Transmisión / recepción inalámbrica a través de 100 pies (30 m), incluido el muro de hormigón

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Tengo un título en ingeniería eléctrica, pero poca experiencia en la construcción de equipos inalámbricos. Necesito transmitir una señal a unos 100 pies de distancia, incluido un muro de hormigón. Necesito algo pequeño que transmita solo una señal binaria de "Estoy ENCENDIDO" cuando está encendido, y nada cuando esté apagado.

Realmente no me importa cuán grande sea el receptor, pero me gustaría que el transmisor sea relativamente pequeño. El transmisor realmente solo obtendría una señal de "encendido" (se espera que transmita cuando tiene potencia) y luego deja de transmitir cuando cesa la alimentación.

Por lo general, para esta aplicación, usaría algún tipo de solución de gran sobreimpresión solo para usar componentes conocidos ya disponibles. Pero muy poco parece llegar a este recinto concreto (Celular / WiFi / GPS / etc.) ¿Qué podría usar?

    
pregunta HostileFork

2 respuestas

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Tienes que tener cuidado con este tipo de señal 'Estoy en'.

Una gran cantidad de regulaciones para frecuencias de radio sin licencia (como la banda ISM, etc.) estipulan un ciclo de trabajo máximo en la transmisión, lo que significa que solo se le permite transmitir de forma activa durante un cierto% del tiempo. Esto evita el bloqueo de una frecuencia particular y permite un mejor TDM de las señales.

Por ejemplo, para el rango ISM (Industrial, Científico, Médico):

  

Dependiendo de la subbanda, la potencia de transmisión está limitada a 10 dBm… 27 dBm. La asignación de tiempo permitida (ciclo de trabajo) también varía con la subbanda. Por lo tanto, las interferencias con otros equipos de 868 MHz se reducen y, por lo tanto, se puede lograr una mejor calidad de transmisión.

     

- ISM 433/868

Entonces, sea cual sea la solución que elija, tendrá que crear algún tipo de baliza pulsante periódica que envíe una breve señal de ráfaga en períodos predefinidos en lugar de una señal constante de activación.

Esto también debería significar que puede ahorrar energía entre los pulsos, ya que puede apagar el transmisor (muchos chips de TX tienen un modo de 'reposo' o 'apagado') cuando no se está usando activamente.

Como se ha mencionado en algunos de los comentarios, es muy probable que haya un conjunto de barras de refuerzo en el concreto que forman una 'jaula de Faraday'. Esto impide que una gran cantidad de señales penetren cuando golpean las barras y luego se conectan a tierra. Por lo tanto, debe elegir una frecuencia que tenga una longitud de onda que sea menor que el espacio entre las barras. Además, el concreto puede absorber la señal en ciertas frecuencias.

Por lo que entiendo, esto se debe principalmente al contenido de agua en el concreto. El agua contiene hidrógeno. El hidrógeno resuena a 2.4GHz. Muchas transmisiones (WiFi, por ejemplo) se producen a 2.4GHz, por lo que el hidrógeno en el agua del concreto absorbe la transmisión. *

Por lo tanto, la banda ISM 868MHz tiene una longitud de onda de aproximadamente 0,35 m, probablemente será demasiado grande para que quepa entre las barras (no estoy seguro de lo que indican las regulaciones sobre el espacio entre barras). El ISM 915 lo reduce a 0,33 m, todavía demasiado grande. El 2.4GHz es 0.125m - mucho más realista pero puede no pasar el concreto. Así que estarías buscando en algún lugar en el rango medio a alto de 1GHz. Personalmente, no conozco un rango de frecuencia sin licencia en esa área. Deberá consultar con las personas de licencias de RF en su área (FCC, OfCom, etc.).

* (Esta es puramente mi propia conjetura; corríjame, ya que me gustaría saber la verdad)

    
respondido por el Majenko
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El problema más importante que se debe tener en cuenta es cómo mejorar la relación señal / ruido (SNR). El WiFi está bastante bien optimizado, por lo que si no puede obtener datos de esta área, es probable que tenga dificultades con la mayoría de las bandas de frecuencia. Sin embargo, hay algunas cosas que puede hacer para mejorar su SNR.

Un método para mejorar la SNR es colocar una antena direccional en su extremo receptor. Al usar una antena direccional, el ruido resultante debería ser menor, ya que no estará captando ruidos de otras direcciones.

También debe considerar dónde colocar el transmisor en el automóvil, ya que el ángulo en el que la señal atraviesa la pared puede hacer una gran diferencia. Un muro de 6 "de grosor se puede convertir en lo que parece ser un muro mucho más ancho dependiendo del ángulo en el que se encuentre.

Y una última cosa en la que pensar, no estoy al tanto de todas las regulaciones, pero creo que algunas bandas de frecuencia tienen una potencia media, así como una potencia máxima asociada con sus límites. En su situación, lo mejor sería transmitir a la potencia máxima y ajustar la duración de la transmisión para cumplir con los requisitos de potencia promedio.

Si todo lo demás falla, es posible que deba considerar colocar un dispositivo en el medio para realizar la retransmisión.

    
respondido por el Kellenjb

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