MM86rf211 Minimoduł do komunikacji radiowej

Transkrypt

1 MMrf Minimoduł do komunikacji radiowej REV Instrukcja uytkownika Evalu ation Board s for, AVR, ST, PIC microcontrollers Sta- rter Kits Embedded Web Serve rs Prototyping Boards Minimodules for microcontrollers, etherdesigning Evaluation Boards for net controllers, RFID High Spe- ed In System programmers for AVR, PIC, ST microcontrollers Microprocesor systems, PCB, AVR, ST, PIC microcontrollers Starter Kits Embedded Web Servers Prototyping Boards mi- nimodules for microcontrollers, ethernet controllers, RFID High Speed In Systems programme- rs for AVR, PIC, ST microcontrlollers Microprocesor systems, PCB designing Evaluation Boards for `, AVR, ST, PIC microcontrollers Starter Kits Embe- dded Web Serwers Prototyping Boards Minimodules for microcontrollercontrollers, ethernet controllers, High Speed In System program- mers for AVR, PIC, ST microco- Microprocesor R Many ideas one solution Systems, PCB Designing Evaluation Boards

2 Wstp MMrf jest miniaturowym, kompletnym modułem nadawczo-odbiorczym (transceiverem), zbudowanym w oparciu o układ ATrf firmy Atmel. Moduł pracuje w wolnodostpnym pamie ISM MHz i zawiera wszystkie niezbdne do pracy elementy, oprócz anteny. Moliwe jest równie wykonanie modułu na pasma i 9 MHz. Uycie gotowego modułu uwalnia konstruktora od koniecznoci projektowania czci systemu pracujcej z czstotliwociami radiowymi oraz kompletowania odpowiednich elementów. Dziki temu budowa systemów wykorzystujcych komunikacj radiow staje si szybsza i prostsza. Do modułu dostarczane jest przykładowe oprogramowanie, napisane w jzyku C, realizujce inicjacj transceivera oraz transmisj danych. Dostpny jest równie zestaw ewaluacyjny. Układ ATrf jest jednoukładowym transceiverem UKF, przeznaczonym do aplikacji o małym poborze mocy i niskim napiciu zasilania. Moe by uywany przy czstotliwociach mieszczcych si w zakresie 00-90MHz. Szczegółowe informacje dotyczce układu ATrf mona znale na stronie producenta: MMrf komunikuje si z mikrokontrolerem poprzez dwa szeregowe interfejsy: jeden z nich słuy do konfigurowania układu a drugi do przesyłania i odbierania danych poprzez łcze radiowe. MMrf moe by uyty zarówno do prototypu, eliminujc konieczno projektowania obwodu drukowanego, jak i do układu finalnego, w którym minimoduł montowany jest w postaci "kanapki". Cechy modułów Kompletny, gotowy do uycia transceiver Małe wymiary Monta poziomy lub pionowy Praca w pamie MHz Prdko transmisji do kbaud Napicie zasilania:.. V Niski pobór mocy, róne tryby pracy Moc wyjciowa programowana w zakresie 0 do dbm Wysoka czuło -0 dbm Pomiar RSSI (Received Signal Strength Indicator wskanik poziomu odbieranego sygnału) Programowana czstotliwo nadawania i odbioru Programowa i sprztowa kontrola mocy nadawania

3 Przykładowe zastosowania Systemy alarmowe Automatyka Telemetria Zdalne sterowanie Zabawki Opis wyprowadze Wszystkie sygnały niezbdne do komunikacji z minimodułem, zasilanie oraz wejcie/wyjcie antenowe zostały wyprowadzone na dwa złcza szpilkowe SIL. Moduł przeznaczony jest do montau poziomego, moe zosta wlutowany w płytk, lub umieszczony w odpowiedniej podstawce. Masa Wejcie zasilania dla modułu DCLK Wyjcie zegarowe dla danych w trybie odbioru WUP Wyjcie Wake-Up iformujce o odebraniu właciwej ramki przez układ transceivera SCK Wejcie zegarowe dla magistrali konfiguracyjnej SDA Wejcie/wyjcie danych dla magistrali konfiguracyjnej SLE Wejcie zezwalajce dla magistrali konfiguracyjnej DMSG Wejcie/wyjcie danych cyfrowych transmitowanych drog radiow 9 ANT Wejcie/wyjcie sygnału radiowego

