[alag57 0]

Стоит задача: обеспечить передачу данных на расстояние до 100 метров. Т.е.
необходимо получить качество связи по переданным и принятым пакетам не хуже
80% на расстоянии 100 метров и около 95% на 70 метров (т.е прием 80 или 95
пакетов из 100 переданных). СС2520 применяется как обычный примепередатчик,
без стеков. Экперименты проводились на минус 3-ем этаже подземного паркинга
для обеспечения относительной чистоты эфира.

Имеется четыре варианта самостоятельно изготовленых модулей:

1. Полностью повторяет референс-дизайн CC2520EM_2_1 от Тексаса. Антенна
DN007 2.4 GHz Inverted F Antenna из Antenna Selection Quick Guide DN035.

2. Отличие от референс-дизайна в применении элементов типоразмера 0603
вместо 0402 в референс-дизайне.

3. Полностью повторяет референс-дизайн за исключением антенны - она AN043 Small
Size 2.4 GHz PCB antenna из того же документа DN035. На двух таких модулях
антенна AN043 заменялась на четверть волновый проводок (с ним немного лучше).

4. В дополнение к СС2520 добавлен усилитель СС2590. Референс-дизайн взят из
CC2520-CC2591EM. Получить требуемые параметры даже с усилением +14 дБм не
удалось. Так как в референс-дизайне использовалась СС2591 попытался изменить
линию сопряжения СС2520-СС2590 сначала убрав согласующие элементы - заменив на
нулевые резисторы - результат ухудшился. Затем поставил конденсаторы по 22 пФ,
результат фактически такой же как в первом случае.

Согласование выхода СС2590 с антенной взял из CC2541_CC2590_EM.

Мощность передачи на СС2520 устанавливалась на 5 дБм. Для СС2520+СС2590 - 0 дБм
СС2520 и 14 дБм СС2590.

Оценка осуществлялась приемом пакетов и их подсчетом, а также оценкой RSSI из
пакета. Период отправки пакетов: раз с секунду, раз в 200 мс, раз в 100 мс.

Принятое значение RSSI, лежащее в пакете, минус 10-11 дБм при расстоянии между
модулями 10 см и мощности передачи 0 дБм, хотя ожидаемое около минус 1-2 дБм.

Ни с одним из модулей добиться требуемых параметров не удается. Максимум для
заданного качества это 40-50 метров.

Аналогичные результаты на модуле E73-2G4M08S1E производства EBYTE, где установлена
микросхема nRF52833 с выходной мощностью 8 дБм и чип-антенной.

В документе от Тексаса Range Estimation for Indoor and Outdoor Rev1_17.xlsm для
5 дБм и антенны DN007 расчетная дальность 116 метров, для 14 dBm - 209 метров.
С антенной AN043 - 111 и 200 метров соответственно.

Получалось ли у вас обеспечить надежную передачу на 100 метров? Как вам это
удалось? Для анализа решений могу опубликовать схемы и разводки для всех модулей,
если надо.

[Aner 3]

На 100 метров без проблем, .. но если это 100м в жб здании(-ях), то часоты низкие нужны 140...470мгц, еще как то 868мгц, с 2.4Ггц мощность нужна на порядок больше, антенны с хорошим кпд. Всего не раскажешь в пару строках.

[alag57 0]

Но вот на удивление в паркинге можно было получить 70 метров с качеством порядка 50%, что

не удалось в офисе, там только 40 метров с 80%. В паркинге железные ворота гаражей, массивные

воздуховоды вентиляции по все длине.

На каком, если не секрет, референс-дизайне вы основывались, если 100 метров без проблем? И почему

на 10 сантиметрах я теряю 9-10 дБ?

[Aner 3]

В паркинге работает переотражение от металла и тп. Это и понятно, но ошибок из-за несфазированной многолучевки много с теми модуляциями. Многое определяестя тем, как делали и что есть из измериловки, опыта. В бюджетном варианте ушли на 433мгц, на 868мгц там и почище. Референс-дизайн свой, на силабсе. С силабсом получше чем с тексасом почемуто. Хотя со многими ССшками работаем. Да антенны это все,  без них тоска. Свои под тех задание делали, CST, HFSS в помощъ, а референсные антенны для начинающих, чтобы в тему войти.

..на 10 сантиметрах я теряю 9-10 дБ?

Смотреть нужно что у вас там не так, ...

[alag57 0]

Quote

Многое определяестя тем, как делали и что есть из измериловки, опыта

Измериловки нет, опыта тоже, я в основном по микроконтроллерам. Поэтому и опираюсь на референс-дизайны.

