Desarrollando dispositivo BLE. Preguntas

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Estoy diseñando un dispositivo bluetooth de baja energía. Básicamente, lee un sensor sobre I2C y recopila datos. Puede comprobar los datos en su teléfono cuando lo desee. Tengo dos preguntas, una relacionada con las antenas y otra relacionada con la batería.

En primer lugar, este es mi diseño hasta ahora

Sebasaenesteesquema

IC2 es B1 desde el esquema, IC3 es X1. La parte izquierda es mi sensor específico.

Mis preguntas son: Primero, la relacionada con las antenas. Como se trata de un proyecto casero, no tengo un analizador vectorial de red, por lo que no puedo sintonizar la antena. Sin embargo, encontré esta antena de Texas Instruments:

enlace

Afirman que su impedancia es de 50 ohmios, así que ¿podría unir su punto de alimentación de 50 ohmios a mi salida de 50 ohmios del balun? con un cable extremadamente corto, así que no agrego resistencia extra o inductancia (o lo más baja posible)

La segunda pregunta es que necesito que sea con pilas y pequeña. Fui por una batería CR2032. Sin embargo, verifiqué sus especificaciones actuales y dice que la corriente de descarga máxima de 4 mA. Necesito alrededor de 20mA en algunos momentos cuando la radio está funcionando. Pensé que podría agregar un condensador grande (C14) para que pueda proporcionar una corriente más alta por un corto tiempo y luego se cargará de nuevo cuando el sistema esté durmiendo. ¿Es posible?

Gracias.

[EDITAR]

Agregué una red pi por si acaso. Mi diseño es este ahora

yesteeselesquema

Usaré una resistencia de 0 ohmios como R3. R4 y R5 no están montados inicialmente. Esto permitiría eventualmente sintonizar la antena, pero no será fácil ya que no tengo equipo de laboratorio. Me pregunto si esto funcionaría sin afinación.

    
pregunta zapeitor

4 respuestas

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Primero, refiriéndose a su diseño existente, lo importante de una antena de PCB es no tener un plano de tierra debajo de toda la antena, y seguir exactamente el diseño que se muestra en la nota de aplicación de TI. No es una mala idea incluir la red Pi, puede ser útil durante las pruebas de RF.

Debería poder continuar con la alimentación de 50 ohmios un poco, siempre que esté rodeado por ambos lados por un lugar en el suelo, como se muestra en la nota de la aplicación.

Con respecto a la batería 2032, están diseñados para un drenaje de pulso de 15 mA , aunque pueden vaya más alto, digamos 30 mA, con una caída menor (9%) en capacidad. Así que no deberías necesitar una gran gorra (aunque no te dolería).

Sin embargo, sugiero cambiar a un módulo BLE que tiene una antena incorporada, como BLE113 de Bluegiga. Incluye un 8051 que puede usar para ejecutar su propio código de aplicación y tiene interfaces SPI, I2C, UART y ADC de 12 bits.

A pesar de que la potencia de transmisión máxima es de 14.3 mA, es por un tiempo muy breve, y el BLE113 está diseñado específicamente para funcionar con una batería CR2032; de hecho, su placa de desarrollo incluye un soporte para un CR2023 para probar esa configuración .

    
respondido por el tcrosley
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Para evitar el alto costo de las pruebas de FCC cuando haga su propia antena, intente usar un módulo con certificación previa si puede. Echa un vistazo al módulo PTR5518 si te gusta usar el nRF51822 (es un gran chip). Está certificado por la FCC, es bastante pequeño y bastante barato. Como se puede decir, tcrosley puede evitar muchas de las costosas pruebas FCC. Yo recomendaría el chip nRF51822 y los módulos basados en él en lugar de Bluegiga o CC2540 de TI. El núcleo ARM Cortex-M0 de 32 bits es mucho mejor y se puede programar solo con GCC. TI y Bluegiga (que se basa en el chip TI) requieren gastar mucho dinero en el compilador de IAR y en el IDE para la funcionalidad de Bluetooth.

Está hecho por una empresa china, por lo que el mejor lugar para encontrar los chips es en lugares como Aliexpress.com (para muestras únicas a precios minoristas, alrededor de $ 8 a $ 11), pero esperamos que su producto ingrese en mayores cantidades, entonces usted A menudo se pueden negociar mejores tarifas con esos mismos distribuidores en Alibaba o a través de la compañía que fabrica los módulos PTR55x8.

Nordic también los incluye en la página de sus socios para que también tengan información de contacto para representantes si se ponen en contacto con ellos. También enumeran otras compañías que hacen módulos basados en sus chips nRF51822 si el PTR no funciona para usted. No estaría de más ponerse en contacto con un grupo de ellos y, lo mejor de todo, su código debería funcionar independientemente del módulo que elija, tal vez simplemente cambiando algunos GPIO según lo que funcione mejor para su tablero.

¡Buena suerte!

    
respondido por el nemik
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Nordic Semiconductor proporciona diseños de ejemplo (incluso con antenas PCB). Para obtener los mejores resultados, comience con su ejemplo y modifíquelo lo menos posible.

    
respondido por el markrages
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Veo que estás usando el balun de Johansson Technology. Solicite un diseño de tablero de referencia para una antena de balun y chip (también una de las suyas) y cópiela exactamente . No puedo enfatizar esto lo suficiente; no es "aproximadamente 50ohm", pero "estás fuera por unos pocos mil en un rastro y nada funciona" jajaja. Nordic también tiene un par de diseños que puede copiar, algunos con balun y antena de rastreo y otros con una red de coincidencia discreta. La antena de rastreo es más barata, el balun también es más barato que los discretos en la producción en masa (pero un poco molesto para la soldadura manual).

En mi experiencia, las redes pi son una pérdida de tiempo. Si copia un diseño de referencia, funcionará lo suficientemente bien y no podrá mejorarlo intercambiando los componentes a ciegas (sin un analizador vectorial). "Bastante bien" en este contexto es quizás dentro de 5dB del mejor rendimiento teórico, o 3dB si puede controlar la impedancia de la placa (material, espesor) de manera más precisa. Esto no está demasiado lejos de la variación entre unidades de producción del mismo diseño de todos modos. Esto puede limitar su rango ligeramente, pero de ninguna manera evitará que las cosas funcionen.

Eche un vistazo a mi comparación de chips BLE en otra respuesta: enlace Nordic era mejor cuando salió, ahora Hay otras buenas opciones, y Nordic ya no es más barato / fácil de programar / más capaz / más eficiente en energía: hay algo mejor en cada una de esas categorías, al menos en lo que respecta a la producción en volumen.

Como otros han sugerido, los módulos son una excelente opción para dispositivos de volúmenes más pequeños debido a FCC.

    
respondido por el Alex I

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