вашей соединительной линии, данным вопросом нет смысла заморачиваться.

Спасибо, SERJ
Тогда возникает вопрос - что больше всего влияет?
Как добиться уверенной передачи нескольких байт через кирпичные стены и железный забор?
Тут есть два направления: аппаратный и программный. В аппаратной части я использую готовые модули и заводские антенны:
- 1 Вт RFM23BP, четвертьволновый штырь.
- 100 мВт Si4432, полуволновая спираль.
Было подозрение на кривое соединение антенны с модулем. Оказывает не влияет.

Что можно сделать с программной частью?
а) использовать GFSK модуляцию вместо FSK?
б) снизить скорость передачи - до каких пределов? Передать 8 байт и 1 Кбит сойдет.
в) уменьшить частоту девиации - до каких пределов?
Больше то настроек и нету

В одной и той же ситуации автомобильная сигналка уверенно работает, а мои модули нет.

Эту тему почитайте.
http://radiokot.ru/forum/viewtopic.php?f=28&t=119702
Такое чувство, что дело у вас там не в антенне, а в настройках.
Самое первое, частоты передачи и приема хотя бы совпадают.

Да читал... И эту, и остальные...
Тут подсказали интересную идею - сделать тестовую программу которая будет проверять качество связи путем перебора всех настроек. Будем экспериментировать.

Всем откликнувшимся - большое человеческое спасибо!

7profy писал(а):Разъем находится (на мой взгляд) и так достаточно близко (5 мм до центра).

Для частот 433 МГц... 5 мм до центра пойдёт ))

7profy писал(а):Земляной полигон полностью огибает разъем и подключается в одной точке к общей шине - для сбалансированности относительно центральной жилы. Увеличить площадь земли - это можно.

Почему он подключается только в одной точке к общей шине ? При нормальном ВЧ монтаже разъём подключается по всей площадь земли.
Для частот 433 МГц... впринципе можно и в одной точке. Чуть больше будет сопротивление ВЧ току (доли Ом)... впринципе это не критично. Но это всё равно неправильный ВЧ монтаж.

Какой ещё сбалансированности относительно центральной жилы ? Зачем ? Увеличьте площадь земли... и не забивайте себе голову))

7profy писал(а):Как добиться уверенной передачи нескольких байт через кирпичные стены и железный забор?

- 1 Вт RFM23BP, четвертьволновый штырь. - Повысить усиление антенны... поставить рефлектор... и т.д.)))
- 100 мВт Si4432, полуволновая спираль. - Повысить усиление антенны... поставить рефлектор... и т.д.)))

Что бы небыло подозрений на кривое соединение антенны с модулем, для этого и существуют разные приборы))

Что можно сделать с программной частью?
а) использовать GFSK модуляцию вместо FSK - будет чуть меньше полоса излучения передатчика. Это хорошо.
б) снизить скорость передачи - до каких пределов? - выставить минимальную скорость передачи по даташиту...
в) уменьшить частоту девиации - до каких пределов? - выставить минимальную девиацию в соответствии со скоростью передачи по даташиту...
г) - выставить минимальную полосу пропускания приёмника по даташиту... в соответствии с девиацией передатчика...
д) - включить АПЧ (при плохой стабильности задающего генератора помогает).
е) - выставить минимальную длину пакета по даташиту... От длины пакета дальность тоже зависит т.к. при больших пакетах больше ошибок.
ж) - отключить CRC и обрабатывать принятые данные по своему протоколу...
з) - Перед передачей протестировать радиоканал на предмет помех и шума...
и) - поиграться с преамбулой... Увеличить длину для лучшей синхронизации приёмника...
к) - использовать https://ru.wikipedia.org/wiki/Ретранслятор
л) - передавать много раз один пакет... несколько повторов.
...
...
...
Русский алфавит закончился...

Но прежде надо убедиться что радиомоудль излучает полную мощность. для этого антенны должны быть настроены и согласованы.
1 Ватт - это приличная мощность. до 10 км по прмой должны работать... Что же там за забор такой 'железный" не пробиваемый..