4 Połczenie z systemem mikroprocesorowym Połczenie z mikrokontrolerem wykonuje si przy uyciu piciu linii. Trzy z nich to interfejs słucy do konfigurowania układu ATrf (ustawiania takich parametrów jak: czstotliwo nadawania/odbioru, moc wyjciowa, tryb pracy układu, itd.). W interfejsie tym wystpuje dwukierunkowa linia danych (dane mog by przesyłane do lub z układu), linia zegara (sterowana przez mikroprocesor) oraz linia zezwolenia. Pozostałe dwie linie tworz interfejs dla danych przysyłanych drog radiow, s to: dwukierunkowa linia danych oraz linia zegara. W przypadku tego interfejsu podczas nadawania dane s natychmiast transmitowane bez buforowania w układzie, podczas odbioru transmisja synchronizowana jest przez układ ATrf, dlatego te sygnał zegara powinien by podłczony do wejcia przerwania w mikrokontrolerze. Mona take wykorzystywa sygnał WUP, który take powinien by podłczony do wejcia przerwania mikrokontrolera, linia ta umoliwia prac systemu w trybie nasłuchu, minimalizujc pobór energii. Układ w tym przypadku periodycznie nasłuchuje oczekujc na ramk ze znanym mu nagłówkiem. W chwili gdy tak odbierze buforuje j i generuje sygnał na pinie WUP a zawarto bufora jest wtedy dostpna do odczytu przez mikrokontroler. magistrala konfiguracyjna SLE SCK SDA INT.X INT.X MCS,PIC... magistrala danych tryb "WAKE-UP" DMSG DCLK WUP MMrf Antena MMrf moe by uywany w połczeniu z rónego rodzaju antenami o impedancji charakterystycznej 0 Ohm. W najprostszym przypadku w roli anteny mona uy kawałka drutu o długoci ok.. cm (wier fali). Moduł wyposaony jest w złcze umoliwiajce monta anteny, oraz w zwor, która po zamkniciu ze złczem antenowym pozwala mocowa anten na płycie matce, w któr wetknity jest moduł. W przypadku najprostszej anteny z kawałka drutu mona spodziewa si zasigu w zakresie kilkunastu kilkudziesiciu metrów (wewntrz budynku). Jeeli zajdzie potrzeba wyprowadzenia anteny na wiksz odległo, połczenie powinno by wykonane przewodem koncentrycznym o impedancji 0 Ohm.

