Estoy desarrollando un proyecto que involucra un dispositivo (estacionario, conectado a la red eléctrica) que realiza algunos cálculos y procesamientos simples, y luego envía una alarma (un mensaje simple para activar un motor de vibración) a uno o más dispositivos que se usan como pulseras.
Empecé a desarrollar con un SoC CC2530 de Texas Instruments (2,4 GHz, 802.15.4), pero me enfrento a algunos problemas, principalmente relacionados con el rango de comunicación, que se debe a una potencia de salida relativamente baja (4,5 dBm como máximo) , muy corto. Los dispositivos deben funcionar dentro de un entorno doméstico, pero no sé cuánta potencia de TX necesitaría en tal situación.
Dado que la comunicación de RF es bastante simple, ¿es bueno desarrollar un sistema de este tipo que utilice 2,4 GHz y un protocolo como SimpliciTI o incluso ZigBee?
¿Cuáles serían otras formas de diseñar un sistema con estas especificaciones? (comunicación muy simple, largo alcance en interiores)
Estaba pensando en la banda de 900 MHz, que se supone que tiene un mayor alcance, ya que la velocidad de comunicación no es crucial para mí.
¿Alguna idea para una solución práctica?
Gracias,
Cuando una antena "simple" transmite potencia, esa potencia tiende a dispersarse en la mayoría de las direcciones y se vuelve "más delgada" a medida que aumenta la distancia desde la antena transmisora. Por "hacerse más delgado" quiero decir que si pudiera capturar y medir toda la energía que pasa a través de un "plato" cuadrado de 1 metro cuadrado, encontraría que la energía disminuye con la distancia al cuadrado. Esta es la teoría básica detrás de la "pérdida de enlace" y la capacidad de formular el número de dB de pérdida entre la antena transmisora y la antena receptora. Por supuesto, es más complejo que esto alrededor de una casa o desde una estación base hasta un teléfono celular, pero el principio lo ayudará a comprender la importancia de la frecuencia de transmisión.
Pérdida de enlace (dB) = 32,5 + 20 (F) + 20 (d)
donde F es MHz y d es la distancia entre las dos antenas (kilómetros).
A 2,5 GHz ya una distancia de 100 metros (0,1 km) la pérdida es de 32,5 dB + 68 dB - 20 dB = 80,5 dB.
Si su transmisor estuviera funcionando a 1 GHz, la pérdida del enlace sería de 72,5 dB. Si opera a 434 MHz (un estándar común del Reino Unido), la pérdida del enlace sería de 65,2 dB.
Todas estas frecuencias están bien para atravesar una casa (y los diversos obstáculos que se presentan), por lo que tiendo a optar por la frecuencia más baja si está disponible para usar en su país.
En el extremo del receptor, cuanto menor sea la tasa de datos, más sensible puede ser el receptor. Una fórmula bien conocida que predice cuánta potencia necesita un receptor es esta: -
La potencia requerida en dBm es -154dBm + 10 (velocidad de datos) dBm
A 100 kbps, la potencia necesaria es de -104 dBm, pero a 1 kbps mejora a -124 dBm.
Por lo tanto, elegir la tasa de datos más baja posible en la frecuencia de transmisión más baja disponible es un buen punto de partida. Si usó 2,5 GHz y 100 kbps, el receptor necesita 35,3 dB más de potencia para transmitir en comparación con 434 MHz y 1 kbps (en igualdad de condiciones).
¿Qué pasa con el CC2530? Se especifica que necesita -97 dBm normalmente y esto es probable porque funciona a 250 kbps, por lo que me preguntaría: ¿necesito un transceptor o puedo arreglármelas con un transmisor/emisor y un receptor/pulsera (reduciendo a la mitad la complejidad) . Busqué en Google receptores de 433,92 MHz y este solo necesita -109 dBm a 2,5 kbps y toma una corriente de alimentación de 3 mA. Esto es mucho menos que los más de 20 mA que necesita el CC2530 y, lo que es más importante, si el receptor de pulsera tiene que durar mucho tiempo con la batería, entonces también debería pensar en esto.
Estaría considerando agregar una MCU de muy baja potencia a este tipo de receptor y activar el receptor una vez cada diez segundos para "olfatear" rápidamente el éter para ver si potencialmente había una transmisión proveniente del transmisor.
Andy alias
gustavsl