¿Qué transmisor y receptor de RF debe comprar a largo plazo?

2

Tengo 3 preguntas principales que quiero saber. Trabajé principalmente con informática, pero recientemente tuve un arduino para jugar. También extraje algunos motores de un viejo rc quadcopter que tenía. Pensé que con estas partes, podría construir mi propio arduino quadcopter como un proyecto de aprendizaje. De todos modos, hice una investigación sobre los transmisores y receptores de RF, pero había muchos tipos, y no estaba seguro de cuál obtener. Lo que lleva a mis preguntas

  1. ¿La potencia determina el rango? Hay muchos transmisores con diferentes grados de potencia, y parece bastante consistente que más vataje = mayor alcance. Me preguntaba si este es realmente el caso, y debería estar buscando un transmisor con mayor consumo de energía.
  2. ¿2.4 ghz atraviesa objetos? Estaba leyendo acerca de la mayoría de los transmisores RC que cambian a 2.4 ghz porque hay menos interferencia, pero también leo que necesitas una línea de visión. Pero al mirar hacia arriba la línea de visión, resulta que solo se necesita una línea de visión de radio, que se parece más a una elipse que a una línea recta. Así que me preguntaba si 2.4 ghz funcionará para mí, ya que eventualmente quiero volarlo donde no pueda verlo y controlarlo con una cámara FP.
  3. ¿Qué me da los canales? enlace Este módulo, por ejemplo, tiene en el receptor 3 terminales, VCC, GND y datos. ¿Significa esto que solo tiene 1 canal? ¿Esto significa que solo puedo controlar 1 función (es decir, Rotación, avance / retroceso) con este módulo?

En resumen, esperaba que alguien pudiera indicarme un combo de transmisor y receptor decente con un alcance de 1000 m y varios canales. No busco premontado, solo los circuitos. Espero que todo tenga sentido y gracias

    
pregunta Liyang Huang

2 respuestas

2

El rango en la comunicación de RF está determinado principalmente por la relación Señal-Ruido (SNR) de la señal recibida y la sensibilidad del conjunto de chips del receptor. SNR es directamente proporcional al poder recibido \ $ P_r \ $.

  
  1. ¿El poder determina el rango?
  2.   

Sí, más potencia hace que el rango sea más largo. Pero no es una buena idea aumentar el alcance simplemente aumentando la potencia, ya que existen regulaciones de la FCC sobre la potencia máxima que pueden transmitirse, así como una mayor potencia puede aumentar la interferencia en los dispositivos cercanos. Además, para aumentar el rango dos veces, necesitas aumentar la potencia más de 4 veces debido a la ley del cuadrado inverso. Debe estudiar Ecuación de transmisión de Friss con más detalle.

\ $ P_r = \ frac {P_tG_tG_r \ lambda ^ 2} {4 \ pi R ^ 2} \ $

De la ecuación de Friss, puedes ver que hay otros factores que podemos modificar para aumentar el rango (por ejemplo, ganancia de antena y frecuencia).

  
  1. ¿2.4 ghz atraviesa objetos?
  2.   
Las frecuencias

tales como 2.4 GHz o 5 GHz se absorben en gran medida por cuerpos con alto contenido de agua. Por lo tanto, los árboles tenderán a atenuar la señal significativamente (si están presentes en la línea de visión (LOS)). Hay drones que utilizan estas frecuencias para el control remoto o la transmisión de video FPV, pero emplean una antena direccional (antena con mayor ganancia) en el lado estacionario. Puede hacer lo mismo o usar frecuencias inferiores a GHz (como la banda ISM de 868 MHz / 915 MHz o la banda ISM de 433 MHz según su país). Estas frecuencias más bajas tienen menor pérdida de trayectoria y, por lo tanto, tienden a penetrar distancias más largas con la misma cantidad de potencia transmitida y ganancias de antena.

  
  1. ¿Qué me da los canales?
  2.   

Los canales son generalmente regiones en el dominio de frecuencia que Tx-Rx utiliza para la comunicación. Su par Tx-Rx parece usar solo una frecuencia de 433 MHz y por lo tanto tiene solo un canal. Pero puede colocar cualquier información digital (correspondiente a la rotación, el movimiento hacia adelante y hacia atrás) sobre este canal, dependiendo de cómo diseñe su protocolo de datos. No necesita canales separados para transmitir diferentes tipos de datos. [Nota: Habrá una limitación sobre la velocidad máxima de datos que se puede alcanzar en esta frecuencia de 433 MHz y esa velocidad no será suficiente para su transmisión de video.]

También en dispositivos multicanal, solo puede utilizar un canal a la vez. La ventaja de los dispositivos multicanal es que si algún canal está congestionado, puede cambiar a otros canales.

Hay muchos dispositivos FPV Tx-Rx listos para usar basados en diferentes frecuencias. Si desea construirlo por su cuenta, primero debe decidir en qué banda de frecuencia desea operar y luego buscar los chipsets / módulos correspondientes que le puedan dar la velocidad de datos deseada. Solo después de hacer el análisis de presupuesto de enlace de RF, se va a la implementación real.

Espero que aclare tus dudas.

    
respondido por el Ashutosh
1

Aquí está el análisis de enlace para el enlace de 3,000 MHz, utilizando antenas omnidireccionales para TX y RX, con SignalNoiseRatio de 10dB (esto requerirá una detección de errores correcta para una línea robusta), datarate de 1MegaBit, primer amplificador del receptor Ruido Figura de 3dB (un parámetro muy fácil de satisfacer)

-174 dBm / rootHertz the Boltzmann / Johnson / Nyquist / piso de ruido aleatorio a 290K

  • 60 dB para el 1MegaBit (cerca del ancho de banda de 1MegaHertz)

  • 3 dB para la cifra de ruido del amplificador de bajo ruido

  • 10 dB para el sistema SNR utilizable (antes de EDC)

  • Pérdidas coincidentes de 1 dB de Antenna a LNA

-174 + 60 + 3 + 10 + 1 = -174 + 74 = -100dBm (que es 6.3uVpp a través de 50 ohmios)

Suponga una potencia de TX de 1 vatio; la energía se dispersa en el campo lejano (cualquier cosa más allá de 1 longitud de onda es muy cercana al campo lejano puro) en un comportamiento de Rango ^ 2; un poco de matemática con hemisferios produce una pérdida de 22dB. La fórmula de Pathloss se convierte en

PathLoss = + 22dB + 10 * log10 [(distancia / longitud de onda) ^ 2]

la longitud de onda es de 0.1 metros a 3,000MHz

Supongamos que la distancia es de 1.000 metros, por lo tanto, la distancia / longitud de onda = 10,000

Pathloss = +22 + 10 * log10 (10,000 ^ 2) = +22 + 10 * log10 (100,000,000)

Pathloss = +22 + 10 * 8 = 22 + 80 = + 102dB.

Nuestra potencia de TX es de 1 vatio, 0dBw o +30 dBmilliwatt o +30 dBm

+ 30dBm - (PathLoss de 102 dB) = -72dB.

Y nuestra primera parte del análisis mostró que necesitamos, al menos, o más fuertes que, -100dBm

Por lo tanto, creemos, -72 - (100) = margen de +28 dB.

Como lo indican las respuestas de otros, las pérdidas se activan. Diviértete.

    
respondido por el analogsystemsrf

Lea otras preguntas en las etiquetas