Да обычный уличный забор из профлиста 2 метра высотой. Плюс 2 стены одноэтажного дома. Только сигнал посылает 100 мВт передатчик и ждет ответ. И делает это три раза.
Короче будем экспериментировать над антеннами и пробовать разные режимы.

Более внимательное изучение даташита на китайском для радиомодуля Si4432 показало, что модуль рассчитан на частоту 470 МГц. То, что припаянная родная антенна не соответствует 433 МГц было ясно сразу и была заменена на другую. Чип тоже сконфигурирован на 433. Но тупая замена антенны и перестройка чипа не отменяет согласование.

Что нужно добавить чтобы для согласования с другой антенной?

Для получения максимальной дальности связи нужна:
1- максимальная чувствительность приёмника (зависит от полосы пропускания приёмника).
2- максимальная мощность передатчика.

Это два первостепенных параметра настройки любых радиомодулей. Все остальные настройки радиомодуля - второстепенные.

Подключите к Si4432 (брелок) и RFM-23BP (стационар) кусок провода 17 сантиметров (1/4 штырь) и определите дальность "грубо" (на глаз).

Если вообще отключить антенны, то модули тоже будут работать, только расстояние будет маленькое (зависит от монтажа). Без антенны модули (на вскидку) должны работать на пару десятков метров.

вопрос 1- на какую дальность модули работают сейчас?

вопрос 2- какая нужна максимальная дальность?

Сейчас дальность связи по прямой видимости 500 метров точно есть (дальше не проверял). Мощность выставлена на максимум. Брелок посылает запрос, база его ловит и посылает ответ. Т.е. работают оба.
Но требуется не сколько дальность связи, сколько возможность связи сквозь стены и железный забор.

Сейчас собираю стенд. Хочу проверить как два одинаковых трансивера с одинаковыми антеннами на их родной частоте (470 МГц) будут работать.

Стенд - это уже серьёзно))

Si4432 (брелок) и RFM-23BP (стационар) кусок провода 17 сантиметров (1/4 штырь)...

7profy писал(а):по прямой видимости 500 метров точно есть (дальше не проверял)

Ну в принципе нормально... для начала ... ))

Si4432 (брелок):

Диапазон: 240–930 MHz (Si4431/32)

Sensitivity = –121 dBm (при 2 kbps, GFSK, BT = 0.5, девиация = ±5 kHz) т.е. чувствительность 0,2 мкВ. Нормально. Для сравнения - обычная LPD рация 0,158 мкВ.

Output power +20 dBm Max. т.е.0,1 Ватт. Нормально.

------------------------------------------------------------------------------------------------
RFM-23BP (стационар):

Диапазон: 413–453 MHz

Sensitivity = –120 dBm (при 2 kbps, GFSK, BT = 0.5, девиация = ±5 kHz) т.е. чувствительность 0,22 мкВ. Нормально. Для сравнения - обычная LPD рация 0,158 мкВ.

Output power +30 dBm Max. т.е.1 Ватт. Нормально.
-------------------------------------------------------------------------------------------------
Ну знаете... нормальные параметры однако)) При таких параметрах несколько километров (по прямой) должно всё работать.

Антенна.
Общее:
https://www.youtube.com/watch?v=wXs2MJOrG_Y

Пример антенны LPD (433 МГц)...
https://www.youtube.com/watch?v=CvaEt9P1_3I
https://www.youtube.com/watch?v=AkUEXGNThPc

Ещё лучше такая антенна:
http://www.ra4a.ru/publ/3-1-0-137

Тут надо добавить важный параметр... дальность очень сильно зависит от высоты антенны. Проверял на ~150 Мгц. При высоте антенны 10 метров над землёй, дальность уверенного приёма не менее 3 км (максимум до ~5 км).

Не думаю, что забор 2 метра так сильно может влиять)) Хотяб если очень близко расположить приёмник к забору... то связь пропадает. Эффект экрана. Забор аллюминевый однако)) Но с другой стороны - есть же переотражение сигнала.

Была у меня такая штука (для сравнения) http://www.cti.com.ua/products/senao/ )) передатчик 0,3 Ватт... 260-390 Мгц... по городу 10 км с сильными замираниями сигнала, но работала)))