 

Модуль 2G4M08S1E с nRF52833 с 8 дБм выходной мощности и заводского китайского изготовления работает аналогично, больше 40 метров выдавить не удалось.

Хотя у них в параметрах:

Quote

Main parameter      Description     Remarks Reference distance   120m             Clear and open environment, height 2.5 meters, air rate 1M bps

Т.е. они пишут, что 120 метров на 1 мегабите, теоретически на 250 килобитах должно быть больше, но нет.

Чувствую, что где-то системная ошибка, но где?

На очереди еще SX1280 и AT86RF233, но думаю результат будет аналогичным.

[Aner 3]

С SXами будет получше, тестировали. За счет LoRa, ширповой модуляции. Но все равно без знаний в RF и измериловки вам будет тяжко. Из главных это антенны и правильно разведенные  платы.

[alag57 0]

Quote

Из главных это антенны и правильно разведенные  платы

Вот и думаю сейчас уже взять модули, возможно попробую на 868 и 433 МГц, там у них и антенны есть под эти модули, но все же не понимаю, что не так на 2400 МГц.

Я понимал, что максимальных характеристик я достичь не сумею, но чтобы так проколоться - не ожидал.

[Aner 3]

Все же посто, из RF основ, чем короче длина волны тем больше энергии нужно для преодоления расстояния, дальность связи при той же выходной мощности и аналогичной антенне на более коротких волнах много дальше. А препятствия из гор. застройки еще усугубляют для более коротких волн преодоление расстояния. И далее более жесткие требования к более высоким частотам. 

LoRa на 868мгц, думаю будет предпочтительнее, из-за "переселенности" на 433мгц. Покупка недорогого nanoVNA-F, чтение основ RF, сильно поможет в решениии. В инете, на ютубе, полно примеров.

 

[alag57 0]

Спасибо - будем пробовать

[UART 14]

В 01.08.2023 в 15:49, alag57 сказал:

Полностью повторяет референс-дизайн CC2520EM_2_1 от Тексаса. Антенна
DN007 2.4 GHz Inverted F Antenna из Antenna Selection Quick Guide DN035.

одна из главных ошибок - это копирование элементов согласования антенны.

потому что она согласована в реф дизайне под конкретную плату и полигоны земли и т.д.

Inverted F антенна очень широкополосная - тут вам повезло ее и используйте. Либо покупайте проверенную хорошую внешнюю антенну на 2,4 ГГц

однако, чтобы добиться макс дальности - нужно делать согласование антенны.

более того, пластиковый корпус антенну расстроит, а также рука. Поэтому будут потери мощности.

Согласование нужно проводить в корпусе и если работа нужна в руках - то и с учетом влияния человеческого тела. 

Изменено 2 августа, 2023 пользователем UART

[alag57 0]

Quote

потому что она согласована в реф дизайне под конкретную плату и полигоны земли

Quote

Имеется четыре варианта самостоятельно изготовленых модулей:

1. Полностью повторяет референс-дизайн CC2520EM_2_1 от Тексаса. Антенна
DN007 2.4 GHz Inverted F Antenna из Antenna Selection Quick Guide DN035.

Фактически полностью, не в области RF добавлен LDO и разъем с SPI, IRQ, RESET.

Больше всего смущает, что модуль от EBYTE с 8 дБм показывает такой же результат.

И СС2520 с СС2590, где должно быть +14 дБм - результат тот же. Различие на 1-2 дБм.

[UART 14]

34 минуты назад, alag57 сказал:

Больше всего смущает, что модуль от EBYTE с 8 дБм показывает такой же результат.

без понимания импеданса и КСВ антенны ничего сказать нельзя...

нужно измерять и если требуется - согласовывать антенну

[vadimp61 0]

Рефдизайны , особенно с антеннами разведённые на той же плате, это для работы "на столе" и изучения регистров и параметров настройки RF микросхем. В свое время работали  с СС1101 на 433мгц.

У TI были платы с внешними антеннами, и то в помещении работало на соседних столах более или менее. Но в результате была получена дальность в 20 км с мощностью +27dbm, на скорости 9600, стационарной коллинеарной антенной 5/8, и мобильным устройством в виде рации с резиновой антенной, причем связь была двухсторонняя с подтверждением получения пакета. Да и для экспериментов спустились на 430Мгц. + испытания были в глухих местах в практически без помеховых условиях связи (по анализатору спектра смотрели). 

[alag57 0]

1 hour ago, vadimp61 said:

Рефдизайны , особенно с антеннами разведённые на той же плате, это для работы "на столе"

Это я уже понял, хотя конечно надеялся, что это не так 🙂