5 Zestawienie parametrów przy =V i temp. ºC dla pasma MHz Parametr Warto Czuło dla.kbaud -0 dbm Maksymalna moc wyjciowa dbm Pobór prdu, nadawanie Pout = 0dBm ma Pobór prdu, tryb sleep ua Pobór prdu, odbiór 9 ma Typowy czas przełczania pomidzy nadawaniem i odbiorem 00us Szumy fazy w odległoci 0kHz od nonej -0dBc/Hz Szumy fazy w odległoci 00kHz od nonej -9dBc/Hz Maksymalna prdko transmisji kbaud Czas przełczania kanału o 00kHz 0 us Opis wybranych moliwoci układu Transmisja i odbiór. Podczas nadawania w trybie Normal Mode sygnał cyfrowy dostarczany jest poprzez szyn DMSG i bez adnego buforowania jest transmitowany drog radiow. W przypadku odbioru w tym trybie sprawa wyglda podobnie. Odebrany sygnał radiowy po demodulacji i zamianie na sygnał cyfrowy jest bez buforowania transmitowany po tej samej szynie DMSG, przy czym odbiór jest tu synchronizowany zboczem sygnału DCLK. Odbiór moe si take odbywa w trybie Wake Up. Wtedy układ transceivera periodycznie sprawdza czy nie pojawiła si oczekiwana ramka. Jeli tak to zostanie ona odebrana i zbuforowana. Układ wygeneruje sygnał na pinie WUP informujcy mikrokontroler o odebraniu właciwej ramki. Informacja mogca zawiera maksymalnie bity zostanie przesłana do mikrokontrolera jak w poprzednim przypadku. Pomiar mocy sygnału odbieranego RSSI. Pomiar mocy dokonywany jest na wyjciu filtru drugiej przemiany czstotliwoci. Mierzony zakres zmian RSSI zawiera si w granicach od -9dBm do -dbm. Pomiar wykonywany jest za pomoc przetwornika ADC i wynik moe by dostpny poprzez odczyt -bitów rejestru statusu. Moliwa jest take opcja ustawienia poziomu mocy sygnału odbieranego przy której ma nastpowa demodulacja sygnału (TRSSI bitów) oraz histereza tego poziomu (HRSSI bity). Kontrola poziomu mocy nadawanej. Kontrola ta odbywa si na dwu poziomach. Poziomie hardwareowym i softwareowym W przypadku kontroli hardwareowej sprowadza si to do doboru odpowiedniego rezystora R_power. I tak w przypadku gdy pracujemy w pamie MHz chcc móc uzyska maksymaln moc nadawania dbm naley zastosowa rezystor 0kOhm. Kontrola softwareowa odbywa si poprzez modyfikacj trzech bitów rejestru TXLVL. Co moe dawa regulacj mocy z krokiem db. Syntetyzer. W układzie transceivera zrealizowano syntez czstotliwoci na wysokorozdzielczym układzie PLL. Umoliwia on prac układu w pasmach od 00MHz do 0MHz oraz od 00MHz do 90MHz z kanałami radiowymi co 00Hz. Cały układ PLL został zintegrowany wewntrz chipu z wyjtkiem filtru realizowanego z elementów dyskretnych. Poprzez dobór elementów tego filtru uytkownik ma moliwo uzyskania mniejszych interferencji w ssiednich kanałach albo poszerzajc pasmo filtru uzyskania mniejszych czasów przełczania midzy kanałami i szybkich transmisji. Demodulacja. Demodulacja odbywa si w sposób analogowy i umoliwia uzyskanie cigłego napicia wyjciowego proporcjonalnego do odchyłki czstotliwoci sygnału odbieranego FSK.

6 Dyskretne elementy dołczone do pinu pracuj jako filtr dla syntetyzera współpracujcego z demodulatorem. Dane cyfrowe uzyskiwane s z analogowego sygnału zdemodulowanego po porównaniu go z progiem. I tu s dwie moliwoci tzw. tryb external i internal. W przypadku trybu external jako próg uywany jest przecitny poziom sygnału zdemodulowanego. W tej sytuacji powinnimy zapewni odpowiednio czste zmiany sygnału z 0 na stosujc np. kodowanie Manchester. W trybie internal nie jest konieczne stosowanie kodu Manchester, próg z którym nastpuje porównanie ustawiany jest przez uytkownika. Ustawianie progu moe zosta wykonane w mikrokontrolerze wykorzystujc przetwornik ADC i analogowe wyjcie dyskryminatora czstotliwoci układu transceiver Wymiary i rozmieszczenie elementów Pomoc techniczna W celu uzyskana pomocy technicznej prosimy o kontakt: support@propox.com. Prosimy równie o zamieszczenie nastpujcych danych: Wersja minimodułu MMatrf Rodzaj mikroprocesora i czstotliwoci taktowania Szczegółowy opis problemu

7 Schemat D D C C B B A A RPOWER TX RF TX TX TX TX TX DIV 9 DIV 0 DATAMSG SLE SCK SDATA WAKEUP DATACLK TEST E E 9 OL 0 C C XTAL XTAL SKFILT DSIN DISCOUT IF IF 9 IFIN 0 IFDEC DISCFILT IFOUT IFDEC IFIN IFOUT A A C 9 C 0 FILT VCOIN E E RXIN RX RX SWOUT AT9RF U.n C C0 C C p C p p (bez trymera) C p C C9 0n C C p C.n C n C C.n C C n C C C C.p C.p C9 0p C0.p C.p C.n C0 C9 C.n C C C C9 C0 n C p C.n C 0p C k R.k R0 k R.k R k R0 k R0 0.MHz X R L R L R L R L L.nH nh L nh L nh L 0 R L9 0R L0 R L ANT J NC C NC C n C0 n C0 J 0.MHz SFE X uf TANTAL C0 J DATAMSG SLE SDATA SCK WAKEUP DATACLK.-0p CV SJ Cannot open file D:\Propox\doki\LogoFINA L_many.bmp Sheet of support@propox.com Size: File: Rev: Date: Title: MMrf RF Communication Module