Kuidas luua oma NRF24L01+pa+lna moodul: 5 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:48

Nrf24L01 põhinev moodul on olnud väga populaarne, kuna seda on lihtne rakendada traadita side projektides. Mooduli võib leida alla 1 $ PCB trükitud versiooni või monopoolse antenniga. Nende odavate moodulite probleem on see, et neil on palju probleeme ja need muutuvad kergesti vigaseks. Peamiselt seetõttu, et IC pole algselt Nordicsemi valmistatud, aga ka PCBde halva trükikvaliteedi tõttu.

Selles artiklis näitan teile, kuidas luua oma nrf24L01 -põhist moodulit ja kuidas lisada vahemikku ja väljundvõimsust laiendamiseks PA (võimsusvõimendi), LNA (madala müratasemega võimendi).

Samm: tüüpiline rakendusahel

Siin on tüüpiline vooluring nrf24L01 -põhise mooduli jaoks; seda kasutatakse tavaliselt sellel kiibil põhinevates kaubandusmoodulites. Vooluahel sisaldab mõningaid lahtiühendavaid kondensaatoreid, mis on ühendatud VDD ja maa vahel. Kasutatakse 16 MHZ kristallostsillaatorit, mis peab vastama andmelehe spetsifikatsioonidele. ANT1 ja ANT2 pakuvad antennile RF -väljundit, vastavalt andmelehele soovitatakse 15ohm+j88ohm koormust maksimaalse väljundvõimsusega 0dbm, sobiva võrgu paigaldamisega on võimalik saada 50ohm koormustakistus, ANT1 ja ANT2 on alalisvoolu tee VDD_PA -le (sellest lähemalt hiljem). Lõpuks ühendab SMA pistik vooluahela dipoolantenniga.

2. samm: esiosa mooduli lisamine võimsuse ja ulatuse suurendamiseks

Eespool käsitletud vooluahelal on 4 väljundvõimsuse taset: 0dBm, -6dBm, -12dBm, -18dBm. Võimsustaseme juhtseadised on otseselt vahemikus, muidugi on antenniga seotud ka muid omadusi (takistus, võimsus, tüüp …) ja levimiskeskkonda, kuid keskendugem moodulile endale.

Väljundvõimsuse suurendamiseks võib kasutada esiosa moodulit. Leidsin, et see RFX2401C firmalt Skyworks Solutions on lihtsalt täiuslik; see on 2,4 GHz ZigBee/ISM esipaneel, millel on 50 oomi sisend- ja väljundpordid, 25 dB väikest signaali võimendust ja 22 dBm küllastunud väljundvõimsust (kõik need omadused on seotud edastusrežiimiga). Skyworks pakub ka hindamiskomplekti, mis aitab hõlpsalt prototüübi koostada oma IC -ga.

Sellel moodulil on suhteliselt lihtne juhtimisloogika (vt loogikatabel). Vastuvõtu aktiveerimiseks (RX -režiim) tuleb TXEN -i tõmmata LOW ja RXEN tõmmata HIGH ning edastamise aktiveerimiseks (TX -režiim) TXEN tõmba HIGH -i olekus RXEN -i olek pole oluline. Vastavalt nrf24L01 andmelehele tuleb CE -tihvti tõmmata KÕRGELT, kui transiiver võtab vastu RX -režiimi. Ostsilloskoobi abil olen mõõtnud VDD_PA tihvti olekut, selgub, et see on KÕRGE, kui transiiver on TX -režiimis ja LOW RX -režiimis. Nii tuleks TXEN ühendada VDD_PA -ga ja RXEN CE -ga

3. samm: materjali arve

See tabel sisaldab selle vooluahela loomiseks vajalike komponentide loendit, olen tellinud need aadressilt:

4. samm: skeemid

See on meie transiiveri tüüpiline vooluring, mille RF -väljund on ühendatud esiosa mooduliga; see saab käske VDD_PA ja CE tihvtidelt, mõned eralduskondensaatorid on lisatud. Väljund on ühendatud diskreetse LC -filtriga, mille lõpus on SMA -pistik.

5. samm: järeldused ja täiustused

pärast gerberi failide ekstraheerimist tellisin 10 tk ja tegin jootmise šablooni ja tagasivoolujaama abil.

Selgub, et sellise raadiosagedusahela tegemine nõuab võimalike elektromagnetiliste häirete arvestamist, eriti trükkplaatide marsruutimisel. Soovitame tungivalt õhutuseta kaitsekilpi ja ühendada see maandusega, mis aitab vähendada mahtuvuslikku ja magnetilist sidet mooduli ja selle keskkonna vahel.